专利名称：具有定子多回路往复式通风系统的汽轮发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有定子多回路往复式通风系统的汽轮发电机，属于大型空冷汽 轮发电机冷却技术领域。
背景技术：
随着大型汽轮发电机容量的提高，电机的线电流负荷随之增大，线电流增大造成 的电机内部损耗增大继而造成了电机的温升过高，严重影响电机的安全稳定运行。定子 绕组线圈的发热已成为限制间接气体冷却式汽轮发电机容量提高的主要决定因素，目前， 600MW以下的汽轮发电机主要采用强迫通风冷却的方式进行间接冷却，电机容量的增大要 求采用最经济的风量来最有效的把电机内部产生的热散发出去。目前，大容量汽轮发电机采用多路通风系统进行散热，其定子铁心带有径向通风 沟，在定子轴向上冷热风区交替布置。冷却气体首先从定子轭背部进入冷风区，依次冷却定 子铁芯轭部，定子绕组与定子齿部，然后从定子内圆处排出，与冷却转子从转子出风口出来 的气体混合后进入热风区，最后从定子外圆处排出，进入冷却器。该类型通风冷却系统的缺 点在于电机在轴向上温度分布不均勻，热风区部分的温度明显要高于冷风区部分的温度。
发明内容
本发明是为了增强大型汽轮发电机定子齿部与定子绕组之间的传热能力，来解决 定子轴向温度分布不均勻的问题，提供了 一种具有定子多回路往复式通风系统的汽轮发电 机。本发明包括机壳、定子和转子，机壳的内圆表面与定子的外圆表面之间为通风区， 定子的内圆表面与转子的外圆表面之间为气隙，定子由等间距设置的多段定子铁心组成，所述多段定子铁心沿转子轴向排列，每 相邻两段定子铁心之间形成一个径向通风沟，每段定子铁心的内圆表面上沿圆周方向设有η个定子齿，η为50_80之间的整数，它还包括2η个轴向隔板，每个径向通风沟内均设置有2η个齿间径向隔板、η个冷 风区径向隔板和η个热风区径向隔板，2η个轴向隔板将所述通风区沿圆周方向均分为2η个空气腔，2η个空气腔分为η 个冷风腔和η个热风腔，冷风腔和热风腔相间设置，每个冷风腔的径向中心线与一个定子 齿的中心线重合，每个径向通风沟由2η个齿间径向隔板沿圆周方向均分为2η个定子风区，该2η个 定子风区与所述2η个空气腔一一对应，该2η个定子风区中与冷风腔相通的为定子冷风区， 与热风腔相通的为定子热风区，每个定子冷风区由一个冷风区径向隔板沿圆周方向均勻分为两个冷风区段，每个 定子热风区由一个热风区径向隔板沿圆周方向均勻分为两个热风区段，每个冷风区段与相 邻的热风区段形成U形槽气流通路，
所有所述U形槽气流通路组成定子多回路往复式通风系统。本发明的优点是本发明通过齿间径向隔板、冷风区径向隔板和热风区径向隔板 的设置，形成的U形槽气流通路，能够有效的减小定子径向通风沟内的流体涡流损失，增强 汽轮发电机的通风冷却效果，有效的降低了定子轴向的温差，同时使定子的圆周方向温度 分布更均勻。本发明所述的定子多回路往复式通风系统能够提高定子齿部的散热能力，增 强定子齿部与定子绕组之间的传热能力，进而降低了定子绕组线圈的最高温度。
图1为本发明的轴向剖视图；图2为实施方式一所述的汽轮发电机定子的圆周方向局部剖视图，图中箭头所示 为U形槽气流通路中的气流方向；图3为实施方式二所述的汽轮发电机定子的圆周方向局部剖视图，图中箭头所示 为U形槽气流通路中的气流方向。
具体实施例方式具体实施方式
一下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式包括机壳1、 定子2和转子3，机壳1的内圆表面与定子2的外圆表面之间为通风区，定子2的内圆表面 与转子3的外圆表面之间为气隙4，定子2由等间距设置的多段定子铁心2-1组成，所述多段定子铁心2-1沿转子3 轴向排列，每相邻两段定子铁心2-1之间形成一个径向通风沟5，每段定子铁心2-1的内圆表面上沿圆周方向设有η个定子齿2-11，η为50-80之 间的整数，它还包括2η个轴向隔板8，每个径向通风沟5内均设置有2η个齿间径向隔板9-1、 η个冷风区径向隔板9-2和η个热风区径向隔板9_3， 