具有通风冷却装置的水轮发电的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有通风冷却装置的水轮发电机，包括：机座主体、定子线圈、转子磁极、转子支架、大轴及后罩，定子线圈、转子支架及转子磁极设于机座主体内部，转子磁极固定于转子支架外端，大轴固定于转子支架内端，后罩连接于机座主体后侧，后罩与机座主体之间还设有隔板，还包括循环冷却系统，转子支架外端与内端之间形成第一空间，转子支架外端与机座主体内壁之间形成第二空间，循环冷却系统包括冷却器、风机，冷却器固定在隔板上且入风口正对第二空间，冷却器的出风口与风机连接，且风机的出风口正对第一空间。本实用新型是一种能够改善风路系统、定转子温度相对稳定、温升理想，达到提高发电机效率的水轮发电机。
【专利说明】具有通风冷却装置的水轮发电机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及水轮发电机【技术领域】，尤其涉及一种能够改善风路系统、定转子温度相对稳定、温升理想，达到提高发电机效率的水轮发电机。
【背景技术】
[0002]水电是清洁能源，可再生、无污染、运行费用低，便于进行电力调峰，有利于提高资源利用率和经济社会的综合效益。在地球传统能源日益紧张的情况下，世界各国普遍优先开发水电，大力利用水能资源。
[0003]现有的水电站发电机通风系统采用强迫冷却通风方式辅以定子铁芯贴壁结构，轴向密闭循环通风。风路冷却系统包括:空气冷却器，轴流风机，挡风板，定子，转子等共同组成风路，从空气冷却器中吹出来的冷风分成上、下两路，分别经过上机架各支臂之间的空隙(上路)和发电机基础风道(下路)。其中的大部分冷风进入转子支架。在转子支臂本身的离心风压和装设在磁轭上、下两端的风扇的压头的作用下，上、下两路冷风又各分成两个支路。一部分分别流经定子绕组上下端部、齿压板，再经过定子机座空隙，带走损耗热量后进入冷却器进行热交换。进入转子支架的另一部分冷风，先后通过转子磁轭风沟、磁极间隙，冷却转子磁极及其绕组后进入定、转子气隙，在转子压头的作用下，最后经过定子通风沟糟，带走损耗热量后汇集并经机座冷却器窗进入各空气冷却器进行热交换。
[0004]但是，上路冷风不仅要经过各种挡风板、环板，先上升后又下降，风路较长，而且复杂，风阻很大。而下风路中，在发电机的下风洞中存在一个大漩涡。另外在转子风扇压头作用下，上、下部均有一个支路的冷风分别经过定子绕组上、下端部，不仅使得风量分配不合理，而且气流容易在狭小而又复杂的空间内不可避免地发生撞击和形成漩涡，使得风损耗进一步加大。经过多年的运行，发电机在满负荷运行时，定子线圈的温度长期保持在100?105度运行，长时间高温运行，将加速发电机绝缘老化。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是提供一种能够改善风路系统、定转子温度相对稳定、温升理想，达到提高发电机效率的水轮发电机。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型提供的技术方案为:提供一种具有通风冷却装置的水轮发电机，包括:机座主体、定子线圈、转子磁极、转子支架、大轴及后罩，所述定子线圈、转子支架及转子磁极设于所述机座主体内部，所述转子磁极固定于所述转子支架外端，所述大轴固定于所述转子支架内端，所述后罩连接于所述机座主体后侧，所述后罩与所述机座主体之间还设有隔板，还包括循环冷却系统，所述转子支架外端与内端之间形成第一空间，所述转子支架外端与所述机座主体内壁之间形成第二空间，所述循环冷却系统包括冷却器、风机，所述冷却器固定在所述隔板上且入风口正对所述第二空间，所述冷却器的出风口与所述风机连接，且所述风机的出风口正对所述第一空间。
[0007]所述循环冷却系统包括导风管，所述冷却器与所述风机之间通过所述导风管过渡，所述风机与所述第一空间之间亦通过所述导风管过渡。
[0008]所述循环冷却系统数量为八个，均匀地布设于所述隔板上。
[0009]所述机座主体外壁上部均匀开孔。
[0010]所述机座主体顶部与机坑内壁之间设有密封挡风板。
[0011]所述冷却器为KL型空气冷却器。
[0012]与现有技术相比，本实用新型具有通风冷却装置的水轮发电机能够改善风路系统、定转子温度相对稳定、温升理想，达到提高发电机效率的水轮发电机。
[0013]通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施例。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型具有通风冷却装置的水轮发电机的一个实施例的剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]现在参考附图描述本实用新型的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如上所述，如图1所示，本实用新型提的具有通风冷却装置的水轮发电机，包括:机座主体1、定子线圈2、转子磁极3、转子支架4、大轴5及后罩6，所述定子线圈2、转子支架4及转子磁极3设于所述机座主体I内部，所述转子磁极3固定于所述转子支架4外端，所述大轴5固定于所述转子支架4内端，所述后罩6连接于所述机座主体I后侧，所述后罩6与所述机座主体I之间还设有隔板7，还包括循环冷却系统，所述转子支架4外端与内端之间形成第一空间8，所述转子支架4外端与所述机座主体I内壁之间形成第二空间9，所述循环冷却系统包括冷却器10、风机11，所述冷却器10固定在所述隔板7上且入风口正对所述第二空间9，所述冷却器10的出风口与所述风机11连接，且所述风机11的出风口正对所述第一空间8。
