專利名稱：具有定子多回路往復(fù)式通風(fēng)系統(tǒng)的汽輪發(fā)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有定子多回路往復(fù)式通風(fēng)系統(tǒng)的汽輪發(fā)電機(jī)，屬于大型空冷汽 輪發(fā)電機(jī)冷卻技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著大型汽輪發(fā)電機(jī)容量的提高，電機(jī)的線電流負(fù)荷隨之增大，線電流增大造成 的電機(jī)內(nèi)部損耗增大繼而造成了電機(jī)的溫升過(guò)高，嚴(yán)重影響電機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。定子 繞組線圈的發(fā)熱已成為限制間接氣體冷卻式汽輪發(fā)電機(jī)容量提高的主要決定因素，目前， 600MW以下的汽輪發(fā)電機(jī)主要采用強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻的方式進(jìn)行間接冷卻，電機(jī)容量的增大要 求采用最經(jīng)濟(jì)的風(fēng)量來(lái)最有效的把電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生的熱散發(fā)出去。目前，大容量汽輪發(fā)電機(jī)采用多路通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行散熱，其定子鐵心帶有徑向通風(fēng) 溝，在定子軸向上冷熱風(fēng)區(qū)交替布置。冷卻氣體首先從定子軛背部進(jìn)入冷風(fēng)區(qū)，依次冷卻定 子鐵芯軛部，定子繞組與定子齒部，然后從定子內(nèi)圓處排出，與冷卻轉(zhuǎn)子從轉(zhuǎn)子出風(fēng)口出來(lái) 的氣體混合后進(jìn)入熱風(fēng)區(qū)，最后從定子外圓處排出，進(jìn)入冷卻器。該類型通風(fēng)冷卻系統(tǒng)的缺 點(diǎn)在于電機(jī)在軸向上溫度分布不均勻，熱風(fēng)區(qū)部分的溫度明顯要高于冷風(fēng)區(qū)部分的溫度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了增強(qiáng)大型汽輪發(fā)電機(jī)定子齒部與定子繞組之間的傳熱能力，來(lái)解決 定子軸向溫度分布不均勻的問(wèn)題，提供了 一種具有定子多回路往復(fù)式通風(fēng)系統(tǒng)的汽輪發(fā)電 機(jī)。本發(fā)明包括機(jī)殼、定子和轉(zhuǎn)子，機(jī)殼的內(nèi)圓表面與定子的外圓表面之間為通風(fēng)區(qū)， 定子的內(nèi)圓表面與轉(zhuǎn)子的外圓表面之間為氣隙，定子由等間距設(shè)置的多段定子鐵心組成，所述多段定子鐵心沿轉(zhuǎn)子軸向排列，每 相鄰兩段定子鐵心之間形成一個(gè)徑向通風(fēng)溝，每段定子鐵心的內(nèi)圓表面上沿圓周方向設(shè)有η個(gè)定子齒，η為50_80之間的整數(shù)，它還包括2η個(gè)軸向隔板，每個(gè)徑向通風(fēng)溝內(nèi)均設(shè)置有2η個(gè)齒間徑向隔板、η個(gè)冷 風(fēng)區(qū)徑向隔板和η個(gè)熱風(fēng)區(qū)徑向隔板，2η個(gè)軸向隔板將所述通風(fēng)區(qū)沿圓周方向均分為2η個(gè)空氣腔，2η個(gè)空氣腔分為η 個(gè)冷風(fēng)腔和η個(gè)熱風(fēng)腔，冷風(fēng)腔和熱風(fēng)腔相間設(shè)置，每個(gè)冷風(fēng)腔的徑向中心線與一個(gè)定子 齒的中心線重合，每個(gè)徑向通風(fēng)溝由2η個(gè)齒間徑向隔板沿圓周方向均分為2η個(gè)定子風(fēng)區(qū)，該2η個(gè) 