一种水内冷转子勺形引水管结构制造技术

本发明专利技术涉及一种水内冷转子勺形引水管结构，属于双水内冷发电机和调相机转子技术领域，其包括勺形引水管、设于勺形引水管一端的转子线圈导线接头管、以及设于勺形引水管另一端上下两侧的上半支撑垫块和下半支撑垫块，勺形引水管外周设有绝缘滑移层。本发明专利技术提高了导线接头管和引水管连接处寿命水平，降低该处应力，有效降低该处疲劳断裂的风险，提升水内冷转子运行可靠性。转子运行可靠性。转子运行可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种水内冷转子勺形引水管结构


[0001]本专利技术属于双水内冷发电机和调相机转子
，尤其是涉及一种水内冷转子勺形引水管结构，可用于水内冷转子。

技术介绍

[0002]双水内冷发电机和调相机的转子线圈用水作为冷却介质，相比于用空气、氢气冷却的转子，具有转子线圈温升低、温度分布均匀、绕组温升损耗小和绝缘寿命长等优点。
[0003]引水管为水内冷转子特有的关键零部件，其一端连接绝缘引水管、一端与转子线圈端部的导线接头管焊接，主要作用为连通线圈与水箱中的水。引水管结构受力情况复杂，在不同工况下，主要受到以下三种载荷：自身和管内水的旋转离心力；护环和端部线圈在离心力作用下的径向变形；转子线圈发热后轴向膨胀产生的轴向位移载荷。常规引水管结构中，引水管采用普通321不锈钢材料，同时，由于转子端部线圈底部空间狭小，引水管焊接后弯形空间受限，在上述载荷的作用下应力较大。
[0004]随着我国大电机装备制造实力的提高，以及用户对更大容量双水内冷发电机和调相机的需求，目前双水内冷机组容量已达700MW。相比于小容量机组，大容量水内冷转子引水管离心半径增加、转子线圈长度增长，运行时受到的离心力、径向变形和轴向位移均相应增加，转子线圈导线接头管与引水管连接处受到更大的载荷，进一步提高连接处寿命、降低连接处应力，可更好的适应大容量水内冷转子的需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是：提供一种勺形引水管结构，用以提高转子线圈导线接头管与引水管连接处疲劳寿命，降低连接处应力水平，提高水内冷转子的运行可靠性。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案提供了一种水内冷转子勺形引水管结构，包括勺形引水管、设于所述勺形引水管一端的转子线圈导线接头管、以及设于所述勺形引水管另一端上下两侧的上半支撑垫块和下半支撑垫块，所述勺形引水管外周设有绝缘滑移层。
[0007]优选的，所述绝缘滑移层绕包在所述勺形引水管外周。
[0008]优选的，所述上半支撑垫块和所述下半支撑垫块均开有凹槽。
[0009]优选的，所述上半支撑垫块和所述下半支撑垫块上平面平直，下平面开有半圆形凹槽；所述下半支撑垫块下平面平直，上平面开有半圆形凹槽。
[0010]优选的，所述上半支撑垫块和所述下半支撑垫块的半圆形凹槽与绕包所述绝缘滑移层后的所述勺形引水管外圆配合并适应勺形结构，与所述勺形引水管形成凹凸配合。
[0011]优选的，所述勺形引水管径向向转子引水管槽槽内伸入，并通过大圆角弯形后向槽外圆方向伸出形成勺形柔性结构，再通过圆角弯形后平直伸出转轴端面。
[0012]综上所述，本专利技术包括以下有益技术效果：
[0013]本专利技术实现引水管沿转轴径向方向的增长，提高了导线接头管和引水管连接处寿
命水平，降低该处应力，有效降低该处疲劳断裂的风险，提升水内冷转子运行可靠性。
[0014]本专利技术不仅将引水管创新地设计成勺形，并在上下支撑垫块上开有适应引水管勺形结构的凹槽，在提高引水管与转子线圈导线接头管连接处柔性的同时，实现勺形引水管在引水管槽内的有效固定和支撑。
[0015]本专利技术通过有限元计算和疲劳寿命试验，验证勺形引水管结构可增强引水管与转子线圈导线接头管连接处的柔性，可有效提高连接处疲劳寿命，降低连接处应力水平，最终确保水路在转子线圈导线接头管至引水管的连接无渗漏，确保水内冷转子运行可靠。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的水内冷转子勺形引水管结构的结构示意图；
[0017]图2为图1中沿A向的结构示意图；
