CN106059135B - 核电汽轮发电机具有定子副槽的抽压混合式通风冷却系统 - Google Patents

核电汽轮发电机具有定子副槽的抽压混合式通风冷却系统 Download PDF

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Abstract

核电汽轮发电机具有定子副槽的抽压混合式通风冷却系统，属于电气工程技术领域。本发明提出核电汽轮发电机定子铁心采用两种不同结构形式的硅钢片叠制而成，定子齿部形成径向通风沟，定子轭部为全轴向式结构，在核电发电机定子槽的底部的轭部位置开设轴向通透的副槽，对绕组进行接触式冷却，将绕组内热量传递到通风副槽内的冷却介质，定子槽底通风副槽内的冷却介质可以直接对定子绕组主绝缘进行冷却，防止定子绕组绝缘热老化和脱壳的发生，并降低核电发电机定子轭部的温升；此外，本发明提出核电汽轮发电机定子采用轴向抽风和压风混合的通风冷却方式，有效地降低定子轴向温差，提高核电发电机定子综合冷却效力，增强核电发电机的安全性和稳定性。

Description

核电汽轮发电机具有定子副槽的抽压混合式通风冷却系统
技术领域
本发明涉及一种核电汽轮发电机通风冷却系统，具体涉及一种核电汽轮发电机具有定子副槽的抽压混合式通风冷却系统，属于电气工程技术领域。
背景技术
核电汽轮发电机容量高，国内现有机组容量已达1400kVA-1700kVA等级；在电网电压一定的条件下，核电汽轮发电机定子绕组电密较高，为了及时将定子铜耗所产生的热量带走，定子绕组多采用水内冷方式。与一般小容量的不采用绕组水内冷的汽轮发电机所不同的是：核电汽轮发电机绕组的温度低于定子齿部的温度，因此，热量由定子齿部传到定子绕组；核电汽轮发电机绕组及其绝缘热量无法通过定子散出，且绕组绝缘没有得到直接的冷却。
核电汽轮发电机定子铁心采用两种不同结构形式的硅钢片叠制而成，定子齿部形成径向通风槽，定子轭部为全轴向式结构，在核电发电机定子槽的底部的轭部位置开设轴向通透的副槽，直接对绕组进行接触式冷却，将绕组内热量传递到通风副槽内的冷却介质，可以有效的带走一部分热量，定子槽底通风副槽内的冷却介质可以直接对定子绕组主绝缘进行冷却，并降低核电发电机定子轭部的温升，防止定子绕组绝缘热老化和脱壳的发生，提高核电发电机的综合冷却能力；现有的大型汽轮发电机通常采用冷却风扇的压风方式对定子铁心进行冷却，也有采用轴向抽风方式对汽轮发电机定子进行冷却，本发明提出发电机定子采用轴向抽风和压风混合的通风冷却方式，有效地降低定子轴向温差，提高发电机定子综合冷却效力。
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提高核电汽轮发电机的定子绕组和定子铁心的整体冷却效力，防止绝缘局部过热，降低核电发电机定子轴向温差，避免绝缘老化和脱壳的发生，如何实现对核电汽轮发电机定子结构的高效散热，提高核电汽轮发电机的安全性与稳定性，本发明旨在提出一种核电汽轮发电机具有定子副槽的抽压混合式通风冷却系统。
本发明的核电汽轮发电机具有定子副槽的抽压混合式通风冷却系统，包括定子铁心、定子绕组、端部镂空式齿压板；定子铁芯轭部为全轴向式结构，定子铁芯轭部制有定子轭风孔，定子铁芯齿部制有定子槽，定子槽的底部开设定子副槽，定子绕组嵌放在定子槽内，端部镂空式齿压板设置在定子铁心的端部；定子铁心内侧具有定子齿部径向通风沟，核电汽轮发电机具有定子副槽的抽压混合式通风冷却系统沿圆周方向分为压风区和抽风区。
进一步地：所述定子铁心由多个带齿叠片和多个无齿叠片叠压后组装而成，带齿叠片和无齿叠片均冲有定子副槽，带齿叠片和无齿叠片叠压后沿轴向方向形成定子副槽通风沟和定子齿部径向通风沟，定子齿部径向通风沟和定子副槽通风沟相连通；定子副槽的宽度小于定子槽的宽度。
进一步地：定子铁心由镂空式齿压板压紧，镂空式齿压板的压指间设凹风孔，凹风孔与定子副槽对齐。
进一步地：压风区和抽风区相间排布，定子副槽分为压风副槽和抽风副槽，压风区内的定子副槽为压风副槽，抽风区内的定子副槽为抽风副槽，压风区内的定子轭风孔为定子轭压风孔，抽风区内的定子轭风孔为定子轭抽风孔，核电汽轮发电机具有定子副槽的抽压混合式通风冷却系统的冷却介质压入压风区，冷却介质流入压风副槽和定子轭压风孔，核电汽轮发电机具有定子副槽的抽压混合式通风冷却系统的冷却介质从抽风区抽出，冷却介质从抽风副槽和定子轭抽风孔抽出。
进一步地：定子槽分为定子普通槽和定子风区分界槽，定子风区分界槽位于压风区和抽风区分界处，定子风区分界槽略宽于定子普通槽，定子普通槽和定子风区分界槽均嵌放定子绕组，定子风区分界槽除了嵌放定子绕组，还将隔板插入的定子风区分界槽中将压风区和抽风区分隔开。
进一步地：隔板沿周向等跨距的分为4-6组，使压风区和抽风区也沿周向共分为4-6组的相同面积区域。