定子風(fēng)區(qū)與所述2η個(gè)空氣腔一一對(duì)應(yīng)，該2η個(gè)定子風(fēng)區(qū)中與冷風(fēng)腔相通的為定子冷風(fēng)區(qū)， 與熱風(fēng)腔相通的為定子熱風(fēng)區(qū)，每個(gè)定子冷風(fēng)區(qū)由一個(gè)冷風(fēng)區(qū)徑向隔板沿圓周方向均勻分為兩個(gè)冷風(fēng)區(qū)段，每個(gè) 定子熱風(fēng)區(qū)由一個(gè)熱風(fēng)區(qū)徑向隔板沿圓周方向均勻分為兩個(gè)熱風(fēng)區(qū)段，每個(gè)冷風(fēng)區(qū)段與相 鄰的熱風(fēng)區(qū)段形成U形槽氣流通路，
所有所述U形槽氣流通路組成定子多回路往復(fù)式通風(fēng)系統(tǒng)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明通過(guò)齒間徑向隔板、冷風(fēng)區(qū)徑向隔板和熱風(fēng)區(qū)徑向隔板 的設(shè)置，形成的U形槽氣流通路，能夠有效的減小定子徑向通風(fēng)溝內(nèi)的流體渦流損失，增強(qiáng) 汽輪發(fā)電機(jī)的通風(fēng)冷卻效果，有效的降低了定子軸向的溫差，同時(shí)使定子的圓周方向溫度 分布更均勻。本發(fā)明所述的定子多回路往復(fù)式通風(fēng)系統(tǒng)能夠提高定子齒部的散熱能力，增 強(qiáng)定子齒部與定子繞組之間的傳熱能力，進(jìn)而降低了定子繞組線圈的最高溫度。


圖1為本發(fā)明的軸向剖視圖；圖2為實(shí)施方式一所述的汽輪發(fā)電機(jī)定子的圓周方向局部剖視圖，圖中箭頭所示 為U形槽氣流通路中的氣流方向；圖3為實(shí)施方式二所述的汽輪發(fā)電機(jī)定子的圓周方向局部剖視圖，圖中箭頭所示 為U形槽氣流通路中的氣流方向。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一下面結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式包括機(jī)殼1、 定子2和轉(zhuǎn)子3，機(jī)殼1的內(nèi)圓表面與定子2的外圓表面之間為通風(fēng)區(qū)，定子2的內(nèi)圓表面 與轉(zhuǎn)子3的外圓表面之間為氣隙4，定子2由等間距設(shè)置的多段定子鐵心2-1組成，所述多段定子鐵心2-1沿轉(zhuǎn)子3 軸向排列，每相鄰兩段定子鐵心2-1之間形成一個(gè)徑向通風(fēng)溝5，每段定子鐵心2-1的內(nèi)圓表面上沿圓周方向設(shè)有η個(gè)定子齒2-11，η為50-80之 間的整數(shù)，它還包括2η個(gè)軸向隔板8，每個(gè)徑向通風(fēng)溝5內(nèi)均設(shè)置有2η個(gè)齒間徑向隔板9-1、 η個(gè)冷風(fēng)區(qū)徑向隔板9-2和η個(gè)熱風(fēng)區(qū)徑向隔板9_3， 2η個(gè)軸向隔板8將所述通風(fēng)區(qū)沿圓周方向均分為2η個(gè)空氣腔，2η個(gè)空氣腔分為η 個(gè)冷風(fēng)腔10-1和η個(gè)熱風(fēng)腔10-2，冷風(fēng)腔10-1和熱風(fēng)腔10_2相間設(shè)置，每個(gè)冷風(fēng)腔10_1 的徑向中心線與一個(gè)定子齒2-11的中心線重合，每個(gè)徑向通風(fēng)溝5由2η個(gè)齒間徑向隔板9-1沿圓周方向均分為2η個(gè)定子風(fēng)區(qū)， 該2η個(gè)定子風(fēng)區(qū)與所述2η個(gè)空氣腔一一對(duì)應(yīng)，該2η個(gè)定子風(fēng)區(qū)中與冷風(fēng)腔10_1相通的 為定子冷風(fēng)區(qū)，與熱風(fēng)腔10-2相通的為定子熱風(fēng)區(qū)，每個(gè)定子冷風(fēng)區(qū)由一個(gè)冷風(fēng)區(qū)徑向隔板9-2沿圓周方向均勻分為兩個(gè)冷風(fēng)區(qū) 段2-12，每個(gè)定子熱風(fēng)區(qū)由一個(gè)熱風(fēng)區(qū)徑向隔板9-3沿圓周方向均勻分為兩個(gè)熱風(fēng)區(qū)段 2-13，每個(gè)冷風(fēng)區(qū)段2-12與相鄰的熱風(fēng)區(qū)段2-13形成U形槽氣流通路，所有所述U形槽氣流通路組成定子多回路往復(fù)式通風(fēng)系統(tǒng)。