带有增压装置的气体冷却电机制造方法及图纸

气体冷却的电机，特别是空气冷却的涡轮发电机，带有转子轴（２），上面在发电机外壳（１）内部设置至少一个轴流式通风机，其特征在于，轴流式通风机（４）上具有用于提高发电机内腔（３４）绝对压力的增压装置，它在由轴流式通风机（４）的通风机轮毂（８）限制的轮毂内腔（５）和发电机内腔（３４）之间具有至少一个流体通道（１１、１２），其中，流体通道的流体入口和流体出口彼此径向相距。由此可以提供一种得到改进的气体冷却电机，它明显提高了发电机外壳内的绝对压力。由于提高了冷却介质的密度，达到了改进散热和因此更加有效冷却发电机的目的。在此方面，不需要用于提高压力的附加外部装置或外部调节装置，而是仅需改变已经存在的通风机组件，因此本发明专利技术也适用于很容易地加装在现有的发电机上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种气体冷却的电机，特别是具有封闭冷却回路的空气冷却涡轮发电机，带有转子轴，上面在发电机外壳内部设置至少一个轴流式通风机。
技术介绍
三相交流的涡轮发电机以公知的方式通过汽轮机或者燃气轮机驱动。涡轮发电机的转子通常由实心圆柱体锻钢件组成，里面将励磁绕组分配在单个槽内。在此转子在发电机的的定子的孔内旋转。定子由板材件组成，它在它那方面具有用于容纳电枢绕组的槽。在这种涡轮发电机的设计和结构方面关键是冷却技术，因为由此可以提高功率。目前的涡轮发电机一般采用气态冷却介质和安装在转子上用于冷却介质在发电机内部循环的通风机工作。EP 1209802 A2介绍了一种通风机在具有封闭冷却气体回路的涡轮发电机上的设置。冷却气体从发电机末端进入轴流式通风机内，在该通风机内增压并由此输送到所要冷却的发电机部件。在重新回流到通风机内之前，冷却气体通过换热器输送。此外，从现有技术中还公知个别空气冷却的发电机，其中，发电机内腔的气压通过由外部能源系统供能的外部空气压缩机得到明显提高。CH 541 890介绍了用于提高发电机功率的发电机增压装置，其中，从燃气轮机的空气压缩机向发电机外壳内供给压缩空气。通过发电机内的空气泄漏率，主要是通过转子轴穿过外壳上的泄漏量确定少量稳定的补充供给量。通过发电机通风作用的体积输送量因此基本保持不变。但通过发电机内部所取得的提高的空气密度产生所希望的改进冷却性能，并在发电机部件温度不变的情况下尽可能地提高功率。通常具有用于电厂输入技术的接口。缺点是外部附加装置、能源和输入技术相当高的开支和高成本。此外，还存在着一定的易受干扰情况。专利技术内容本专利技术的目的因此在于，提供一种得到改进的气体冷却电机，避免现有技术的上述缺点。此外，明显提高了发电机外壳内的压力，达到改进散热和因此更加有效冷却发电机的目的。在此方面，不需要用于提高压力的附加外部装置或外部调节装置，而是采用简单和低成本的解决方案，适用于很容易地加装在现有的发电机上。该目的通过权利要求1的特征得以实现。其他具有优点的构成和进一步构成在从属权利要求中予以说明。依据本专利技术的气体冷却电机，特别是带有转子轴的涡轮发电机，轴上在发电机外壳内部设置至少一个轴流式通风机，其特征在于，轴流式通风机上具有用于提高发电机内腔绝对压力的增压装置，它在由轴流式通风机的通风机轮毂限制的轮毂内腔和发电机内腔之间具有一个或者多个流体通道，其中，流体入口和流体出口彼此径向相距。这一点特别具有优点，因为由此提供了一种得到改进的气体冷却电机，避免了现有技术的上述缺点。明显提高了发电机外壳内的绝对压力，从而由于提高了冷却介质的密度达到改进散热并因此更加有效却发电机的目的。此外，通过增压不可避免的泄漏损失得到自动补偿。在此方面，不需要用于提高压力的附加外部装置或外部调节装置，而是仅需改变已经存在的通风机组件，因此也适用于很容易地加装在现有的发电机上。通过本专利技术现有的轴流式通风机可以加装增压装置，该装置充分利用这种现实，即通风机轮毂的一面限制轮毂内腔，由此与外壳外腔并因此与外界压力连接。然后通过流体通道处于轮毂内腔内的进气口和处于发电机内腔内的出口之间的径向差提高压力。发电机内腔相对于外界密封并适用于通过增压产生的压力。在此方面，出口处于从轴线测量大于进气口所处的那个半径的半径上。稳定增压然后可以根据下列公知的公式计算Δp＝p/2(Vua2-Vui2)在此方面，Δp表示外界和发电机内腔之间的压差。p表示冷却气体的密度。此外，Vua和Vui分别表示出口上的圆周速度和进气口上的圆周速度。