[實(shí)用新型]一種燃?xì)獍l(fā)電機(jī)用內(nèi)循環(huán)冷卻軸流葉輪

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220386400.7
• 申請日: 2012-08-06
• 公開（公告）號: CN202707609U
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳湘春;顏建田;羅克章
• 申請（專利權(quán)）人: 株洲聯(lián)誠集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號: F04D29/32
• 分類號: F04D29/32;F04D29/38
• 代理公司: 株洲市奇美專利商標(biāo)事務(wù)所 43105
• 代理人: 肖美哲

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種燃?xì)獍l(fā)電機(jī)用內(nèi)循環(huán)冷卻軸流葉輪，適用于大型燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組之核心部件發(fā)電機(jī)內(nèi)循環(huán)冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)

燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組是適應(yīng)世界環(huán)保要求和市場新環(huán)境而開發(fā)的新型發(fā)電機(jī)組。天然氣發(fā)電機(jī)組主要分為兩種，一種是聯(lián)合循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)，一種是燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)。燃?xì)廨啓C(jī)功率比較大，主要用在大、中型電站，燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)功率比較小，主要用在小型的分布式電站。它是取代燃油、燃煤機(jī)組的新型綠色環(huán)保動力。轉(zhuǎn)子帶內(nèi)循環(huán)冷卻葉輪的發(fā)電機(jī)用于大、中型電站的燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，其核心部件發(fā)電機(jī)在運(yùn)行工作時，定子繞組和轉(zhuǎn)子由于內(nèi)部損耗產(chǎn)生大量的熱量，需及時由冷卻設(shè)備帶走；安裝在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸上軸流葉輪同步運(yùn)轉(zhuǎn)。將發(fā)熱部件產(chǎn)生的熱空氣輸送至發(fā)電機(jī)空－空冷卻器，熱空氣與外部冷空氣熱交換，冷卻后空氣再沿內(nèi)循環(huán)通道輸送到發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)熱部件，以此組成內(nèi)循環(huán)冷卻系統(tǒng)。軸流葉輪是內(nèi)循環(huán)的核心部件，葉輪需具有高平衡精度、能承載大內(nèi)應(yīng)力的使用環(huán)境，軸流葉輪為內(nèi)循環(huán)空氣的流動提供了驅(qū)動力；按照傳統(tǒng)的軸流葉輪設(shè)計(jì)，現(xiàn)有的軸流葉輪設(shè)計(jì)難以滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于適應(yīng)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)冷卻的特殊環(huán)境與安裝要求，堤供一種燃?xì)獍l(fā)電機(jī)用內(nèi)循環(huán)冷卻軸流葉輪；即機(jī)翼型軸流葉輪在燃?xì)獍l(fā)電機(jī)內(nèi)循環(huán)冷卻中應(yīng)用。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案：一種燃?xì)獍l(fā)電機(jī)用內(nèi)循環(huán)冷卻軸流葉輪，包括輪轂、輪體和葉片，其特征在于所述的該內(nèi)循環(huán)冷卻軸流葉輪為鍛鋼輪轂鑲?cè)腓T鋁輪體的整體結(jié)構(gòu)；

所述的輪轂采用鍛鋼材料制作的輪轂，承載過盈配所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。輪轂外圈上有12個均布的凸出丁字形結(jié)構(gòu)的鑲塊，該凸出丁字形結(jié)構(gòu)的鑲塊厚度為22mm，內(nèi)部寬度為50～60mm，外部寬度為80～100mm，輪轂通過凸出丁字形結(jié)構(gòu)的鑲塊鑲?cè)胼嗴w中心；

所述的輪體為高輪轂比軸流式葉輪結(jié)構(gòu)，由于該軸流風(fēng)機(jī)壓力系數(shù)較高，輪體的輪轂比為0.8，輪體兩側(cè)開有用于安裝發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子平衡塊的梯形燕尾槽，葉片采用標(biāo)準(zhǔn)的平底機(jī)翼型結(jié)構(gòu)；與高輪轂比結(jié)合使之具有相對較高升力系數(shù)；

