[发明专利]气体冷却电机

说明书

技术领域

本发明涉及权利要求1前序部分所描述的一种气体冷却电机。

具有这些特征的气体冷却电机例如见德国专利申请公开说明书DE-4332304A1。

技术背景与技术现状

所谓间接冷却，其原理是将定子绕组线圈中产生的损耗输送给气态冷却剂(氢或空气)。这时主要的热流动是从铜线经绝缘体进入定子片的齿区。热量由定子齿传导给冷却剂。

在此场合下，极限温升由绝缘体的耐温性，进而由标准通过不同绝缘等级确定的相应最高温度预先规定(ANSI，IEC)。

由于埋入绝缘体的定子铜线与绝缘体表层之间的温差相当大，用传统冷却原理进行气体间接冷却的涡轮发电机，其最大功率受到限制。

因此，不乏改进冷却方法的建议，其工作一方面集中在加强电机中心区域的冷却，另一方面集中在彻底改变冷却回路，即从常规的压缩冷却转向抽吸冷却(英文为“回流冷却”)，例如见CIGRE报告“燃气轮机用大型空气冷却发电机和复合循环的发展”，特别是第11-201页上的图1(1992年会议，1992年8月30日至9月5日)。

一般来说，与压缩冷却相比，抽吸冷却的优点是冷却器释出的空气能直接输给定子中的冷却槽，并消除了机器鼓风机引起的温升。而人们认为其缺点是，冷却气体的输送总体上较为复杂，因为特别在绕组端部空间需装入其他部件，而且转子的冷却气体供应较为困难。

另一问题是在单位功率较高的机器上安装冷却器。把冷却器安装在外壳中而不增大外壳直径，是几乎不可能的。

本发明的说明

本发明的任务在于制成宜用抽吸冷却运行并实现最佳冷却的上述类型的气体冷却电机。

根据本发明，这一任务通过权利要求1的特征部分来完成。

此外，本发明的优点在于，冷却装置为组件结构，它们相互独立地安装在基坑内，使冷却器的出口与所述冷气室无阻挡连接，令却器的人口与两个鼓风机的排气室无阻挡连接。

冷却器安装在基坑内，就能利用主机部分和两个绕组端下面的全部空间，无需增大机器的运输外形尺寸，这对于铁路运输具有决定性意义。这种方法可使冷却面积增加50％。

在本发明的一种特别优先的实施形式中，基坑的一个侧壁28上有多个第一缺口，可在垂直于机器纵轴的方向上推移安装冷却器，在第一方向上通过所述缺口像抽屉那样抽出或卸掉冷却器，在与抽出侧面相对的侧面安装连接附件，并通过相对的侧壁28上的第二缺口接触冷却器，这种结构方式可在周期维修或有故障时迅速更换个别冷却器。

如果形成的结构使冷却器出口与冷却气体室隔开，便在冷却器与机器之间形成一个平衡室，该室轴向分布于机器的全长。当一冷却器失效时该室特别有利。例如用板状的盖盖住失效冷却器的出口，就能避免热的冷却气体进入冷却气体室。用与轴向平衡室联通的其余(正常的)冷却器可使机器降低功率继续运行。

本发明特别适用于热力机安装在板状基础上的燃气轮机机组和组合机组。在这样的设备上，涡轮发电机的基础水平面高出热力机基础水平面1000mm或1000mm以上。如果机器外壳在中间连接一基础的情况下固定在一热力机自身的板状基础上，则基础的内部用作基坑。因为保证了尽可能高的可接近性，从侧面抽出冷却器供装配、检查和修理便很简便。

附图简略说明

下面将根据一实施例详细说明本发明。图中所示为：

图1—风冷涡轮发电机及闭合冷却回路和装在基坑内的冷却器的横截面图；

图2图1所示涡轮发电机在2个冷却器之间的高度上沿AA线的截面图；

图3图1所示涡轮发电机在一个冷却器的高度上沿BB线的第二截面图；

图4图1所示涡轮发电机在定子片堆下方沿CC线的水平截面图；

图5由一热机和一电机组成的机组的简要垂直截面图。图中仅示出对理解本发明重要的零部件。

本发明的实施方式

图1所示风冷涡轮发电机有一机壳1内装分芯片组2组成的定子芯片堆。定子芯片堆中各个分芯片组2之间设有径向通风槽3。一转子4支承在用贯穿螺栓8固定在基座7上的支架轴承5、6中。(参见图2和3)。

基础7有一基坑10，它轴向延伸于机壳1的全长，并几乎占据机壳1全宽。在这一机坑10中装有机器的冷却装置。冷却装置为组件结构，例如由6个相同冷却器11构成。它们相互独立地安装在基坑内。这时，冷却器11的人口与转子4两侧所装鼓风机11的排风室相连，而冷却器11的出口通入一平衡室13。流过冷却器11的冷却气体用箭头表示，其中流入的热气体用18表示，流出的冷气体用19表示。所有其他未确切标出的箭头示出冷却气体的冷却回路。仅在机器的1/2部分上标明冷却回路，因为机器在冷却上为对称结构。