本实用新型专利技术公开了具有螺旋双向水冷式端部冷却系统的汽轮发电机，它涉及电机领域。本实用新型专利技术为了解决现有汽轮发电机端部区域温度过高的问题。铜屏蔽安装在压圈的外侧，铜屏蔽和压圈之间留有通风沟，导风板安装在铜屏蔽的外径处，上侧循环水冷却器和下侧循环水冷却器分别安装在导风板的上侧和下侧，内环绕式水道主体和外环绕式水道主体沿轴向方向螺旋式前进，内环绕式水道主体和外环绕式水道主体均安装在铜屏蔽下侧段、铜屏蔽中间段以及压圈内圆区域，外敷式环形水道紧贴铜屏蔽的内表面。内环绕式水道和外环绕式水道中冷却水的流动方向相反。本实用新型专利技术有效地增强了汽轮发电机端部区域的冷却效果，结构简单，便于实现。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及具有螺旋双向水冷式端部冷却系统的汽轮发电机，属于电机领域。
技术介绍
大型汽轮发电机单机容量和电磁负荷较大，加之发电机端部区域内结构以及漏磁场分布较为复杂，导致发电机端部构件铜屏蔽、压指、压圈和定子端部铁芯的磁密较高。安装在发电机端部构件压圈外部的铜屏蔽可以有效地抵制端部区域的漏磁，进而降低铜屏蔽后面的其他端部构件磁密。由于铜屏蔽涡流损耗大、厚度薄、体积小，使得铜屏蔽的热密很高，进而导致端部构件铜屏蔽发热非常严重，同样，在端部漏磁场的作用下端部构件压圈的温度也较高。为了解决铜屏蔽和压圈温度过高的问题，在铜屏蔽和压圈之间留有通风沟，通风沟内冷却流体起到了降低铜屏蔽和压圈温度的作用，然而，仅仅采用这种单一的通风冷却结构难以有效地降低铜屏蔽和压圈的温度，特别是当汽轮发电机进相运行时，铜屏蔽和压圈之间通风沟内冷却流体不能有效地带走更多端部构件的热量，导致端部构件铜屏蔽和压圈的温度显著升高，不合理的端部通风冷却设计会影响发电机的使用寿命。汽轮发电机端部区域可以采用一种新型具有螺旋双向水冷式的端部冷却系统，通过螺旋双向冷却水可以有效地带走发热严重的铜屏蔽和压圈的热量，明显地降低端部构件铜屏蔽和压圈的最高温度，确保端部构件的温升限制在允许范围内。
技术实现思路
本技术的目的是提供具有螺旋双向水冷式端部冷却系统的汽轮发电机，以解决由于汽轮发电机端部区域通风设计不合理而导致的端部构件铜屏蔽和压圈温度过高的问题，有效地降低了端部构件铜屏蔽和压圈的温度，提高了汽轮发电机长期稳定运行的能力。本技术的具有螺旋双向水冷式端部冷却系统的汽轮发电机，它包括铜屏蔽、压圈、压指、定子端部铁芯、导风板、上侧循环水冷却器、下侧循环水冷却器、通风沟、导风沟、内环绕式水道、外环绕式水道和外敷式环形水道。铜屏蔽由铜屏蔽下侧段、铜屏蔽中间段以及铜屏蔽上侧段组成。压指由长压指和短压指组成。内环绕式水道由内环绕式水道的入口引导管、内环绕式水道主体和内环绕式水道的出口引导管组成。外环绕式水道由外环绕式水道的入口引导管、外环绕式水道主体和外环绕式水道的出口引导管组成。铜屏蔽安装在压圈的外侧，铜屏蔽和压圈之间留有通风沟，导风板安装在铜屏蔽的外径处，上侧循环水冷却器和下侧循环水冷却器分别安装在导风板的上侧和下侧，内环绕式水道主体和外环绕式水道主体沿轴向方向螺旋式前进，内环绕式水道主体和外环绕式水道主体均安装在铜屏蔽下侧段、铜屏蔽中间段以及压圈内圆区域，外敷式环形水道紧贴铜屏蔽的内表面。内环绕式水道和外环绕式水道中冷却水的流动方向相反。作为优选，所述的内环绕式水道的入口引导管、内环绕式水道主体和内环绕式水道的出口引导管相互连通，外环绕式水道的入口引导管、外环绕式水道主体和外环绕式水道的出口引导管相互连通。上侧循环水冷却器中的冷却水分别进入到内环绕式水道、外环绕式水道和外敷式环形水道中冷却发电机端部构件铜屏蔽和压圈后进入到下侧循环水冷却器。进入到内环绕式水道、外环绕式水道和外敷式环形水道中冷却水的速度均为2 m/s，外敷式环形水道的高度为2 mm至4 mm。