[发明专利]具有翼缘轮毂的水轮发电机转子支架

说明书

技术领域

本发明主要涉及水轮机发电机组，尤其涉及一种具有翼缘轮毂的水轮发电机转子支架。

背景技术

灯泡贯流式机组发电机转子支架一般由轮毂圆盘、支臂和圆筒形磁轭圈组成。转子支架为柔性斜支臂结构，是发电机转动部分的一个重要部件，它分别与磁极和大轴连接，发电机正常运行时转子支架要承受扭矩、自身的重力及离心力的作用，是一个受力复杂的部件。

已知的尼那、贵港、柴家峡和洪江电厂的发电机转子支架都是采用单圆盘（轮毂）、斜支臂结构，为阿尔斯通公司（原瑞士ABB公司生产水轮发电机的工厂，后被阿尔斯通公司收购）的传统结构，曾广泛应用于水电立式机组（如三峡等）及灯泡式机组中，上述几个电厂（均为灯泡式机组）都发生过转子支架支臂断裂问题，凌津滩转子支架系日立公司设计的单圆盘（轮毂）、直支臂结构，也出现了支臂断裂问题，如洪江电厂安装6台46MW灯泡贯流式水轮发电机，#1～#6机组2003年投产，#6机组2006年投产。2009年以来，6台机组发电机转子支架陆续出现筋板弯曲现象，#4、#6机组还发生了转子支架支臂筋板断裂的情况，严重威胁到主设备的安全运行，而哈电制造的首台大型灯泡式机组江口转子支架采用双圆盘结构，1998年投运，至今没有发生转子支架裂纹现象。后续投运的红花、康扬、长洲、印度竹拉兰、炳灵、大顶子山等机组也未发现裂纹问题。证明双圆盘结构的转子支架刚度要优于单圆盘结构，大大降低交变载荷对转子支架的破坏作用。为保证转子机架结构具有足够的刚度和强度，有必要对其进行强度计算分析，研究改进方案，分析计算改进效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、强度高、可保证通风量的具有翼缘轮毂的水轮发电机转子支架。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种具有翼缘轮毂的水轮发电机转子支架，包括转子轮毂、磁轭圈、支撑于转子轮毂和磁轭圈之间的多个斜支撑臂以及焊接于相邻斜支撑臂之间的斜筋板，所述转子轮毂外圆和磁轭圈之间通过斜支撑臂分隔成多个通风孔道，各通风孔道内设有对转子轮毂前后的气流进行均流导向翼缘筋板，所述翼缘筋板支撑于相邻斜支撑臂与转子轮毂之间。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述翼缘筋板包括长端部、短端部、弧形部以及从长端部向短端部光滑过渡的导流部，所述弧形部与转子轮毂外圆连接，所述导流部与通风孔道的通风部相邻，所述长端部和短端部分别连接一斜支撑臂，且沿所述水轮发电机转子支架的旋转方向，短端部位于前方，长端部位于后方。

所述斜筋板一端与斜支撑臂的中间位置连接，所述翼缘筋板的长端部与斜支撑臂的连接位置延伸超过所述斜支撑臂的中间位置。所述翼缘筋板的长端部与相邻通风孔道中另一翼缘筋板的短端部连接。

所述长端部上设有第一凸形部和第一凹进部，所述短端部上设有第二凸形部和第二凹进部，所述翼缘筋板于第一凸形部与相邻通风孔道中另一翼缘筋板的第二凸形部对接焊接连接，所述翼缘筋板于第一凹进部和第二凹进部边缘分别与相邻的斜支撑臂焊接连接。

所述导流部包括靠近短端部的凸弧段和靠近长端部的凹弧段，所述凸弧段与凹弧段光滑过渡连接。

所述相邻斜支撑臂之间设有两件斜筋板，所述两件斜筋板分设于所述翼缘筋板两侧，各斜筋板与所述翼缘筋板焊接连接。

所述翼缘筋板为钢质翼缘筋板。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的具有翼缘轮毂的水轮发电机转子支架，转子轮毂外圆和磁轭圈之间通过斜支撑臂分隔成多个通风孔道，而在各通风孔道内设有翼缘筋板，翼缘筋板支撑于相邻斜支撑臂与转子轮毂之间，其结构简单、易于实现，较传统的相邻斜支撑臂之间只通过斜筋板支撑而言，该翼缘筋板属于转子轮毂的延伸，即拓展了转子轮毂与斜支撑臂的接触面积和对斜支撑臂的支撑长度，大大提高了对斜支撑臂的支撑强度和刚度，抑制当机组空载及过速时无电磁制动力矩情况下的离心力，以及停机时水轮机桨叶阻力与发电机转动惯量相互产生的扭矩作用造成的斜支撑臂弯曲变形现象，延长了使用寿命。而且该翼缘筋板能对转子轮毂前后的气流进行均流导向，保证了通风孔道内的风速以及通风量，最大限度限制了由于翼缘筋板带来的通风孔道面积的减小而使风量值减小，因此在总体结构强度增加情况下，最大程度的降低了翼缘轮毂对发电机各发热部件的冷却效果的影响。

附图说明

图1是本发明具有翼缘轮毂的水轮发电机转子支架的结构示意图。

图2是本发明具有翼缘轮毂的水轮发电机转子支架中翼缘筋板的结构示意图。