[发明专利]巨型水轮发电机全空气冷却系统

说明书

技术领域：本发明涉及一种巨型水轮发电机全空气冷却系统。

背景技术：目前国际上600MW以上的大型水轮发电机(被称为巨型机组)普遍认为全空冷已经不能满足机组的冷却要求，存在很多技术难题，而采用半水冷技术，即定子水内冷，转子及定子铁心空气冷却。此种冷却方式由于定子线棒内需要空心铜线，制造复杂。线棒两端增加了水接头，由于700MW机组线棒非常多，水接头一般多于1万个，在高压内冷水的压力下容易产生泄漏现象，造成事故停机。同时由于增加了一套纯水系统，水处理、水供给的事故也常有发生。由于水系统的存在，在电机起停机、运行时，需要监护的地点也较多。总的来说相对于全空冷比，半水冷机组事故率高，运行管理复杂，二次运行费用高。

发明内容：本发明的目的是提供一种故率低，运行管理简单，二次运行费用较低的巨型水轮发电机全空气冷却系统。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：本发明为：冷却空气通道由转子支架接转子磁轭的径向风沟以及风隙，再流经磁极之间空隙，进入气隙、定子径向风沟，然后汇集到冷却器，重新分上、下两路流经端部上风道、下风道回到转子支架，构成密闭自循环通风系统。对于巨型水轮发电机采用全空气冷却，就是针对发电机的冷却要求设计一个以空气为冷却介质的最佳通风系统。

在采用转子磁轭片间缝隙供风结构的前提下，通过加强转子刚度的措施，同时采用转子磁轭通风沟供风结构，使水轮发电机的冷却风量足够并且达到可调整的程度，更好地满足发电机的冷却要求。在此基础上为增加通风沟及缝隙的有效宽度，使转子磁极线圈与转子磁轭间留有间隙。本发明采用混合式转子磁轭通风结构，使转子磁轭的供风面积大为增加。同时由于使转子磁极线圈与转子磁轭间留有间隙，使每个通风沟及缝隙的利用率进一步提高，可使通风沟及缝隙的有效宽度进一步提高。从而降低了转子磁轭处的局部风阻，增大了通风量，满足电机的冷却要求。

对于即为压力元件同时又为阻力元件的转子磁轭采用磁轭通风沟及磁轭片间缝隙混合式供风结构，转子磁极线圈与磁轭间留有间隙，其中通风沟由导风带形成，入口在转子支架处，出口在两磁极间，在同一通风沟中在各个磁极间都有出风口。磁轭片间缝隙供风结构特点是在同一层上相隔几个磁极才有一个缝隙。但转子的刚度较强。此通风系统的特点是风量可根据需要进行调整，风量分配合理，通风损耗较小。发明的效果：该发明已被三峡右岸水轮发电机通风模型所证明可以满足巨型水轮发电机的冷却需要。同时依据该发明设计的全空冷通风系统已应用于龙滩、三峡右岸700MW级的巨型水轮发电机设计中。且该两机组的运行结果表明发电机定子温升沿轴向分布都比较均匀。龙滩机组的额定温升53K，达到了设计要求的小于70K的要求。三峡右岸700MW机组额定温升为55K，小于72K的要求。三峡右岸机组通风计算风量323.4³/s，实测值为320.8m3/s，上风道风量为60％，下风道风量为40％，与计算值相同。这种冷却方式具有结构简单、运行可靠、维护方便等优点，能有效减少电厂的二次运行费用。

附图说明：

图1为本发明整体结构剖视图

图2为转子磁轭通风沟局部剖视图

图3为转子磁轭通风隙局部剖视图

具体实施方式：

如图1所示的本发明为一种巨型水轮发电机全空气冷却系统，冷却空气通道由转子支架8接转子磁轭5的径向风沟10以及通风隙14，再流经磁极4之间空隙，同时这些旋转通道也起风扇的作用，进入气隙3、定子径向风沟2，然后汇集到冷却器1。重新分上、下两路流经端部上风道6、下风道7回到转子支架8，构成密闭自循环通风系统。

如图2所示，对于即为压力元件同时又为阻力元件的转子磁轭5采用磁轭通风沟及磁轭片间缝隙混合式供风结构。转子磁极线圈9与磁轭5间留有15mm左右间隙，其中通风沟10由导风带11形成，入口在转子支架8处，出口在两磁极4之间，在同一通风沟10中在各个磁极间都有出风口。如图3所示，磁轭片间缝隙14的数量为磁极4总数除以单张磁轭片13包含的磁极数。