内环绕式水道和外环绕式水道的截面均为圆形，圆形的直径为2 mm至5 mm。铜屏蔽下侧段中内环绕式水道主体和压圈内圆区域中内环绕式水道主体相连通，铜屏蔽下侧段中外环绕式水道主体和压圈内圆区域中外环绕式水道主体相连通。作为优选，所述的铜屏蔽和压圈之间通风沟的宽度增加。增加了进入到铜屏蔽和压圈之间通风沟内冷却流体的流量，加快了通风沟内冷却流体的速度，提高了冷却流体带走压圈热量的能力，进一步降低了压圈的温度。作为优选，所述的内环绕式水道主体和外环绕式水道主体彼此之间交错排布。提高了冷却水带走铜屏蔽和压圈热量的能力，进一步降低了铜屏蔽和压圈的温度。作为优选，所述的外环绕式水道的直径增大。增加了进入到外环绕式水道内冷却水的流量，加快了外环绕式水道内冷却水的速度，增大了铜屏蔽和压圈内部的表面散热系数，进一步降低了铜屏蔽和压圈的温度。作为优选，所述的内环绕式水道和增大直径的外环绕式水道彼此之间交错排布。提高了内环绕式水道和外环绕式水道内冷却水的利用率，增强了冷却水带走铜屏蔽和压圈热量的能力，进一步降低了铜屏蔽和压圈的温度。本技术的优点：大型汽轮发电机端部区域漏磁严重，导致端部构件铜屏蔽和压圈的温度较高。本技术在原来实心铜屏蔽和实心压圈内部安装内环绕式水道和外环绕式水道后，通过这两个水道内相反方向流动的冷却水可以有效地带走铜屏蔽和压圈的热量，明显地降低了发热严重的铜屏蔽和压圈的温度。此外，外敷式环形水道全覆盖铜屏蔽的内表面，显著地提高了带走铜屏蔽内表面热量的能力，进一步降低了铜屏蔽的最高温度。外敷式环形水道中的冷却水还起到了降低铜屏蔽和压圈之间通风沟内冷却流体温度的作用，铜屏蔽和压圈之间通风沟内更低温度的冷却流体反过来可以带走更多压圈内圆区域的热量，进一步降低了压圈内圆区域的最高温度。本技术所述的具有螺旋双向水冷式端部冷却系统的汽轮发电机能够有效地增强汽轮发电机端部区域的冷却效果，明显地降低了发热严重的端部构件铜屏蔽和压圈的最高温度，节省了材料，降低了成本，有效地提高了汽轮发电机端部区域的耐热能力。附图说明：为了易于说明，本技术由下述的具体实施及附图作以详细描述。图1为本技术所述具有螺旋双向水冷式端部冷却系统的汽轮发电机中端部构件上半部分轴向方向局部剖视图；图2为本技术所述具有螺旋双向水冷式端部冷却系统的汽轮发电机中端部构件下半部分轴向方向局部剖视图；图3为本技术所述具有螺旋双向水冷式端部冷却系统的汽轮发电机中铜屏蔽内部内环绕式水道主体；图4为本技术所述具有螺旋双向水冷式端部冷却系统的汽轮发电机中铜屏蔽内部外环绕式水道主体；图5为本技术所述具有螺旋双向水冷式端部冷却系统的汽轮发电机中铜屏蔽、内环绕式水道的入口引导管和外敷式环形水道的引导管的结构示意图；图6为本技术所述具有螺旋双向水冷式端部冷却系统的汽轮发电机中压圈以及内环绕式水道的出口引导管的结构示意图；图7为本技术所述具有螺旋双向水冷式端部冷却系统的汽轮发电机中压指的圆周方向剖视图；图8为本技术所述具有螺旋双向水冷式端部冷却系统的汽轮发电机中铜屏蔽的轴向方向局部剖视图；图9为本技术具体实施方式二所述的具有螺旋双向水冷式端部冷却系统的汽轮发电机中端部构件上半部分轴向方向局部剖视图；图10为本技术具体实施方式三所述的具有螺旋双向水冷式端部冷却系统的汽轮发电机中端部构件上半部分轴向方向局部剖视图；图11为本技术具体实施方式四所述的具有螺旋双向水冷式端部冷却系统的汽轮发电机中端部构件上半部分轴向方向局部剖视图；图12为本技术具体实施方式五所述的具有螺旋双向水冷式端部冷却系统的汽轮发电机中端部构件上半部分轴向方向局部剖视图；图中：1-铜屏蔽；2-压圈；3-压指；4-定子端部铁芯；5-导风板；6-上侧循环水冷却器；7-下侧循环水冷却器；8-通风沟；9-导风沟；10-内环绕式水道；11-外环绕式水道；12-外敷式环形水道。图中箭头所示为具有螺旋双向水冷式端部冷却系统的汽轮发电机中冷却流体的流动方向。具体实施方式：为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