在涡轮发电机情况下，转子轴的稳定转速一般可视为预先规定，所以可以通过选择上面分别设置流体通道进气口和出口的相应半径调整所希望的压差Δp。此外，可以改变轴流式通风机上的增压装置中具有的流体通道的数量，但一般相当于压缩机叶片的数量或者及其断口部分。本专利技术一种具有优点的实施方式在于，轴流式通风机的通风机轮毂内具有作为流体通道的径向孔。这种实施方式是本专利技术的一种特别简单和低成本的备用方案。本专利技术一种具有优点的实施方式在于，流体出口上流体轴向上沿轴流式通风机的主流顺流导向。这种实施方式具有优点的进一步构成在于，在轴流式通风机的通风机轮毂内具有作为流体通道的对角线或者L形或者Z形或者双L形通道。由此形成一种流体导向，使绝对压力提高的流体不与轴流式通风机的主流相切。本专利技术一种特别具有优点的实施方式在于，具有用于延长流体通道的套管。在此方面，流体通道以具有优点的方式延长到至少轴流式通风机的叶片高度上。套管既可以设置在轴流式通风机的通风机叶片顺流侧上，也可以设置在逆流侧上。这一点在各自具体情况下例如取决于通风机轮毂的构成、通风机叶片的设置和流动比。本专利技术另一种具有优点的实施方式在于，套管具有流线型护板。加罩的套管也可以称为流线型附加叶片，通过该附加叶片轴流式通风机整个叶片高度上的出口半径可以通过与主流平行的出口确定。由此不干扰或改进轴流式通风机的功能。根据实施方式，流线型加罩的套管也可以作为安装在流线体内或附加叶片内的径向孔构成。本专利技术另一种特别具有优点的实施方式在于，作为流体通道具有在通风机叶片内作为径向通道构成的叶片孔，它具有相应的出口。由此达到轴流式通风机主流受到最小影响并避免由于附加安装部件的压力损失。在此方面，径向孔可以根据通风机叶片的制造方式或者后续安装或者在制造新的通风机叶片时同时构成，例如作为空心芯环绕棒状芯铸造的叶片构成。在此方面一种具有优点的进一步构成在于，通风机叶片上具有至少一个侧面设置的出口，用于径向通道孔的自由排流。该出口在此方面例如可以作为圆弓形间隙或者半锥形间隙或者球形间隙构成。在通风机叶片的一面或者两面上可以设置多个间隙。在两面设置出口的情况下，它们例如可以交替设置。只要叶片尖上具有出口，径向通道向上完全可以通过轴流式通风机的入口限制，从而流体在这里在轴向平行的方向上导向。本专利技术另一种具有优点的实施方式在于，存在多个向排流叶片边缘分布的连接通道。由此主通风机流体受到最小干扰并甚至在几种情况下输送。在此方面，后面两种实施方式具有优点的进一步构成在于，通风机叶片内具有的径向通道在叶片尖上利用塞子封闭。由此即使出口不设置在叶片尖上的情况下，也可以产生一种简单的加工和增压流的导向。本专利技术另一种具有优点的实施方式在于，在电机的每个末端上具有带增压装置的轴流式通风机。由此可以在需要的情况下加大由增压装置输送的物质流量。最后，本专利技术一种具有优点的实施方式在于，增压装置为取得0.1bar-0.5bar，最好0.2-0.3bar的压差Δp而设计。实验证明，这样提高的绝对压力对明显提高涡轮发电机的功率来说是足够的。附图说明下面借助附图对本专利技术具有优点的实施例进行说明。其中图1示出具有依据本专利技术增压装置的轴流式通风机第一具有优点的实施方式局部剖面示意图；图2a和b示出依据本专利技术增压装置第二和第三具有优点的实施方式局部剖面示意图；图3示出依据本专利技术增压装置第四具有优点的实施方式；图4a-4d示出依据本专利技术增压装置第五和第六具有优点的实施方式；图5a-5b示出依据本专利技术增压装置第七具有优点的实施方式；图6示出依据本专利技术增压装置第八具有优点的实施方式；图7示出图6箭头方向VII-VII通风机叶片本文档来自技高网...

【技术保护点】
气体冷却的电机，特别是空气冷却的涡轮发电机，带有转子轴（２），上面在发电机外壳（１）内部设置至少一个轴流式通风机（４），其特征在于，轴流式通风机（４）上具有用于提高发电机内腔（３４）绝对压力的增压装置，它在由轴流式通风机（４）的通风机轮毂（８）限制的轮毂内腔（５）和发电机内腔（３４）之间具有至少一个流体通道（１１、１２；１３、１４；１５、１７；１９、２５、２６；２５、２６、３０、３５），其中，流体通道的流体入口和流体出口彼此径向相距。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R约霍，
申请(专利权)人：阿尔斯托姆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]