[0016]所述循环冷却系统包括导风管12，所述冷却器10与所述风机11之间通过所述导风管12过渡，所述风机11与所述第一空间8之间亦通过所述导风管12过渡。
[0017]所述循环冷却系统数量为八个，均匀地布设于所述隔板7上。
[0018]所述机座主体I外壁上部均匀开孔。
[0019]所述机座主体I顶部与机坑内壁之间设有密封挡风板。通过设置所述密封挡风板从而使风路更短，风阻更小，风路系统更为合理。同时，良好的密封减少了气流的逸出，更好地维持了发电机内部气流保持连续、稳定的循环流动状态，减少了来自外部的扰动。
[0020]所述冷却器10为KL型空气冷却器。
[0021]结合图1，本实用新型具有通风冷却装置的水轮发电机:
[0022]在原有的基础上，取消转子风扇，取消转子风扇后虽然会使通风风量有所减少，但同时也能部分地减少通风损耗。此外，还可通过风路系统进行改造，使其更合理，风阻更小，从而进一步减小通风损耗，确保满足发电机长时间高负荷运行时的冷却需要，不仅可以防止漏风和热风回流，还能强化散热冷却，且能使风路更顺畅，从而避免气流发生相互撞击、形成漩涡和寄生涡流，达到提高通风效率的目的。
[0023]为缩短风路，减小其通风风阻，在确保机座主体的机械强度的前提下，在机座主体外壁上部均匀开孔；在每个空气冷却器(通常情况为8个)下部的机座主体外壁上开孔，每个0.03平方。改造后，冷风将改为依次流经机座上部所开通风孔、定子线圈上端部、转子磁极，最终进入转子支架内部。这样冷风不仅冷却了定子上端、转子磁极，还将全部进入定子铁芯内部进彳丁冷却。
[0024]在机座主体外壁开设通风孔的基础上，又在机座主体顶部和机坑内壁之间加装一圈环密封挡风板。从而使风路更短，风阻更小，风路系统更为合理。同时，良好的密封减少了气流的逸出，更好地维持了发电机内部空气的连续、稳定的循环流动状态，减少了来自外部的扰动。
[0025]若发电机经过增容改造，发电机高负荷运行时需要带走的损耗热量的显著增加，仅靠改造通风系统，优化风路系统结构，提升定子铁芯散热冷却效果是无法满足发电机组安全可靠运行需要的，还需要通过增加冷却容量，才能将发电机高负荷运行时产生的在量损耗热量顺利带走，从而达到发电机组能够长时间高负荷安全运行的最终目的。经过多方面的综合比较，选用冷却容量更大、性能更佳的KL型空气冷却器替代旧的绕簧式空气冷却器。单个冷却最大换热容量达到35KW，比原冷却器增加15KW的换热量。
[0026]本实用新型在发电机通风冷却问题上得到了有效地提高了发电机的效率，发电机超5%负荷运行时，定子线圈温度为85°，定子铁芯温度为80°，技术改进后取得了良好的经济效益。
[0027]以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
【权利要求】
1.一种具有通风冷却装置的水轮发电机，包括:机座主体、定子线圈、转子磁极、转子支架、大轴及后罩，所述定子线圈、转子支架及转子磁极设于所述机座主体内部，所述转子磁极固定于所述转子支架外端，所述大轴固定于所述转子支架内端，所述后罩连接于所述机座主体后侧，所述后罩与所述机座主体之间还设有隔板，其特征在于，还包括循环冷却系统，所述转子支架外端与内端之间形成第一空间，所述转子支架外端与所述机座主体内壁之间形成第二空间，所述循环冷却系统包括冷却器、风机，所述冷却器固定在所述隔板上且入风口正对所述第二空间，所述冷却器的出风口与所述风机连接，且所述风机的出风口正对所述第一空间。
2.如权利要求1所述的具有通风冷却装置的水轮发电机，其特征在于:所述循环冷却系统包括导风管，所述冷却器与所述风机之间通过所述导风管过渡，所述风机与所述第一空间之间亦通过所述导风管过渡。
3.如权利要求1或2所述的具有通风冷却装置的水轮发电机，其特征在于:所述循环冷却系统数量为八个，均匀地布设于所述隔板上。
4.如权利要求3所述的具有通风冷却装置的水轮发电机，其特征在于:所述机座主体外壁上部均匀开孔。
5.如权利要求4所述的具有通风冷却装置的水轮发电机，其特征在于:所述机座主体顶部与机坑内壁之间设有密封挡风板。
6.如权利要求5所述的具有通风冷却装置的水轮发电机，其特征在于:所述冷却器为KL型空气冷却器。
【文档编号】H02K9/04GK204030860SQ201420492261
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2014年8月28日
【发明者】何欢, 梁勇, 陈志伟, 林啟达, 钟辉龙, 李梦兰 申请人:广东梅雁吉祥水电股份有限公司坝头水电站