一种水轮发电机制造技术

本发明专利技术公开了一种水轮发电机，包括定子、转子、主轴、固定外罩和油冷轴承，转子同轴固定在主轴外侧，定子同轴固定在固定外罩外层，固定外罩的两侧边分别设置有用于支撑主轴两端的油冷轴承，油冷轴承包括轴承冷却结构、轴承座、轴承盖、轴瓦、冷却油槽、油泵、冷油进道和热油排道，轴承盖位于轴承座上方，轴瓦固定在轴承座，轴瓦内径侧设置有沿轴向方向的冷却油槽，冷却油槽的中部设置有进油孔，冷却油槽的两端设置有热油排道，轴承冷却结构包括冷却腔和冷却体，冷却体位于冷却腔内，冷却腔设有热油进油口和冷油出油口，进油孔通过油泵连通冷油出油口，热油排道连通热油进油口；本发明专利技术具有较高的热交换效率，能有效避免发电机出现轴瓦烧毁故障。

Water turbine generator

The invention discloses a hydraulic generator comprises a stator, rotor, shaft, fixed cover and oil cooling bearing, rotor coaxial fixed on the main shaft outside the stator coaxial fixed on the fixed cover layer, on both sides of the fixed outer cover edge are respectively arranged at both ends of the spindle bearing support for oil cooling, oil cooling bearing comprises a bearing structure, cooling seat, bearing cover, bearing, oil cooling tank, oil pump, oil in cold and hot oil exhaust channel, the bearing cover is positioned above the bearing seat, the bearing is fixed on the bearing seat, a cooling oil groove arranged along the axial direction of the bearing inner diameter side, central cooling oil groove oil inlet hole is arranged at both ends of the cooling oil groove. Set the hot exhaust channel, bearing cooling structure comprises a cooling chamber and a cooling body, cooling in the cooling chamber, a cooling chamber is provided with a hot oil inlet and oil cooling oil outlet and the oil inlet hole through the pump. The hot oil outlet is communicated with the hot oil discharging path to connect the hot oil inlet, and the invention has higher heat exchange efficiency and can effectively avoid the burnout of the bearing bushing of the generator.

【技术实现步骤摘要】
一种水轮发电机
本专利技术涉及发电机领域，尤其涉及水轮发电机。
技术介绍
