CN106762346A - 一种水轮发电机组滑动轴承新型轴瓦 - Google Patents

一种水轮发电机组滑动轴承新型轴瓦 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种水轮发电机组滑动轴承新型轴瓦，针对传统水轮发电机组滑动轴承的轴瓦在结构及换热冷却方面存在冷却能力不足，易造成瓦温升高甚至烧瓦，影响机组安全稳定运行的技术问题，通过增加轴瓦的表面散热面积，以及利用半导体制冷片温度差制冷的方式来增大轴瓦散热表面的温度差以提高轴瓦散热速率，从总体上提高轴瓦的散热冷却效果。新型轴瓦通过在轴瓦的侧面、顶部或底部，制造通孔或盲孔，孔的深度抵达轴承瓦的热源中心，形成冷却油路，以及在轴瓦表面连接半导体制冷片，轴瓦可形成局部较大温差，加快轴瓦的散热速率，提高散热效果。

Description

一种水轮发电机组滑动轴承新型轴瓦
技术领域
本发明属于水电站水轮发电机组轴承技术领域，具体涉及一种水轮发电机组滑动轴承新型轴瓦。
背景技术
在水轮发电机组滑动轴承中，轴瓦因与轴颈互相摩擦产生热量，因此轴瓦需要散热冷却。传统的水轮发电机组滑动轴承轴瓦是实心结构，在轴瓦的中心部位，由于距离散热表面远，热量传导速度慢，热量积聚，造成轴瓦温度升高，很容易烧瓦，影响机组的安全稳定运行，因此轴瓦的结构有待改动，以增加散热冷却效率。
发明内容
本发明所要解决的问题是：针对传统滑动轴承瓦结构设计不合理，易造成瓦温升高甚至烧瓦，影响机组安全稳定运行的问题，提供一种散热面积大，散热速度快，不易烧瓦，能保证机组安全稳定运行的新型滑动轴承瓦。
影响散热效果的因素有导热材料、散热方式、散热面积、散热温度差。为解决上述问题，本发明采用下述技术方案：一种水轮发电机组滑动轴承新型轴瓦，通过增加轴瓦的表面散热面积，以及利用半导体制冷片温度差制冷的方式来增大轴瓦散热表面的温度差以提高轴瓦散热速率，从总体上提高轴瓦的散热冷却效果。
由事实证明，物体是能够通过表面向外散热的，因此有理由推断散热速率与散热的面积成正比关系，通过增加轴瓦的散热面积是可以提高其散热冷却效果的。本发明通过在轴瓦的瓦坯或推力头镜板钻孔的方式，或者在轴瓦铸造的时候直接铸出需要的孔或形状，目的都是为了增加轴瓦的表面散热面积；立式或卧式水轮发电机的推力瓦、径向瓦、推力头镜板都可以用此方法；孔或任意形状所处的部位可以是轴瓦的侧面、顶部或底部，可以是通孔，也可以是盲孔，孔的深度至少抵达轴承瓦的热源中心。
半导体制冷片是一个热传递的工具。利用帕尔帖效应：当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时，两端之间就会产生热量转移，热量从一端转移到另一端，从而产生温差形成冷热端，实现制冷的目的。
半导体制冷片不需冷却剂，可连续工作，用多个P、N半导体连接成多组热电偶对，可制成功率很大的制冷系统。半导体制冷片温差范围大，从正温90℃到负温度130℃都可以实现，其冷端的温度比轴瓦温度还低，因此将半导体制冷片的冷端贴在轴瓦散热表面上，在接触面就会形成局部的低温，造成大的温差，加快轴瓦热量的散热速率，半导体制冷片的冷端温度越低，温差越大，轴瓦的散热速率及效果越好。轴瓦所产生的热量被冷端持续吸走，热量转移到热端，再通过冷却油对热端进行持续冷却。因此，滑动轴承轴瓦通过加装半导体制冷片，轴瓦可形成局部较大温差，加快轴瓦的散热速率，提高散热效果。