[0018]图3为图1中沿B
‑
B的剖视图；
[0019]图4为本专利技术中的勺形引水管的结构示意图；
[0020]图5为图4中沿C
‑
C的剖视图；
[0021]图6为本专利技术中的上半支撑垫块的结构示意图；
[0022]图7为图6中沿D
‑
D的剖视图；
[0023]图8为本专利技术中的下半支撑垫块的结构示意图；
[0024]图9为图8中沿E
‑
E的剖视图；
[0025]图10为本专利技术的水内冷转子勺形引水管结构的装配示意图；
[0026]图11为考虑了材料非线性的现有技术引水管的等效应力云图(额定工况)；
[0027]图12为考虑了材料非线性的本专利技术的等效应力云图(额定工况)；
[0028]图13为本专利技术中引水管疲劳试验采用的位移加载波形图；
[0029]图14为本专利技术中引水管的疲劳数据记录表；
[0030]图15为本专利技术中实际轴向位移
‑
寿命曲线图。
[0031]附图标记：1、转子线圈导线接头管；2、勺形引水管；3、上半支撑垫块；4、下半支撑垫块；5、绝缘滑移层；6、转子引水槽。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术更明显易懂，兹以优选实施例，结合附图1至附图10对本专利技术作进一步详细说明。
[0033]本专利技术实施例公开一种水内冷转子勺形引水管结构，本专利技术由转子线圈导线接头管1、勺形引水管2、上半支撑垫块3、下半支撑垫块4、以及绝缘滑移层5组成。
[0034]勺形引水管2一端与转子线圈导线接头管1焊接，外侧绕包绝缘滑移层5后，通过上半支撑垫块3和下半支撑垫块4固定、支撑，并一同嵌在转子引水槽6内。
[0035]上半支撑垫块3上平面平直、下平面开有半圆形凹槽，下半支撑垫块4下平面平直、上平面开有半圆形凹槽，上半支撑垫块3和下半支撑垫块4的半圆形凹槽与绕包绝缘滑移层5后的勺形引水管2外圆配合，并适应勺形引水管2的勺形结构，与勺形引水管2形成凹凸配合，在槽内固定并支撑勺形引水管2。
[0036]勺形引水管2径向向转子引水管槽槽内伸入，并通过大圆角弯形后向槽外圆方向
伸出，形成勺形柔性结构，再通过圆角弯形后平直伸出转轴端面。勺形引水管2结构相比于常规引水管结构，通过增加转子端部线圈底部引水管槽深度，增大引水管焊接后弯形空间，形成勺形柔性结构。
[0037]通过对引水管槽加深后轴柄的应力计算，确保轴柄等效应力符合设计要求。通过勺形结构圆角弯形后平直伸出转轴端面，确保伸出转轴端面的位置与常规引水管结构相同，规避了其他结构变化的风险。
[0038]同时，通过对勺形引水管2结构的有限元计算和疲劳寿命试验，证明相同载荷下该结构的疲劳寿命比常规引水管结构提高约10倍，相同寿命下该结构承受的载荷是常规引水管结构的1.5倍左右，具体结果详见表1。
[0039]表1现有技术与本专利技术的疲劳寿命和可承受载荷结果
[0040][0041]其中，有限元计算如下：
[0042]参照图11和图12，图11为考虑了材料非线性的现有技术引水管的等效应力云图(额定工况)，图12为考虑了材料非线性的本专利技术的等效应力云图(额定工况)，从而得出疲劳寿命和非线性应力计算结果。根据有限元计算结果可知，本专利技术水内冷转子勺形引水管结构相对于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水内冷转子勺形引水管结构，其特征在于：包括勺形引水管(2)、设于所述勺形引水管(2)一端的转子线圈导线接头管(1)、以及设于所述勺形引水管(2)另一端上下两侧的上半支撑垫块(3)和下半支撑垫块(4)，所述勺形引水管(2)外周设有绝缘滑移层(5)。2.根据权利要求1所述的一种水内冷转子勺形引水管结构，其特征在于：所述绝缘滑移层(5)绕包在所述勺形引水管(2)外周。3.根据权利要求2所述的一种水内冷转子勺形引水管结构，其特征在于：所述上半支撑垫块(3)和所述下半支撑垫块(4)均开有凹槽。4.根据权利要求3所述的一种水内冷转子勺形引水管结构，其特征在于：所述上半支...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗翔，张燕，张国喜，杨昔科，高超，刘玮，
申请(专利权)人：上海电气电站设备有限公司，
类型：发明
国别省市：