[發(fā)明專(zhuān)利]一種汽輪發(fā)電機(jī)往復(fù)式氫內(nèi)冷端部通風(fēng)冷卻裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610333380.X
• 申請(qǐng)日: 2016-05-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105871122B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓繼超
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02K9/04
• 分類(lèi)號(hào): H02K9/04
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙)23209
• 代理人: 張偉

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種汽輪發(fā)電機(jī)往復(fù)式氫內(nèi)冷端部通風(fēng)冷卻裝置，屬于電機(jī)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在電氣工程領(lǐng)域中，發(fā)電機(jī)的端部漏磁場(chǎng)是一種常見(jiàn)的潛在性安全隱患，漏磁會(huì)使發(fā)電機(jī)端部金屬結(jié)構(gòu)件中感應(yīng)出渦流，引起端部構(gòu)件的發(fā)熱。尤其是端部出現(xiàn)的集中漏磁，極易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)件的局部過(guò)熱，嚴(yán)重時(shí)甚至可能會(huì)危及發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行。

汽輪發(fā)電機(jī)端部構(gòu)件銅屏蔽可以有效地抵制發(fā)電機(jī)端部區(qū)域的漏磁場(chǎng)，進(jìn)而降低端部構(gòu)件壓圈、壓指和端部鐵心的磁密，然而隨著大型汽輪發(fā)電機(jī)單機(jī)容量不斷增大，發(fā)電機(jī)端部區(qū)域的漏磁場(chǎng)逐漸增強(qiáng)，使得端部構(gòu)件的磁密和渦流損耗明顯增大，其中端部構(gòu)件銅屏蔽的渦流損耗增加最為顯著。銅屏蔽的損耗占到端部構(gòu)件總損耗的70％左右，這導(dǎo)致端部構(gòu)件銅屏蔽的溫度很高，甚至可能會(huì)燒毀銅屏蔽，并且端部構(gòu)件壓圈的溫度也較高，嚴(yán)重影響到了汽輪發(fā)電機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供一種汽輪發(fā)電機(jī)往復(fù)式氫內(nèi)冷端部通風(fēng)冷卻裝置，以解決由于汽輪發(fā)電機(jī)端部區(qū)域通風(fēng)設(shè)計(jì)不合理而導(dǎo)致的銅屏蔽和壓圈溫度過(guò)高的問(wèn)題，提高了汽輪發(fā)電機(jī)端部區(qū)域內(nèi)冷卻流體的利用率，有效地降低了發(fā)電機(jī)端部區(qū)域各構(gòu)件的溫度，減小了端部各構(gòu)件之間的溫差，提高了汽輪發(fā)電機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行的能力。

本發(fā)明的一種汽輪發(fā)電機(jī)往復(fù)式氫內(nèi)冷端部通風(fēng)冷卻裝置，包括壓指、壓裝在壓指上的壓圈、固定在壓圈上的銅屏蔽、固定在銅屏蔽外徑處的弓形導(dǎo)風(fēng)板，壓圈與弓形導(dǎo)風(fēng)板之間設(shè)置有導(dǎo)風(fēng)溝，所述銅屏蔽包括內(nèi)芯銅屏蔽和外銅屏蔽，所述內(nèi)芯銅屏蔽設(shè)置在外銅屏蔽的腔體內(nèi)，且其外徑端與弓形導(dǎo)風(fēng)板固定連接，內(nèi)芯銅屏蔽與外銅屏蔽內(nèi)壁之間的風(fēng)道為往復(fù)式風(fēng)道；外銅屏蔽固定在壓圈上，外銅屏蔽的內(nèi)層與壓圈之間設(shè)置有通風(fēng)溝，外銅屏蔽的外層設(shè)置有多個(gè)進(jìn)風(fēng)道，所述壓圈內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)徑向風(fēng)道。