在徑向通風(fēng)溝5中，借助齒間徑向隔板9-1、冷風(fēng)區(qū)徑向隔板9-2和熱風(fēng)區(qū)徑向隔 板9-3的設(shè)置，形成了 U形槽氣流通路，所述U形槽氣流通路一側(cè)與通風(fēng)區(qū)相通，另一側(cè)與 氣隙4相通，每相鄰的兩段定子鐵心2-1之間的U形槽氣流通路數(shù)量為2η個(gè)，冷風(fēng)腔10-1 和熱風(fēng)腔10-2相間設(shè)置，能夠使冷卻氣體從冷風(fēng)腔10-1進(jìn)入徑向通風(fēng)溝5，冷卻氣體從徑 向通風(fēng)溝5的冷風(fēng)區(qū)段2-12進(jìn)入，依次冷卻定子鐵心軛部和定子齒2-11部，然后從定子2內(nèi)圓側(cè)流出，與氣隙4的氣體混合后，流向與該冷風(fēng)區(qū)段2-12相鄰的熱風(fēng)區(qū)段2-13，冷卻熱 風(fēng)區(qū)段2-13，再回到與該熱風(fēng)區(qū)段2-13相通的熱風(fēng)腔10-2，由熱風(fēng)腔10_2出風(fēng)口循環(huán)回 冷卻器。所述熱風(fēng)區(qū)徑向隔板9-3的設(shè)置有利于降低冷卻流體在U形槽氣流通路的槽底區(qū) 域產(chǎn)生流體渦旋。
具體實(shí)施方式
二 下面結(jié)合圖2和圖3說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為對(duì)實(shí)施方式 一的進(jìn)一步限定，所述齒間徑向隔板9-1短于冷風(fēng)區(qū)徑向隔板9-2。其它組成及連接關(guān)系與 實(shí)施方式一相同。本實(shí)施方式中冷風(fēng)區(qū)徑向隔板9-2沿定子鐵心2-1徑向方向的長(zhǎng)度長(zhǎng)于齒間徑向 隔板9-1徑向方向的長(zhǎng)度，因此能夠形成冷風(fēng)區(qū)段2-12向熱風(fēng)區(qū)段2-13流通的氣流U形 通路。
具體實(shí)施方式
三下面結(jié)合圖1和圖3說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與實(shí)施方式二 的不同之處在于，它還包括η個(gè)矩形的冷風(fēng)區(qū)切向隔板11，每個(gè)冷風(fēng)區(qū)徑向隔板9-2的氣隙側(cè)端面與一個(gè)冷風(fēng)區(qū)切向隔板11的對(duì)稱線位置 固定連接，并且該冷風(fēng)區(qū)切向隔板11垂直于與其連接的冷風(fēng)區(qū)徑向隔板9-2，每個(gè)冷風(fēng)區(qū) 切向隔板11夾固在軸向相鄰的兩個(gè)定子齒2-11之間，使每個(gè)冷風(fēng)區(qū)段2-12與相鄰的熱風(fēng) 區(qū)段2-13形成U形槽氣流通路。其它組成及連接關(guān)系與實(shí)施方式二相同。本實(shí)施方式中采用冷風(fēng)區(qū)切向隔板11將U形槽氣流通路與氣隙4的通路進(jìn)行部 分阻斷，有利于冷卻氣體在冷風(fēng)區(qū)段2-12對(duì)定子鐵心軛部和定子齒2-11部冷卻完成后，直 接進(jìn)入到與該冷風(fēng)區(qū)段2-12相鄰的熱風(fēng)區(qū)段2-13，而不再進(jìn)入氣隙4與氣隙4處的空氣混 合，能有效減小氣隙4處的氣體進(jìn)入熱風(fēng)區(qū)段2-13造成的對(duì)冷風(fēng)區(qū)段2-12出口處氣流進(jìn) 入熱風(fēng)區(qū)段2-13的阻力。
具體實(shí)施方式