本发明提出的核电汽轮发电机具有定子副槽的抽压混合式通风冷却系统所达到的效果为：
本发明的定子铁心采用两种不同结构形式的硅钢片叠制而成，定子齿部形成径向通风沟，定子轭部为全轴向式结构，另外，在核电发电机定子槽的底部的轭部位置开设轴向通透的副槽，实现对绕组进行接触式冷却，将绕组铜排及绕组绝缘内的热量传递到通风副槽内的冷却介质，定子槽底通风副槽内的冷却介质可以直接对定子绕组主绝缘进行冷却，防止定子绕组绝缘热老化和脱壳的发生，并降低核电发电机定子轭部的温升；此外，本发明提出核电汽轮发电机定子采用轴向抽风和压风混合的通风冷却方式，这种混合的冷却方式可以有效地降低定子轴向温差，提高核电发电机定子综合冷却效力，增强核电发电机的安全性和稳定性。
附图说明
图1为核电汽轮发电机具有定子副槽的抽压混合式通风冷却系统；
图2为带齿叠片结构；
图3为图2的A-A截面图；
图4为无齿叠片结构；
图5为核电汽轮发电机定子铁心整体结构；
图6为具有凹风孔的镂空式齿压板。
具体实施方式
在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本发明公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。
在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
本实施方式的核电汽轮发电机具有定子副槽的抽压混合式通风冷却系统，参见图1、图2、图5可知，包括定子铁心1、定子绕组2、端部镂空式齿压板3、定子轭风孔4、定子槽5底部开设定子副槽6，定子铁心1为轴向异结构，定子铁心1具有定子齿部径向通风沟7，核电汽轮发电机具有定子副槽的抽压混合式通风冷却系统沿圆周方向分为压风区14和抽风区15。
另外，根据一种实现方式，参见图1、图2、图4和图5可知，所述定子铁心1由带齿叠片8和无齿叠片9叠压后组装而成，带齿叠片8和无齿叠片9均冲有定子副槽6，带齿叠片8和无齿叠片9叠压后沿轴向方向形成定子副槽通风沟10和定子齿部径向通风沟7，定子齿部径向通风沟7和定子副槽通风沟10相连通；定子副槽6的宽度小于定子槽5的宽度。
另外，根据一种实现方式，参见图1、图5和图6可知，定子铁心1由镂空式齿压板3压紧，镂空式齿压板3的压指11间设凹风孔13，凹风孔13与定子副槽6对齐。
另外，根据一种实现方式，参见图2和图4可知，压风区14和抽风区15相间排布，定子副槽6分为压风副槽6-1和抽风副槽6-2，压风区14内的定子副槽6为压风副槽6-1，抽风区15内的定子副槽6为抽风副槽6-2，压风区14内的定子轭风孔4为定子轭压风孔4-1，抽风区15内的定子轭风孔4为定子轭抽风孔4-2，核电汽轮发电机具有定子副槽的抽压混合式通风冷却系统的冷却介质压入压风区14，冷却介质流入压风副槽6-1和定子轭压风孔4-1，核电汽轮发电机具有定子副槽的抽压混合式通风冷却系统的冷却介质从抽风区15抽出，冷却介质从抽风副槽6-2和定子轭抽风孔4-2抽出。
另外，根据一种实现方式，参见图1、图2、图3和图5可知，定子槽5分为定子普通槽5-1和定子风区分界槽5-2，定子风区分界槽5-2位于压风区14和抽风区15分界处，定子风区分界槽5-2略宽于定子普通槽5-1，定子普通槽5-1和定子风区分界槽5-2均嵌放定子绕组2，定子风区分界槽5-2除了嵌放定子绕组2，还需将隔板12插入的定子风区分界槽5-2中将压风区14和抽风区15分隔开。
另外，根据一种实现方式，参见图2可知，隔板12沿周向等跨距的分为4-6组，使压风区14和抽风区15也沿周向共分为4-6组的相同面积区域。
核电汽轮发电机具有定子副槽的抽压混合式通风冷却系统，定子铁心采用两种不同结构形式的硅钢片叠制而成，定子齿部形成径向通风沟，定子轭部为全轴向式结构，在核电发电机定子槽的底部的轭部位置开设轴向通透的副槽，实现对绕组进行接触式冷却，将绕组铜排及绕组绝缘内的热量传递到通风副槽内的冷却介质，定子槽底通风副槽内的冷却介质可以直接对定子绕组主绝缘进行冷却，防止定子绕组绝缘热老化和脱壳的发生，并降低核电发电机定子轭部的温升；此外，本发明提出核电汽轮发电机定子采用轴向抽风和压风混合的通风冷却方式，这种混合的冷却方式可以有效地降低定子轴向温差，提高核电发电机定子综合冷却效力，增强核电发电机的安全性和稳定性。
虽然本发明所揭示的实施方式如上，但其内容只是为了便于理解本发明的技术方案而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭示的核心技术方案的前提下，可以在实施的形式和细节上做任何修改与变化，但本发明所限定的保护范围，仍须以所附的权利要求书限定的范围为准。