內(nèi)芯銅屏蔽的厚度為5mm-10mm。外銅屏蔽的厚度為3mm-8mm。往復(fù)式風(fēng)道的寬度為3mm-8mm。外銅屏蔽外層的進(jìn)風(fēng)道的截面為圓形，圓形的直徑為8mm-12mm。進(jìn)風(fēng)道在同一徑向高度處沿圓周方向均勻地排布。真空腔壁面的反熱層的厚度為2mm-4mm。壓圈內(nèi)部徑向風(fēng)道的截面為圓形，圓形的直徑為8mm-12mm。徑向風(fēng)道沿圓周方向均勻排布，徑向風(fēng)道的個(gè)數(shù)為10個(gè)-20個(gè)。外銅屏蔽和壓圈之間通風(fēng)溝的寬度為8mm-12mm。

作為優(yōu)選，還包括真空腔，所述真空腔設(shè)置在鄰近壓圈內(nèi)徑的壓圈內(nèi)部，真空腔的腔體內(nèi)壁上設(shè)置有反熱層。所述真空腔沿徑向方向的截面為矩形或“L”形，所述真空腔腔體靠近壓圈內(nèi)徑一面的內(nèi)壁上未設(shè)置反熱層。真空腔沿徑向方向的截面為矩形時(shí)，矩形寬度為壓圈高度的六分之一。真空腔沿徑向方向的截面為“L”形時(shí)，可以進(jìn)一步阻礙壓圈內(nèi)徑區(qū)域的熱量向壓圈內(nèi)部以及壓指中流動(dòng)。

作為優(yōu)選，所述壓圈的內(nèi)徑底部開(kāi)設(shè)有凹槽，凹槽的深度為10mm-15mm。

作為優(yōu)選，所述外銅屏蔽的外層上端段傾斜設(shè)置，外層上端段與垂直方向的夾角為10°-30°。

作為優(yōu)選，所述的壓圈內(nèi)部徑向風(fēng)道的圓形截面的直徑沿徑向方向逐漸減小。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明降低了銅屏蔽和壓圈的最高溫度，提高了汽輪發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的能力，并且節(jié)省了銅屏蔽和壓圈的材料，降低了成本。通過(guò)設(shè)置內(nèi)芯銅屏蔽和外銅屏蔽，形成了往復(fù)式風(fēng)道。往復(fù)式風(fēng)道有效地增大冷卻流體與內(nèi)芯銅屏蔽和外銅屏蔽的接觸面積，加快內(nèi)芯銅屏蔽和外銅屏蔽表面周?chē)牧黧w速度，進(jìn)而降低了銅屏蔽的最高溫度。

2、壓圈中的真空腔進(jìn)一步阻礙壓圈內(nèi)徑區(qū)域的熱量向壓圈內(nèi)部以及壓指中流動(dòng)。真空腔壁面的反熱層也可以有效地對(duì)熱輻射進(jìn)行反射，同時(shí)弓形導(dǎo)風(fēng)板減小了發(fā)電機(jī)端部區(qū)域的通風(fēng)損耗。

3、壓圈的內(nèi)徑底部開(kāi)設(shè)的凹槽，增大了通風(fēng)溝的通風(fēng)截面積，使得汽輪發(fā)電機(jī)端部區(qū)域內(nèi)更多的冷卻流體進(jìn)入到通風(fēng)溝內(nèi)，加快了通風(fēng)溝內(nèi)冷卻流體的流速，另一方面還增大了冷卻流體與壓圈的接觸面積，提高了冷卻流體帶走壓圈熱量的能力，顯著地降低了壓圈的最高溫度。

4、外銅屏蔽的外層上端段傾斜設(shè)置，增大了進(jìn)入到往復(fù)式風(fēng)道內(nèi)冷卻流體的流量，加快了往復(fù)式風(fēng)道內(nèi)冷卻流體的流速，提高了冷卻流體帶走內(nèi)芯銅屏蔽和外銅屏蔽熱量的能力，進(jìn)一步降低了內(nèi)芯銅屏蔽和外銅屏蔽的最高溫度。

5、壓圈內(nèi)部徑向風(fēng)道的圓形截面的直徑沿徑向方向逐漸減小，使得徑向風(fēng)道內(nèi)冷卻流體的速度沿徑向方向逐漸增加，抵消了冷卻流體溫度升高導(dǎo)致其冷卻效果變差的影響，增強(qiáng)了冷卻流體帶走壓圈熱量的能力，進(jìn)一步降低了壓圈的最高溫度。

附圖說(shuō)明：