[发明专利]一种屏蔽电机定子腔冷却结构

说明书

技术领域

本发明涉及屏蔽电机技术领域，尤其涉及一种屏蔽电机定子腔冷却结构。

背景技术

在核能技术领域，核能装置高温高压全密封结构的屏蔽泵采用了全密封式的结构用以承受高温高压的一回路介质，其电机部分与水力部件连成一个整体处于全密封主泵压力边界之内的液体之中。

为了避免电机的定子铁芯和绕组线圈与反应堆冷却剂液体接触而造成电机故障，现在主要采用将薄壁不锈钢屏蔽套6装入电机定子铁芯4内壁、并在屏蔽套6两端进行密封焊接的手段，以实现密封隔离。但采用这种定子腔体密闭的结构后，对电机定子的散热较为不利，因此，为了冷却密闭的、散热效果不好的电机定子内腔，通常在电机定子筒体外壁设置夹套层，并利用二次冷却水通过电机定子筒体外壁的传热带走定子内腔体热量进行冷却。

但这种通过电机筒体外壁二次冷却水冷却的方法散热效果并不理想，由于定子内腔两个端部的腔体内的空气传热效果相对较差，导致电机定子两个端部内腔的绕组线圈处于相对较高的温度环境下，尤其在断电停泵以及二次冷却水断失的情况下，密闭在电机定子内腔的热量不能导出，容易造成电机定子内腔温度超过绝缘的允许温度，最终导致屏蔽电机失效。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种屏蔽电机定子腔冷却结构，其能有效带出电机定子两端密闭空腔内积聚的热量，改善电机定子内腔的温度分布，还能在断电停泵或二次冷却水断失条件下，利用电机定子冷却水夹套与定子内腔的温度差产生流体自然循环流动，从而带走定子内腔的部分热量，避免电机定子内腔温度超过绝缘的允许温度导致屏蔽电机失效的状况，提高屏蔽电机定子绕组线圈的可靠性，保障核能装置的安全稳定运行。

为实现上述目的，本发明的一种屏蔽电机定子腔冷却结构，包括设置在屏蔽电机定子铁芯两端的密闭空腔内的冷却水管，冷却水管与屏蔽电机定子筒体外壁的冷却水夹套相连通。现有技术中，为冷却密闭的电机定子内腔，通常采用在电机定子筒体外壁设置夹套层，利用二次冷却水通过电机定子筒体外壁的传热带走定子内腔体热量的方式进行冷却。作为本领域的技术人员，由于该设备对于电机定子内腔的密封要求非常高，一旦打开电机定子密闭内腔后未进行良好密封，电机的定子铁芯和绕组线圈就会与渗入的反应堆冷却剂液体接触而造成电机故障，因此设计规范和常识均要求外部冷却。因此，在设计电机定子冷却结构时，本领域技术人员一般不会考虑到打开电机定子密闭内腔并在该内腔中设计冷却结构。但是发明人发现上述通过电机筒体外壁二次冷却水冷却的方法散热效果并不理想，无法有效对定子内腔两个端部的腔体内的空气进行有效散热；尤其是在断电停泵以及二次冷却水断失的情况下，根本无法对定子内腔进行散热，电机定子内腔温度非常容易超过绝缘的允许温度，最终导致屏蔽电机失效。因此，本方案突破了传统的仅在电机定子筒体外壁设置冷却装置的思维，克服了在密闭的定子内腔中无法设置冷却结构的技术偏见，在定子铁芯的两个端部的密闭腔体内设置了冷却水管，两个端部的冷却水管分别与屏蔽电机定子筒体外壁的冷却水夹套相通，在电机定子筒体内形成冷却水流入流出的回路：一方面，在屏蔽电机正常运行时，该冷却水流入流出回路能够利用冷却水夹套流动的二次冷却水有效带出电机定子两端积聚的热量，改善电机定子内腔的温度分布；另一方面，尤为重要的，在断电停泵或二次冷却水断失条件下，又能够利用电机定子冷却水夹套与定子内腔的温度差产生流体自然循环流动，从而带走定子内腔的部分热量，避免了电机定子内腔温度超过绝缘的允许温度最终导致屏蔽电机失效的状况。此外，冷却水管与冷却水夹套连通时，连接处管壁密封连接；电机定子筒体开口处的冷却水管外壁也与电机定子筒体开口孔的四周密封连接，避免冷却水液体进入定子内腔，也满足了电机定子内腔密封的要求。本方案通过在定子内腔中设置冷却结构，除能有效降低定子内腔两端的温度外，更为重要地，还提供了一种断电停泵以及二次冷却水断失的情况下对电机定子内腔进行冷却的方法，并且同时满足了定子内腔密封和内部冷却的要求，具有突出的特点。

作为优选，上述冷却水管环形设置在屏蔽电机定子铁芯两端的密闭空腔内，环面平行于定子铁芯端面，采用环形冷却水管在密闭空腔内绕一圈，可以使得二次冷却水在密闭空腔内流经的距离更长，能更多地带走密闭空腔内的热量，而且同时还能使得密闭空腔中的热量分布更加均匀。

进一步，为了使环形冷却水管与冷却水夹套的连接更合理和方便，上述冷却水管与冷却水夹套通过连接管连通，连接管与冷却水管和冷却水夹套的管壁均密封连接，连接管还与电机定子筒体开口孔的四周也密封连接，满足定子内腔密闭要求，避免冷却水液体进入定子内腔。