四下面結(jié)合圖3說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為對(duì)實(shí)施方式三的 進(jìn)一步限定，每個(gè)冷風(fēng)區(qū)切向隔板11沿圓周方向的長(zhǎng)度小于與該冷風(fēng)區(qū)切向隔板11相鄰 的兩個(gè)齒間徑向隔板9-1氣隙側(cè)端部之間的距離d，并且大于l/2d。其它組成及連接關(guān)系 與實(shí)施方式三相同。采用冷風(fēng)區(qū)切向隔板11，在冷風(fēng)區(qū)段2-12入口風(fēng)量不變的情況下，可以減小冷風(fēng) 區(qū)段2-12出口的面積，增大出口處的風(fēng)速，有效降低定子齒2-11頂處的溫度。冷風(fēng)區(qū)切向 隔板11可以有效降低轉(zhuǎn)子氣隙處的氣體流入熱風(fēng)區(qū)段2-13對(duì)冷風(fēng)區(qū)段2-12出口氣體的 阻力，防止氣體在冷風(fēng)區(qū)段2-12入口處回灌現(xiàn)象的發(fā)生。
具體實(shí)施方式
五下面結(jié)合圖1至圖3說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為對(duì)實(shí)施方式 一、二、三或四的進(jìn)一步說(shuō)明，它還包括定子繞組6和定子槽楔7，η個(gè)定子齒2-11上纏繞有定子繞組6，所述定子繞組6由定子槽楔7固定。其它 組成及連接關(guān)系與實(shí)施方式一、二、三或四相同。所述定子繞組6嵌放在定子齒2-11的凹槽中，定子繞組6和定子槽楔7貫穿定子 2的整個(gè)軸向，熱風(fēng)區(qū)徑向隔板9-3的位置與每個(gè)定子齒2-11上定子繞組6中心的位置在 徑向上對(duì)應(yīng)。
權(quán)利要求
1.一種具有定子多回路往復(fù)式通風(fēng)系統(tǒng)的汽輪發(fā)電機(jī)，它包括機(jī)殼(1)、定子( 和轉(zhuǎn) 子(3)，機(jī)殼(1)的內(nèi)圓表面與定子O)的外圓表面之間為通風(fēng)區(qū)，定子O)的內(nèi)圓表面與 轉(zhuǎn)子(3)的外圓表面之間為氣隙G)，定子O)由等間距設(shè)置的多段定子鐵心組成，所述多段定子鐵心沿轉(zhuǎn)子 (3)軸向排列，每相鄰兩段定子鐵心(2-1)之間形成一個(gè)徑向通風(fēng)溝(5)，每段定子鐵心的內(nèi)圓表面上沿圓周方向設(shè)有η個(gè)定子齒0-11)，η為50-80之 間的整數(shù)，其特征在于它還包括2η個(gè)軸向隔板(8)，每個(gè)徑向通風(fēng)溝(5)內(nèi)均設(shè)置有2η個(gè)齒間 徑向隔板(9-1)、η個(gè)冷風(fēng)區(qū)徑向隔板(9- 和η個(gè)熱風(fēng)區(qū)徑向隔板(9_3)，2η個(gè)軸向隔板(8)將所述通風(fēng)區(qū)沿圓周方向均分為2η個(gè)空氣腔，2η個(gè)空氣腔分為η 個(gè)冷風(fēng)腔(10-1)和η個(gè)熱風(fēng)腔(10-2)，冷風(fēng)腔(10-1)和熱風(fēng)腔(10- 相間設(shè)置，每個(gè)冷 風(fēng)腔(10-1)的徑向中心線與一個(gè)定子齒(2-11)的中心線重合，每個(gè)徑向通風(fēng)溝(5)由2η個(gè)齒間徑向隔板(9-1)沿圓周方向均分為2η個(gè)定子風(fēng)區(qū)， 該2η個(gè)定子風(fēng)區(qū)與所述2η個(gè)空氣腔一一對(duì)應(yīng)，該2η個(gè)定子風(fēng)區(qū)中與冷風(fēng)腔(10_1)相通 的為定子冷風(fēng)區(qū)，與熱風(fēng)腔(10-2)相通的為定子熱風(fēng)區(qū)，每個(gè)定子冷風(fēng)區(qū)由一個(gè)冷風(fēng)區(qū)徑向隔板(9- 沿圓周方向均勻分為兩個(gè)冷風(fēng)區(qū)段 (2-12)，每個(gè)定子熱風(fēng)區(qū)由一個(gè)熱風(fēng)區(qū)徑向隔板(9-3)沿圓周方向均勻分為兩個(gè)熱風(fēng)區(qū)段 (2-13)，每個(gè)冷風(fēng)區(qū)段0-1 與相鄰的熱風(fēng)區(qū)段形成U形槽氣流通路，所有所述U形槽氣流通路組成定子多回路往復(fù)式通風(fēng)系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有定子多回路往復(fù)式通風(fēng)系統(tǒng)的汽輪發(fā)電機(jī)，其特征在 于所述齒間徑向隔板(9-1)短于冷風(fēng)區(qū)徑向隔板(9-2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有定子多回路往復(fù)式通風(fēng)系統(tǒng)的汽輪發(fā)電機(jī)，其特征在 于它還包括η個(gè)矩形的冷風(fēng)區(qū)切向隔板(11)，每個(gè)冷風(fēng)區(qū)徑向隔板(9-2)的氣隙側(cè)端面與一個(gè)冷風(fēng)區(qū)切向隔板(11)的對(duì)稱線位置 固定連接，并且該冷風(fēng)區(qū)切向隔板(11)垂直于與其連接的冷風(fēng)區(qū)徑向隔板(9-2)，每個(gè)冷 風(fēng)區(qū)切向隔板(11)夾固在軸向相鄰的兩個(gè)定子齒0-11)之間，使每個(gè)冷風(fēng)區(qū)段0-12)與 相鄰的熱風(fēng)區(qū)段Ο-π)形成U形槽氣流通路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有定子多回路往復(fù)式通風(fēng)系統(tǒng)的汽輪發(fā)電機(jī)，其特征在 于每個(gè)冷風(fēng)區(qū)切向隔板(11)沿圓周方向的長(zhǎng)度小于與該冷風(fēng)區(qū)切向隔板(11)相鄰的兩 個(gè)齒間徑向隔板(9-1)氣隙側(cè)端部之間的距離d，并且大于l/2d。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的具有定子多回路往復(fù)式通風(fēng)系統(tǒng)的汽輪發(fā)電機(jī)，其 特征在于它還包括定子繞組(6)和定子槽楔(7)，η個(gè)定子齒0-11)上纏繞有定子繞組(6)，所述定子繞組(6)由定子槽楔(7)固定。
全文摘要
具有定子多回路往復(fù)式通風(fēng)系統(tǒng)的汽輪發(fā)電機(jī)，屬于大型空冷汽輪發(fā)電機(jī)冷卻技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有大型汽輪發(fā)電機(jī)定子軸向溫度分布不均勻的問(wèn)題。它采用軸向隔板將通風(fēng)區(qū)間隔成冷風(fēng)腔和熱風(fēng)腔，采用齒間徑向隔板將徑向通風(fēng)溝間隔為定子冷風(fēng)區(qū)和定子熱風(fēng)區(qū)，每個(gè)定子冷風(fēng)區(qū)由一個(gè)冷風(fēng)區(qū)徑向隔板沿圓周方向均勻分為兩個(gè)冷風(fēng)區(qū)段，每個(gè)定子熱風(fēng)區(qū)由一個(gè)熱風(fēng)區(qū)徑向隔板沿圓周方向均勻分為兩個(gè)熱風(fēng)區(qū)段，每個(gè)冷風(fēng)區(qū)段與相鄰的熱風(fēng)區(qū)段形成U形槽氣流通路，所有所述U形槽氣流通路組成定子多回路往復(fù)式通風(fēng)系統(tǒng)。本發(fā)明適用于汽輪發(fā)電機(jī)的冷卻。
文檔編號(hào)H02K1/20GK102064636SQ20111000562
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2011年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月12日
發(fā)明者李偉力, 管春偉, 霍菲陽(yáng) 申請(qǐng)人:哈爾濱理工大學(xué)