轴承冷却器是水轮发电机的重要部件之一，其作用是：轴承摩擦热通过与冷却器之间的热交换，建立热动态平衡，使轴瓦温度稳定在正常运行的范围。现有的轴承冷却器使用的热交换介质主要是采用液态油，其液态油循环流经轴瓦和冷却部件，将轴瓦的摩擦热带出。现有水轮发电机中常用的轴承冷却器，如本申请附图1所示，包括冷却油腔101、冷却体102、热油进油口103、冷油出油口104、边环流道隔板105和中心流道隔板106，冷却体102包括冷却铜管1021、进水法兰1022和出水法兰1023，进水法兰1022和出水法兰1023分别连接在冷却铜管1021的进、出液端，冷油出油口104位于冷却油腔101顶部侧边，热油进油口103位于冷却油腔101顶部中端，冷却铜管1021均匀分布在冷却油腔101内，热油进油口103与冷油出油口104之间间隔分布有边环流道隔板105和中心流道隔板106；如本申请附图2所示，所述边环流道隔板105的环边与冷却油腔101的腔壁之间为用于流过冷却油的边环流道1051，如本申请附图3所示，中心流道隔板106的中心为用于流过冷却油的中心流道1061。上述现有技术中采用的轴承冷却器结构，存在如下不足：冷却油只在冷却油腔101上半部流通，冷却油腔101下半部的冷却油滞留，导致冷却体102与冷却油的热交换效率偏低，冷却油的循环油温偏高。目前水电站均采用上述现有的轴承冷却器结构，在水轮发电机轴承的轴瓦和油温运行三小时后，如表1所示，轴瓦温度均在58℃以上，油温在55℃以上。瓦编号12345油温初始温度31.229.630.430.830.229.61h温度（℃）44.142.343.242.543.138.42h温度（℃）56.354.253.254.752.749.83h温度（℃）61.259.158.460.058.155.5表1由于现有的冷却油主要采用46号汽轮机油或32号汽轮机油，46号汽轮机油的较佳运行温度范围为44-46℃，32号汽轮机油的的较佳运行温度范围为38-40℃；现有的冷却油运行过程中需控制在65℃以下，当冷却油温度过高，粘黏度变小，导致润滑不良，轴瓦摩擦系数变大，摩擦产热加剧，油温迅速升高，且油温居高不下，加剧滑动摩擦面的磨损；现有轴承采用此冷却结构，为了防止油温过高，造成烧瓦，需对轴承中油温进行监控，当温度偏高时，需加大冷却体的进水流量，当温度过高时，进行报警，并停止运行。由于现有的轴承冷却器结构普遍存在热交换效率偏低的问题，发电机容易出现报警停机，该问题不仅影响电站的输出效能和经济效益，且电站的停机和启动过程对电站其它设备的使用寿命影响较大。而存在的上述问题的原因主要是：由于冷却油的密度和粘黏度受到油温变化的影响较大，冷却油温越高，密度和粘黏度越小，冷却油经冷却铜管1021冷却降温后，其降温量较大的冷却油下沉，且流速变小，其降温量较小的冷却油上浮，导致冷却油腔101下部区降温量较大的冷却油滞留，而上部区降温量较小的冷却油流速变快，并从冷油出油口104流出，导致冷油出油口104流出的冷却油油温始终高温。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种水轮发电机，旨在提高水轮发电机运行效率，防止油温过高，减少烧瓦故障。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种水轮发电机，包括定子、转子、主轴、固定外罩和油冷轴承，转子与主轴同轴，转子固定在主轴上，转子的径向外层为定子，定子与固定外罩同轴，定子固定在固定外罩的内层壁，固定外罩的轴向两侧边分别为第一罩口和第二罩口，第一罩口和第二罩口分别安装有油冷轴承，主轴两端安装在油冷轴承中；特征在于，所述油冷轴承包括轴承冷却结构、轴承座、轴承盖、轴瓦、冷却油槽、油泵、冷油进道和热油排道；所述轴承冷却结构包括冷却腔和冷却体，冷却体位于冷却腔内，冷却体与冷却腔同轴向；冷却腔的设有热油进油口和冷油出油口；冷却体包括冷却管、进水法兰、出水法兰、底孔流道隔板和顶孔流道隔板，冷却管包括进水端和出水端，进水端连接进水法兰，出水端连接出水法兰，进水法兰和出水法兰位于冷却腔的侧面，底孔流道隔板的底部设置有第一通道孔，顶孔流道隔板的顶部设置有第二通道孔，底孔流道隔板和顶孔流道隔板的板面分布有用于穿插冷却管的穿孔，冷却管穿插在穿孔内；底孔流道隔板和顶孔流道隔板间隔分布在所述热油进油口与冷油出油口之间的冷却腔内；轴承盖位于轴承座上方，所述轴瓦固定在轴承座上，所述轴瓦内径侧设置有沿轴向方向的冷却油槽，所述冷却油槽的中部设置有进油孔，进油孔连通冷油进道的一端，所述冷油进道另一端连接油泵，所述轴瓦的两端设置有热油排道，所述热油排道连通到所述轴承冷却结构的热油进油口，所述油泵的进油端连通到所述轴承冷却结构的冷油出油口。优选地，所述热油进油口和冷油出油口设置在所述冷却腔的顶部。优选地，所述穿孔均匀分布于底孔流道隔板和顶孔流道隔板的板面。优选地，所述底孔流道隔板和顶孔流道隔板垂直于冷却管分布在冷却腔内。优选地，所述冷却腔内设置有至少两组底孔流道隔板和顶孔流道隔板。