2η个轴向隔板8将所述通风区沿圆周方向均分为2η个空气腔，2η个空气腔分为η 个冷风腔10-1和η个热风腔10-2，冷风腔10-1和热风腔10_2相间设置，每个冷风腔10_1 的径向中心线与一个定子齿2-11的中心线重合，每个径向通风沟5由2η个齿间径向隔板9-1沿圆周方向均分为2η个定子风区， 该2η个定子风区与所述2η个空气腔一一对应，该2η个定子风区中与冷风腔10_1相通的 为定子冷风区，与热风腔10-2相通的为定子热风区，每个定子冷风区由一个冷风区径向隔板9-2沿圆周方向均勻分为两个冷风区 段2-12，每个定子热风区由一个热风区径向隔板9-3沿圆周方向均勻分为两个热风区段 2-13，每个冷风区段2-12与相邻的热风区段2-13形成U形槽气流通路，所有所述U形槽气流通路组成定子多回路往复式通风系统。在径向通风沟5中，借助齿间径向隔板9-1、冷风区径向隔板9-2和热风区径向隔 板9-3的设置，形成了 U形槽气流通路，所述U形槽气流通路一侧与通风区相通，另一侧与 气隙4相通，每相邻的两段定子铁心2-1之间的U形槽气流通路数量为2η个，冷风腔10-1 和热风腔10-2相间设置，能够使冷却气体从冷风腔10-1进入径向通风沟5，冷却气体从径 向通风沟5的冷风区段2-12进入，依次冷却定子铁心轭部和定子齿2-11部，然后从定子2内圆侧流出，与气隙4的气体混合后，流向与该冷风区段2-12相邻的热风区段2-13，冷却热 风区段2-13，再回到与该热风区段2-13相通的热风腔10-2，由热风腔10_2出风口循环回 冷却器。所述热风区径向隔板9-3的设置有利于降低冷却流体在U形槽气流通路的槽底区 域产生流体涡旋。
具体实施方式
二 下面结合图2和图3说明本实施方式，本实施方式为对实施方式 一的进一步限定，所述齿间径向隔板9-1短于冷风区径向隔板9-2。其它组成及连接关系与 实施方式一相同。本实施方式中冷风区径向隔板9-2沿定子铁心2-1径向方向的长度长于齿间径向 隔板9-1径向方向的长度，因此能够形成冷风区段2-12向热风区段2-13流通的气流U形 通路。
具体实施方式
三下面结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式与实施方式二 的不同之处在于，它还包括η个矩形的冷风区切向隔板11，每个冷风区径向隔板9-2的气隙侧端面与一个冷风区切向隔板11的对称线位置 固定连接，并且该冷风区切向隔板11垂直于与其连接的冷风区径向隔板9-2，每个冷风区 切向隔板11夹固在轴向相邻的两个定子齿2-11之间，使每个冷风区段2-12与相邻的热风 区段2-13形成U形槽气流通路。其它组成及连接关系与实施方式二相同。本实施方式中采用冷风区切向隔板11将U形槽气流通路与气隙4的通路进行部 分阻断，有利于冷却气体在冷风区段2-12对定子铁心轭部和定子齿2-11部冷却完成后，直 接进入到与该冷风区段2-12相邻的热风区段2-13，而不再进入气隙4与气隙4处的空气混 合，能有效减小气隙4处的气体进入热风区段2-13造成的对冷风区段2-12出口处气流进 入热风区段2-13的阻力。
具体实施方式
四下面结合图3说明本实施方式，本实施方式为对实施方式三的 进一步限定，每个冷风区切向隔板11沿圆周方向的长度小于与该冷风区切向隔板11相邻 的两个齿间径向隔板9-1气隙侧端部之间的距离d，并且大于l/2d。其它组成及连接关系 与实施方式三相同。采用冷风区切向隔板11，在冷风区段2-12入口风量不变的情况下，可以减小冷风 区段2-12出口的面积，增大出口处的风速，有效降低定子齿2-11顶处的温度。冷风区切向 隔板11可以有效降低转子气隙处的气体流入热风区段2-13对冷风区段2-12出口气体的 阻力，防止气体在冷风区段2-12入口处回灌现象的发生。
具体实施方式