附图说明
附图1为本发明实施例半导体制冷片在轴承瓦上的安装使用示意图；
附图2为本发明半导体制冷原理图；
附图3为本发明实施例轴承瓦开孔示意图；
附图标注名称：冷端绝缘陶瓷片1、P型半导体2、导电连接片3、热端绝缘陶瓷片4、直流电源5、N型半导体6、电源引线7、轴承瓦8、硅脂9、螺钉10、底部孔11、侧面孔12。
具体实施方式
为使本发明的技术方案、创作特征、达成效果易于明了，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参看附图1，本图为半导体制冷片在轴承瓦上的使用示意图。在半导体制冷片的冷端绝缘陶瓷片1与轴承瓦8之间均匀涂抹一层导热、耐温、绝缘、抗溶性能稳定的硅脂9，将制冷片粘在轴承瓦8上并用螺钉10上紧固定。制冷片工作所需的电源由外部电源通过电源引线7提供。轴承瓦加上了制冷片后，制冷片一旦通电工作，即可在轴承瓦接触面产生低温，加快了轴承瓦8热量传导的速率。传导出来的热量传递到泡在冷却油中的制冷片热端绝缘陶瓷片4，由冷却油带走热量。
参看附图2，本图为半导体制冷片原理示意图。半导体制冷片是一个热传递的工具，它的工作原理为：由半导体材料制成的N型半导体6及P型半导体2串联结成热电偶对，经过导电连接片3向热电偶对的两端施加直流电源5，接通直流电后，产生能量的转移，电流由N型半导体6流向P型半导体2的接头吸收热量，成为冷端，由于绝缘陶瓷片具有极好的绝缘及导热性，所以冷端绝缘陶瓷片1就可以从热源吸收热量，本发明实施例热源为滑动轴承瓦或推力头镜板等；由P型半导体2流向N型半导体6的接头释放热量，成为热端，经热端绝缘陶瓷片4导热，向外界放热，本发明实施例放热的对象为轴承冷却油，冷却油持续不断带走热量；吸热和放热的大小由通过电流的大小以及半导体材料N、P的热电偶对数决定。
参看附图3，本图为轴承瓦开孔示意图。在轴承瓦8的底部开底部孔11,在侧面开侧面孔12，开孔抵达轴承瓦的中心热源，冷却油可以直达轴承瓦中心部位的热源进行冷却，并可大大增加轴承瓦8与冷却油接触的表面，增大了散热面积，提高了散热冷却效果。
实施效果
本发明通过钻孔或铸造预留的方式，使冷却油可以直达轴承瓦热源中心散热冷却，又能增加轴承瓦的散热表面；通过加装半导体制冷片，在局部造成明显温差，加快热传导速率，大大提高散热冷却效果，避免了轴承瓦温容易升高甚至烧瓦的风险，保证水轮发电机组安全稳定运行。

Claims (2)

1.一种水轮发电机组滑动轴承新型轴瓦，其特征在于，在轴承瓦(8)的侧面开设有若干侧面孔(12)，在轴承瓦(8)的底部开设有若干底部孔(11)，所述的底部孔(11)垂直并连通侧面孔(12)，开孔深度抵达轴承瓦的中心部位，所述的侧面孔(12)和底部孔(11)构成轴瓦冷却油的流动油路；在轴承瓦(8)的表面用螺钉(10)上紧固定有若干半导体制冷片，半导体制冷片的冷端绝缘陶瓷片(1)与轴承瓦(8)之间涂抹有一层硅脂(9)，半导体制冷片的热端绝缘陶瓷片(4)浸泡在冷却油中。
2.根据权利要求1
所述的一种水轮发电机组滑动轴承新型轴瓦，其特征在于，所述的侧面孔(12)和底部孔(11)，其孔的形状是任意形状的，可以是通孔及盲孔，孔所处的部位可以是轴瓦的侧面、顶部或底部。
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