优选地，所述冷却腔内的底孔流道隔板和顶孔流道隔板的组数为四至十四组。优选地，所述冷却腔包含有一个热油进油口和一个冷油出油口，热油进油口和冷油出油口分别位于冷却腔的两端。优选地，所述冷却腔包含有两个热油进油口和一个冷油出油口，两个热油进油口分别为第一热油进油口和第二热油进油口，第一热油进油口和第二热油进油口分别位于冷却腔顶部的两端，冷油出油口位于冷却腔的中部。优选地，所述第一热油进油口设有用于调节冷却油流量的第一流量调节阀，所述第二热油进油口的设有用于调节冷却油流量的第二流量调节阀。优选地，所述第一流量调节阀与第二流量调节阀具有相同结构。优选地，所述第一流量调节阀包括阀座、流孔、阀体和弹性部件，流孔贯穿阀座，流孔的一端为进液端，流孔的另一端为出液端，阀体设置在出液端下方，阀体通过弹性部件连接在阀座上，所述阀体与出液端之间为液流道。采用该结构，根据伯努利效应，其液流道的宽度随流速的增大而变小，从而实现自动平衡调节，使第一热油进油口和第二热油进油口均能保持稳定的流速，避免受油温的影响。优选地，所述第一流量调节阀包括阀座、流孔、阀体和弹性部件，所述流孔贯穿阀座，所述阀座中部设置有阀腔，阀腔与流孔垂直，阀腔底部连通流孔，阀腔的底部端为腔底端，阀腔的开口端为腔口端，阀体设置在阀腔内，所述弹性部件的一端固定连接在腔口端，另一端连接阀体；所述腔底端呈球面状，所述阀体呈球状，所述阀体与腔底端之间为液流道。采用该结构，根据伯努利效应，其出阀体与腔底端的间距随流速的增大而变小，从而实现自动平衡调节液流道宽度，使第一热油进油口和第二热油进油口均能保持稳定的流速，避免受油温的影响。优选地，所述冷却体包含至少两组并列的冷却管。更优选地，所述冷却管均匀分布。优选地，所述冷却管呈U型管状，所述冷却管的进水端和出水端均在同一侧。优选地，所述冷却管呈直管状或螺旋管状，所述冷却管的进水端和出水端分别位于两侧端。优选地，所述冷却管呈直管状，所述冷却管包括进水管和出水管，所述进水管与出水管并列，所述进水管的一端为进水端，所述出水管的一端为出水端，所述进水端与出水端同侧，所述进水管的另一端与出水管的另一端通过连通腔连通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水轮发电机，包括定子（601）、转子（602）、主轴（603）、固定外罩（604）和油冷轴承，转子（602）与主轴（603）同轴，转子（602）固定在主轴（603）上，转子（602）的径向外层为定子（601），定子（601）与固定外罩（604）同轴，定子（601）固定在固定外罩（604）的内层壁，固定外罩（604）的轴向两侧边分别为第一罩口（605）和第二罩口（606），第一罩口（605）和第二罩口（606）分别安装有油冷轴承，主轴（603）两端安装在油冷轴承中，特征在于，所述油冷轴承包括轴承冷却结构、轴承座（501）、轴承盖（502）、轴瓦（503）、冷却油槽（504）、油泵（505）、冷油进道（506）和热油排道（507），所述轴承冷却结构包括冷却腔（1）和冷却体（2），冷却体（2）位于冷却腔（1）内，冷却体（2）与冷却腔（1）同轴向；冷却腔（1）的设有热油进油口（11）和冷油出油口（12），冷却体（2）包括冷却管（21）、进水法兰（22）、出水法兰（23）、底孔流道隔板（3）和顶孔流道隔板（4），冷却管（21）包括进水端（211）和出水端（212），进水端（211）连接进水法兰（22），出水端（212）连接出水法兰（23），进水法兰（22）和出水法兰（23）位于冷却腔（1）的侧面，底孔流道隔板（3）的底部设置有第一通道孔（31），顶孔流道隔板（4）的顶部设置有第二通道孔（41），底孔流道隔板（3）和顶孔流道隔板（4）的板面分布有用于穿插冷却管（21）的穿孔（s1），冷却管（21）穿插在穿孔（s1）内，底孔流道隔板（3）和顶孔流道隔板（4）间隔分布在所述热油进油口（11）与冷油出油口（12）之间的冷却腔内，所述轴承盖（502）位于轴承座（501）上方，所述轴瓦（503）固定在轴承座（501）上，所述轴瓦（503）内径侧设置有沿轴向方向的冷却油槽（504），所述冷却油槽（504）的中部设置有进油孔（5041），进油孔（5041）连通冷油进道（506）的一端，所述冷油进道（506）另一端连接油泵（505），所述轴瓦（503）的两端设置有热油排道（507），所述热油排道（507）连通到所述轴承冷却结构的热油进油口（11），所述油泵（505）的进油端连通到所述轴承冷却结构的冷油出油口（12）。...

