[发明专利]汽轮发电机转子周向齿内冷的通风冷却系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机转子冷却系统，具体涉及一种提高转子冷却效果的汽轮发电机转子周向齿内冷的通风冷却系统，属于电气工程技术领域。

背景技术

大型汽轮发电机是我国电力生产的主要提供者之一，随着汽轮发电机单机容量的不断提升，定子电压等级相应提高，汽轮发电机较高的电压等级需要转子提供较大的直流励磁，使得转子铜耗相应增加；此外，由于发电机容量提升，定子电流也随着提高，这使得谐波磁场在转子表面引起的附加损耗也相应增加，这些因素将直接导致发电机转子的体损耗密度的提升。如何提高汽轮发电机转子的冷却效果不亚于对其定子的冷却。汽轮发电机转子的高效冷却直接关系到发电机的运行可靠性、寿命和技术经济指标。汽轮发电机转子结构和机械特征不同于汽轮发电机的定子，为了保障高速旋转的转子的机械强度，汽轮发电机转子为锻造的实体结构，汽轮发电机转子在轴向方向难以像其定子那样设置通透的通风沟进行冷却。长期以来，汽轮发电机转子通常采用副槽通风或气隙取气等通风冷却方式，然而，这些冷却方式主要是针对汽轮发电机转子励磁绕组进行冷却，无法高效地降低转子铁心的温度。汽轮发电机转子分为大齿和小齿，由于汽轮发电机转子小齿的齿宽较窄，在小齿上开轴向风沟或径向风沟都会严重影响电机的性能指标和经济指标，不但会引起小齿磁密集中，局部温度骤升，还会严重引发转子齿部局部应力集中，导致小齿断裂。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，根据本发明的一个方面，本发明需要解决的技术问题是如何在保障汽轮发电机转子齿部机械强度的前提下，实现对大型汽轮发电机转子齿部的直接冷却，突破长期以来制约转子齿部直接冷却的传统设计方案，即本发明旨在提出一种汽轮发电机转子周向齿内冷的通风冷却系统，在不削弱发电机转子齿部机械强度的前提下，实现对汽轮发电机转子齿部的直接冷却，避免转子齿部附加损耗引起的转子铁心局部过热，极大地提高汽轮发电机转子的冷却效果。

本发明提出的一种汽轮发电机转子周向齿内冷的通风冷却系统，汽轮发电机转子每个小齿上开设一组周向齿部通风孔，每组周向齿部通风孔沿着汽轮发电机转子的轴向方向等间距分布，在与汽轮发电机转子小齿相邻的转子槽内励磁绕组的中间位置放置PVC砖状中空管，PVC砖状中空管上开设一组矩形管侧孔，PVC砖状中空管一端为开口结构，另一端为密封结构，周向齿部通风孔和矩形管侧孔孔口的几何形状及尺寸完全一致，将PVC砖状中空管放入转子槽后，每个矩形管侧孔和相应的周向齿部通风孔的孔口位置重合，实现周向齿部通风孔与转子槽内PVC砖状中空管的对接，构成整个汽轮发电机转子齿部的周向冷却系统。

进一步地：所述的汽轮发电机转子周向齿内冷的通风冷却系统，汽轮发电机转子大齿上开倾斜式风道，斜式风道的一端口在大齿的表面，另一端口与其相邻转子槽内的PVC砖状中空管一侧的矩形管侧孔重合。如此设置，实现大齿风道与槽内风道的串接。

进一步地：所述的汽轮发电机转子周向齿内冷的通风冷却系统，汽轮发电机转子周向齿内冷的通风冷却系统采用鼓风方式，即冷却气体从PVC砖状中空管入口流入，沿圆周方向冷却转子齿部后，经大齿的倾斜式风道流出。如此设置，实现发电机齿槽的内部直接冷却，可有效地降低转子齿部的温度。

进一步地：所述的汽轮发电机转子周向齿内冷的通风冷却系统，汽轮发电机转子周向齿内冷的通风冷却系统采用抽风方式，使发电机气隙中的气体从大齿上的倾斜式风道流入，沿圆周方向冷却转子齿部后，经PVC砖状中空管出口流出。如此设置，实现发电机齿槽的内部直接冷却，可有效地降低转子齿部的温度。

进一步地：所述的汽轮发电机转子周向齿内冷的通风冷却系统，汽轮发电机转子周向齿内冷采用的冷却介质与定子铁心通风沟的冷却介质为同一冷却介质。如此设置，一方面避免定子和转子冷却介质不同时造成的供气辅助设备繁杂，无需额外增设冷却装置。另一方避免多气体冷却时，由流体密度不均引起的局部气流堵塞问题。此外，避免多气体混合后引起的化学性质不稳定。

本发明所达到的效果为：