Claims (6)

1.核电汽轮发电机具有定子副槽的抽压混合式通风冷却系统，其特征在于：包括定子铁芯 (1)、定子绕组(2)、端部镂空式齿压板(3)；定子铁芯(1)轭部为全轴向式结构，定子铁芯(1)轭部制有定子轭风孔(4)，定子铁芯(1)齿部制有定子槽(5)，定子槽(5)的底部开设定子副槽(6)，定子绕组(2)嵌放在定子槽(5)内，端部镂空式齿压板(3)设置在定子铁芯 (1)的端部；定子铁芯 (1)内侧具有定子齿部径向通风沟(7)，核电汽轮发电机具有定子副槽的抽压混合式通风冷却系统沿圆周方向分为压风区(14)和抽风区(15)；定子铁芯 采用两种不同结构形式的硅钢片叠制而成，具体地，所述定子铁芯 (1)由多个带齿叠片(8)和多个无齿叠片(9)间隔叠压后组装而成，带齿叠片(8)和无齿叠片(9)均冲有定子副槽(6)，带齿叠片(8)和无齿叠片(9)叠压后沿轴向方向形成定子副槽通风沟(10)和定子齿部径向通风沟(7)，定子齿部径向通风沟(7)和定子副槽通风沟(10)相连通；定子副槽(6)的宽度小于定子槽(5)的宽度。
2.根据权利要求1所述的核电汽轮发电机具有定子副槽的抽压混合式通风冷却系统，其特征在于：多个带齿叠片(8)和多个无齿叠片(9)由镂空式齿压板(3)压紧，镂空式齿压板(3)的压指(11)间设凹风孔(13)，凹风孔(13)与定子副槽(6)对齐。
3.根据权利要求2所述的核电汽轮发电机具有定子副槽的抽压混合式通风冷却系统，其特征在于：压风区(14)和抽风区(15)相间排布，定子副槽(6)分为压风副槽(6-1)和抽风副槽(6-2)，压风区(14)内的定子副槽(6)为压风副槽(6-1)，抽风区(15)内的定子副槽(6)为抽风副槽(6-2)，压风区(14)内的定子轭风孔(4)为定子轭压风孔(4-1)，抽风区(15)内的定子轭风孔(4)为定子轭抽风孔(4-2)，核电汽轮发电机具有定子副槽的抽压混合式通风冷却系统的冷却介质压入压风区(14)，冷却介质流入压风副槽(6-1)和定子轭压风孔(4-1)，核电汽轮发电机具有定子副槽的抽压混合式通风冷却系统的冷却介质从抽风区(15)抽出，冷却介质从抽风副槽(6-2)和定子轭抽风孔(4-2)抽出。
4.根据权利要求3所述的核电汽轮发电机具有定子副槽的抽压混合式通风冷却系统，其特征在于：定子槽(5)分为定子普通槽(5-1)和定子风区分界槽(5-2)，定子风区分界槽(5-2)位于压风区(14)和抽风区(15)分界处，定子风区分界槽(5-2)宽于定子普通槽(5-1)，定子普通槽(5-1)和定子风区分界槽(5-2)均嵌放定子绕组(2)，定子风区分界槽(5-2)除了嵌放定子绕组(2)，还将隔板(12)插入的定子风区分界槽(5-2)中将压风区(14)和抽风区(15)分隔开。
5.根据权利要求4所述的核电汽轮发电机具有定子副槽的抽压混合式通风冷却系统，其特征在于：隔板(12)沿周向等跨距的分为4-6组，使压风区(14)和抽风区(15)也沿周向分为4-6组的相同面积区域。
6.根据权利要求1所述的核电汽轮发电机具有定子副槽的抽压混合式通风冷却系统，其特征在于：带齿叠片(8)和无齿叠片(9)均为硅钢片。
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