具有螺旋双向水冷式端部冷却系统的汽轮发电机，其特征在于：它包括铜屏蔽（1）、压圈（2）、压指（3）、定子端部铁芯（4）、导风板（5）、上侧循环水冷却器（6）、下侧循环水冷却器（7）、通风沟（8）、导风沟（9）、内环绕式水道（10）、外环绕式水道（11）和外敷式环形水道（12）；铜屏蔽（1）由铜屏蔽下侧段（1‑1）、铜屏蔽中间段（1‑2）以及铜屏蔽上侧段（1‑3）组成；压指（3）由长压指（3‑1）和短压指（3‑2）组成；内环绕式水道（10）由内环绕式水道的入口引导管（10‑1）、内环绕式水道主体（10‑2）和内环绕式水道的出口引导管（10‑3）组成；外环绕式水道（11）由外环绕式水道的入口引导管（11‑1）、外环绕式水道主体（11‑2）和外环绕式水道的出口引导管（11‑3）组成；铜屏蔽（1）安装在压圈（2）的外侧，铜屏蔽（1）和压圈（2）之间留有通风沟（8），导风板（5）安装在铜屏蔽（1）的外径处，上侧循环水冷却器（6）和下侧循环水冷却器（7）分别安装在导风板（5）的上侧和下侧，内环绕式水道主体（10‑2）和外环绕式水道主体（11‑2）沿轴向方向螺旋式前进，内环绕式水道主体（10‑2）和外环绕式水道主体（11‑2）均安装在铜屏蔽下侧段（1‑1）、铜屏蔽中间段（1‑2）以及压圈（2）内圆区域，外敷式环形水道（12）紧贴铜屏蔽（1）的内表面；内环绕式水道（10）和外环绕式水道（11）中冷却水的流动方向相反。...
【技术特征摘要】
1.具有螺旋双向水冷式端部冷却系统的汽轮发电机，其特征在于：它包括铜屏蔽（1）、压圈（2）、压指（3）、定子端部铁芯（4）、导风板（5）、上侧循环水冷却器（6）、下侧循环水冷却器（7）、通风沟（8）、导风沟（9）、内环绕式水道（10）、外环绕式水道（11）和外敷式环形水道（12）；铜屏蔽（1）由铜屏蔽下侧段（1-1）、铜屏蔽中间段（1-2）以及铜屏蔽上侧段（1-3）组成；压指（3）由长压指（3-1）和短压指（3-2）组成；内环绕式水道（10）由内环绕式水道的入口引导管（10-1）、内环绕式水道主体（10-2）和内环绕式水道的出口引导管（10-3）组成；外环绕式水道（11）由外环绕式水道的入口引导管（11-1）、外环绕式水道主体（11-2）和外环绕式水道的出口引导管（11-3）组成；铜屏蔽（1）安装在压圈（2）的外侧，铜屏蔽（1）和压圈（2）之间留有通风沟（8），导风板（5）安装在铜屏蔽（1）的外径处，上侧循环水冷却器（6）和下侧循环水冷却器（7）分别安装在导风板（5）的上侧和下侧，内环绕式水道主体（10-2）和外环绕式水道主体（11-2）沿轴向方向螺旋式前进，内环绕式水道主体（10-2）和外环绕式水道主体（11-2）均安装在铜屏蔽下侧段（1-1）、铜屏蔽中间段（1-2）以及压圈（2）内圆区域，外敷式环形水道（12）紧贴铜屏蔽（1）的内表面；内环绕式水道（10）和外环绕式水道（11）中冷却水的流动方向相反。2.根据权利要求1所述的具有螺旋双向水冷式端部冷却系统的汽轮发电机，其特征在于：所述的内环绕式水道的入口引导管（10-1）、内环绕式水道主体（10-2）和内...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩继超，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23
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