所述的葉片數(shù)量為19片，與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子4個磁極的數(shù)量互為質(zhì)數(shù)，以減少出口氣流的脈動和噪聲；葉片各截面安裝角度按氣流的壓力分布進(jìn)行扭曲，從葉根到葉尖的安裝角度扭曲變化到5°～6.5°，葉根部位安裝角度為17～18.5°。輪轂和輪體表面精確加工，并校對動平衡，使葉輪平衡等級達(dá)到G2.5。

由于葉輪輪轂內(nèi)圈通與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸為過盈配合，過盈量為0.40mm；過盈裝配會造成輪轂部分產(chǎn)生160Mpa以上內(nèi)應(yīng)力，同時葉輪工作運(yùn)轉(zhuǎn)時離心力產(chǎn)生40MPa以上的內(nèi)應(yīng)力，輪轂采用鍛造低碳鋼加熱處理的方式方可滿足裝配內(nèi)應(yīng)力和離心力疊加的要求，使其獲得可靠的安全系數(shù)；采用鍛鋼材料同時可以避免制作過程中的材質(zhì)缺陷，如鑄鋼。輪體部分采用鑄鋁材料可以盡量減小葉輪的重量，用于減少發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸的載荷，并以此降低整體不平衡量的指標(biāo)要求，滿足葉輪高平衡精度的要求。輪轂外圈凸出丁字形結(jié)構(gòu)的鑲塊能有效傳遞扭矩和承載離心力。

本內(nèi)循環(huán)冷卻軸流葉輪針對較高效率的要求，采用高效機(jī)翼型葉片，擯棄該領(lǐng)域傳統(tǒng)圓弧板型葉片，以此保證氣動效率；經(jīng)氣動仿真計(jì)算確定葉輪為高輪轂比結(jié)構(gòu)，有效提高了壓力系數(shù)；使葉輪在滿足氣動性能的同時，保證其安全要求。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的右視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型的A向視圖；

圖4為輪轂主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為輪轂左視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1-輪轂，2-輪體，3-葉片，4-燕尾槽，5-鑲塊。

具體實(shí)施方式

參看上述附圖，一種燃?xì)獍l(fā)電機(jī)用內(nèi)循環(huán)冷卻軸流葉輪，包括輪轂1、輪體2和葉片3，其特征在于該內(nèi)循環(huán)冷卻軸流葉輪為鍛鋼輪轂鑲?cè)腓T鋁輪體的整體結(jié)構(gòu)；

所述的輪轂1采用鍛鋼材料制作的輪轂，鍛鋼件能承受過盈裝配產(chǎn)生的高內(nèi)應(yīng)力；輪轂1外圈上有12個均布的凸出丁字形結(jié)構(gòu)的鑲塊5，該凸出丁字形結(jié)構(gòu)的鑲塊5厚度為22mm，內(nèi)部寬度為50～60mm，外部寬度為80～100mm，輪轂1通過凸出丁字形結(jié)構(gòu)的鑲塊5鑲?cè)胼嗴w中心；凸出丁字形結(jié)構(gòu)的鑲塊5鑲?cè)胼嗴w2內(nèi)部，能傳遞扭矩和承載離心力；

所述的輪體2為高輪轂比軸流式葉輪結(jié)構(gòu)，輪體2的輪轂比為0.8，輪體2兩側(cè)開有梯形燕尾槽4，用于安裝發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子平衡塊，調(diào)節(jié)整個轉(zhuǎn)子的動平衡，滿足發(fā)電機(jī)系統(tǒng)要求。葉片3采用標(biāo)準(zhǔn)的平底機(jī)翼型結(jié)構(gòu)，經(jīng)計(jì)算確定為大輪轂比結(jié)構(gòu)，結(jié)合葉片各截面合理扭度，使軸流葉輪具有相對較高壓力系數(shù)和氣動效率。