[发明专利]与铁心隔开的汽轮发电机定子端部线圈支撑装置

说明书

本发明概略论述了发电机，较详细论述了大型汽轮发电机的端部线圈支撑装置。

在氢气内冷的大型发电机运行期间，发电机的温度会增加，这会造成发电机端部线圈装置中各个部件的膨胀。除非端部线圈完全达到热平衡，或者在设计中已经考虑了热的补偿，否则将产生热应力，增加各个部件损坏的危险。

长期以来，人们已经认识到需要考虑端部线圈装置的热膨胀而又要保持其完整性的要求，满足这一要求的装置大体上来讲一直是成功的，但是总的来说仍然继续需要有实际使用有效而且省钱的其它装置和方法，进一步要求是能够在现场将原有的汽轮发电机端部线圈更新为对热补偿性能有改进的支撑装置。本发明涉及的是提供一种很有效、很方便地应用于新的汽轮发电机制造的新型端部线圈装置和构件方法，并提供一种也能在现场安置到原有的汽轮发电机上且无需卸下线圈的重要部件。

按照本发明，发电机包含有一个带有铁心和定子线圈的定子，上述铁心有一个园筒形的腔体，上述定子线圈包括有上述铁心槽内的内部线圈部分以及沿轴向从上述铁心每一侧伸出的端部线圈部分，一个用来限制上述定子线圈的端部线圈部分的支撑装置，上述支撑装置在上述端部线圈径向外侧许多位置的每一个位置上都包含有一个支撑部件和一个托架，上述托架紧固到上述铁心和上述支撑部件上，而上述支撑部件包含有一个贴近上述端部线圈的上部刚性构件、一个紧固到上述托架位于上部刚性构件径向外侧的下部刚性构件、以及一个位于上述上部和下部刚性构件之间的中间隔开部件，上述的中间隔开部件具有一层或多层材料，用来提供上述的上部和下部刚性构件之间的缓冲作用，并在上部和下部刚性构件之间形成轻度摩擦，以便允许在轴向作相对移动。

新的或重绕的汽轮发电机的端部线圈装置中包含有两个重要部件，一个固紧端部线圈的部件是安装在上层线圈和下层线圈之间数个位置上的用键固定的限制块，将限制块加工成能紧密地装配在线圈之间的形状，限制块支撑上层线圈，并将来自上层线圈的电磁力传递到固定在定子铁心上的线圈支撑托架上去。

运行时，上层线圈和下层线圈由于热膨胀而伸长。在线圈渐伸线的轴向上发生某些膨胀而对限制块形成一个扭矩，在以前使用限制块时，该扭矩可能使限制块和线圈之间的连接件受力过大。在本发明要对之进行改进的从前设计中，使用的限制块仅用一个相接面平贴地安装到一个中间线圈支撑环上。按照本发明，限制块用键固定到或连接到支撑环上。由于用键使限制块固定到温度相近的中间的线圈支撑环，由扭矩产生的力可以部分地由限制块消除，而限制块与线圈之间的应力将会减小，因为在连接件中只会产生剪切应力而不会产生拉伸应力。而且，用键固定的限制块在轴线方向最好有足够的长度，以能跨越四至六个上层线圈和下层线圈，以便进一步减小剪切应力。把限制块称作是“用键固定的”其意思是这些限制块实际上装配在线圈支撑环的凹槽内，这些支撑环最好使用销钉或其它类型的紧固件，但这些都会增加组装的时间。

本发明的另一个主要部件以及可在现场装到汽轮发电机上而不需要重绕线圈和新加工的部件，就是新式的支撑部件，在发电机运行时，定子线圈在铁心外面沿轴向伸长，在这下层线圈和线圈支撑部件（用作为线圈与固定到铁心的托架之间的中间部件）之间产生很大的应力。按照本发明，支撑部件包含有多个刚性构件，它至少包括有一个上部刚性构件和一个下部刚性构件，在上、下刚性构件之间是一个中间隔开部件，它包括有一层用作部件之间缓冲用的材料（例如橡胶）和一层用作轻度摩擦的减摩擦垫板（例如聚四氟乙烯）。由于采用轻度摩擦垫板，系统将允许在轴向自由伸胀，这样便消耗了热应力，防止线圈与支撑部件之间连接件的损坏，因而消除了这一交界面处线圈的损坏，支撑部件仍将起到阻挡作用，以防止短路时有过大的线圈偏移。橡胶垫板在径向冲击过程中可用于弹性吸收。上部刚性构件应用环氧树脂浸渍的涤纶织品材料固定到下层线圈，这就应考虑不同的线圈形状，支撑部件的上部刚性构件还固定到下层线圈的支撑环上，以增强系统的牢固性。上部刚性构件还用作为下层线圈绝缘的附加保护。

除了允许热膨胀外，本支撑部件被设计成将端部线圈与铁心动态隔开，以使铁心对于端部绕组振动的影响达到最小。任何相对移动，无论是发热引起还是振动产生的，都必须在轻度摩擦的交界面上发生，而不在绕组绝缘面层上发生。

现在参考附图以举例方式对本发明进行说明，附图有：

图1是汽轮发电机的局部的剖面侧视图;

图2是一个端部线圈装置的部分平面图;

图3和图4是按照本发明的具体装置所述的一个端部线圈装置的部分剖面图，它表示了具有隔开作用的支撑部件可能采取的特定形式。