五下面结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式为对实施方式 一、二、三或四的进一步说明，它还包括定子绕组6和定子槽楔7，η个定子齿2-11上缠绕有定子绕组6，所述定子绕组6由定子槽楔7固定。其它 组成及连接关系与实施方式一、二、三或四相同。所述定子绕组6嵌放在定子齿2-11的凹槽中，定子绕组6和定子槽楔7贯穿定子 2的整个轴向，热风区径向隔板9-3的位置与每个定子齿2-11上定子绕组6中心的位置在 径向上对应。
权利要求
1.一种具有定子多回路往复式通风系统的汽轮发电机，它包括机壳(1)、定子( 和转 子(3)，机壳(1)的内圆表面与定子O)的外圆表面之间为通风区，定子O)的内圆表面与 转子(3)的外圆表面之间为气隙G)，定子O)由等间距设置的多段定子铁心组成，所述多段定子铁心沿转子 (3)轴向排列，每相邻两段定子铁心(2-1)之间形成一个径向通风沟(5)，每段定子铁心的内圆表面上沿圆周方向设有η个定子齿0-11)，η为50-80之 间的整数，其特征在于它还包括2η个轴向隔板(8)，每个径向通风沟(5)内均设置有2η个齿间 径向隔板(9-1)、η个冷风区径向隔板(9- 和η个热风区径向隔板(9_3)，2η个轴向隔板(8)将所述通风区沿圆周方向均分为2η个空气腔，2η个空气腔分为η 个冷风腔(10-1)和η个热风腔(10-2)，冷风腔(10-1)和热风腔(10- 相间设置，每个冷 风腔(10-1)的径向中心线与一个定子齿(2-11)的中心线重合，每个径向通风沟(5)由2η个齿间径向隔板(9-1)沿圆周方向均分为2η个定子风区， 该2η个定子风区与所述2η个空气腔一一对应，该2η个定子风区中与冷风腔(10_1)相通 的为定子冷风区，与热风腔(10-2)相通的为定子热风区，每个定子冷风区由一个冷风区径向隔板(9- 沿圆周方向均勻分为两个冷风区段 (2-12)，每个定子热风区由一个热风区径向隔板(9-3)沿圆周方向均勻分为两个热风区段 (2-13)，每个冷风区段0-1 与相邻的热风区段形成U形槽气流通路，所有所述U形槽气流通路组成定子多回路往复式通风系统。
2.根据权利要求1所述的具有定子多回路往复式通风系统的汽轮发电机，其特征在 于所述齿间径向隔板(9-1)短于冷风区径向隔板(9-2)。
3.根据权利要求2所述的具有定子多回路往复式通风系统的汽轮发电机，其特征在 于它还包括η个矩形的冷风区切向隔板(11)，每个冷风区径向隔板(9-2)的气隙侧端面与一个冷风区切向隔板(11)的对称线位置 固定连接，并且该冷风区切向隔板(11)垂直于与其连接的冷风区径向隔板(9-2)，每个冷 风区切向隔板(11)夹固在轴向相邻的两个定子齿0-11)之间，使每个冷风区段0-12)与 相邻的热风区段Ο-π)形成U形槽气流通路。
4.根据权利要求3所述的具有定子多回路往复式通风系统的汽轮发电机，其特征在 于每个冷风区切向隔板(11)沿圆周方向的长度小于与该冷风区切向隔板(11)相邻的两 个齿间径向隔板(9-1)气隙侧端部之间的距离d，并且大于l/2d。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的具有定子多回路往复式通风系统的汽轮发电机，其 特征在于它还包括定子绕组(6)和定子槽楔(7)，η个定子齿0-11)上缠绕有定子绕组(6)，所述定子绕组(6)由定子槽楔(7)固定。
全文摘要
具有定子多回路往复式通风系统的汽轮发电机，属于大型空冷汽轮发电机冷却技术领域。它解决了现有大型汽轮发电机定子轴向温度分布不均匀的问题。它采用轴向隔板将通风区间隔成冷风腔和热风腔，采用齿间径向隔板将径向通风沟间隔为定子冷风区和定子热风区，每个定子冷风区由一个冷风区径向隔板沿圆周方向均匀分为两个冷风区段，每个定子热风区由一个热风区径向隔板沿圆周方向均匀分为两个热风区段，每个冷风区段与相邻的热风区段形成U形槽气流通路，所有所述U形槽气流通路组成定子多回路往复式通风系统。本发明适用于汽轮发电机的冷却。
文档编号H02K1/20GK102064636SQ20111000562
公开日2011年5月18日 申请日期2011年1月12日 优先权日2011年1月12日
发明者李伟力, 管春伟, 霍菲阳 申请人:哈尔滨理工大学