【技术特征摘要】
1.一种水轮发电机，包括定子（601）、转子（602）、主轴（603）、固定外罩（604）和油冷轴承，转子（602）与主轴（603）同轴，转子（602）固定在主轴（603）上，转子（602）的径向外层为定子（601），定子（601）与固定外罩（604）同轴，定子（601）固定在固定外罩（604）的内层壁，固定外罩（604）的轴向两侧边分别为第一罩口（605）和第二罩口（606），第一罩口（605）和第二罩口（606）分别安装有油冷轴承，主轴（603）两端安装在油冷轴承中，特征在于，所述油冷轴承包括轴承冷却结构、轴承座（501）、轴承盖（502）、轴瓦（503）、冷却油槽（504）、油泵（505）、冷油进道（506）和热油排道（507），所述轴承冷却结构包括冷却腔（1）和冷却体（2），冷却体（2）位于冷却腔（1）内，冷却体（2）与冷却腔（1）同轴向；冷却腔（1）的设有热油进油口（11）和冷油出油口（12），冷却体（2）包括冷却管（21）、进水法兰（22）、出水法兰（23）、底孔流道隔板（3）和顶孔流道隔板（4），冷却管（21）包括进水端（211）和出水端（212），进水端（211）连接进水法兰（22），出水端（212）连接出水法兰（23），进水法兰（22）和出水法兰（23）位于冷却腔（1）的侧面，底孔流道隔板（3）的底部设置有第一通道孔（31），顶孔流道隔板（4）的顶部设置有第二通道孔（41），底孔流道隔板（3）和顶孔流道隔板（4）的板面分布有用于穿插冷却管（21）的穿孔（s1），冷却管（21）穿插在穿孔（s1）内，底孔流道隔板（3）和顶孔流道隔板（4）间隔分布在所述热油进油口（11）与冷油出油口（12）之间的冷却腔内，所述轴承盖（502）位于轴承座（501）上方，所述轴瓦（503）固定在轴承座（501）上，所述轴瓦（503）内径侧设置有沿轴向方向的冷却油槽（504），所述冷却油槽（504）的中部设置有进油孔（5041），进油孔（5041）连通冷油进道（506）的一端，所述冷油进道（506）另一端连接油泵（505），所述轴瓦（503）的两端设置有热油排道（507），所述热油排道（507）连通到所述轴承冷却结构的热油进油口（11），所述油泵（505）的进油端连通到所述轴承冷却结构的冷油出油口（12）。2.根据权利要求1所述的轴承冷却装置，其特征在于，所述冷却腔（1）包含有两个热油进油口（11）和一个冷油出油口（12），两个热油进油口（11）分别位于冷却腔（1）的两端，冷油出油口（12）位于冷却腔（1）的中部，所述两个热油进油口（11）分别为第一热油进油口（111）和第二热油进油口（112）。3.根据权利要求2所述的轴承冷却装置，其特征在于，所述第一热油进油口（111）设有用于调...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭远军，
申请(专利权)人：郭远军，
类型：发明
国别省市：湖南,43