CN111810425A - 一种主氦风机的引风结构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种主氦风机的引风结构，属于主氦风机领域。本发明冷却的氦气从六个通风槽钢上端流向下端，由机座进风口处进入驱动电机腔的下端，经过引风罩的导向作用，将冷却氦气集中引向下辅助轴承处，对下辅助轴承进行冷却，然后大部分氦气通过下端盖上轴向倾斜通风孔流向下径向电磁轴承的定子外侧，进入驱动电机腔驱中，然后通过机座出风口流出，将下辅助轴承和下电磁电磁轴承产生的热量带走。本发明主氦风机引风结构对下端电磁轴承正常工作进行了保护，进而保证了主氦风机设备的可靠运行，避免了风机腔的漏流和传热影响，更是避免了下辅助轴承处因冷却风路短路无法对其进行冷却而导致下辅助轴承温度过高，产生热膨胀，造成下辅助轴承处抱轴。

Description

一种主氦风机的引风结构
技术领域
本发明涉及一种主氦风机的引风结构，属于主氦风机领域。
背景技术
高温气冷堆核电站示范工程是我国“十一五”中十六项重大专项之一，主氦风机是我国具有完全自主知识产权、具备第四代核能系统安全特性的高温气冷堆核心能动设备，被喻为高温气冷堆的“心脏”。其功能是在反应堆启动、功率运行和停堆等工况时，提供足够流量的氦气通过一回路系统，将反应堆芯产生的热量带走。主氦风机为立式、变频、高速大型风机，采用覆盖式结构，即风机叶轮悬臂安装于驱动电机轴端，与驱动电机同轴，风机腔(243℃)与驱动电机腔(67℃)相通，两腔工作温度差很大，整机安装在7Mpa的一回路氦气冷却剂介质压力腔内，环境放射性累计剂量≤3.5×105GY。主氦风机单机功率为4500kW，转速范围为800r/min～4200r/min，使用寿命要求40年，每年非计划停堆次数＜1次，此功率规模及转速的风机在国内外均没用成熟的模型可借鉴，为国内首创，国际领先。
主氦风机分为上下两腔，上腔为驱动电机腔(67℃)，下腔为风机腔(243℃)，两腔之间有轴贯通和隔热屏等装置防止风机腔的热量进入驱动电机腔。驱动电机腔内上端装有水冷却器，驱动电机自冷风扇装在风机轴的上端，自冷风扇将驱动电机腔内经过水冷却器冷却的氦气由上而下流动，冷却氦气将驱动电机和电磁轴承产生的热量带走，然后再返回上端，通过水冷却器进行热交换。因驱动电机下辅助电磁轴承紧挨风机腔，机座下端尽管采取了隔热措施，但通过轴贯通处仍有少部分漏流和传热现象存在，另外下辅助电磁轴承定转子之间的间隙很小只为0.35mm，如果下辅助轴承处温度过高，导致热膨胀，间隙接近为零，定转子相碰，这样导致轴承抱轴，主氦风机无法工作，因而为保证主氦风机下电磁轴承的可靠运行，发明一种主氦风机引风结构是至关重要的。
发明内容
本发明的目的是为了避免出现上述情况发生，导致主氦风机无法运转，进而提供一种主氦风机的引风结构。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种主氦风机的引风结构，所述主氦风机的引风结构包括引风罩、通风槽钢和驱动电机下端盖，
引风罩安装在隔热屏的上端，引风罩与驱动电机下端盖形成一个冷却氦气风路区域空间，引风罩、隔热屏与轴贯通三个部件形成一个隔热腔，驱动电机下端盖和驱动电机机座通过螺栓紧固连接，驱动电机机座的壁板外侧焊有通风槽钢；
驱动电机自冷风扇将经过水冷却器冷却的氦气从机座上的六个通风槽钢上端流向下端，由进风口处进入驱动电机腔的下端，经过引风罩的导向，氦气流向下辅助轴承处，一少部分氦气流过下辅助轴承的定转子间隙和下径向电磁轴承的定转子间隙，大部分氦气流过下辅助轴承的定子外侧，然后通过下端盖上轴向倾斜通风孔流向下径向电磁轴承的定子外侧，将驱动电机下端辅助轴承和下径向电磁轴承产生的热量带走，通过机座出风口流回上端水冷却器处，进行热交换循环冷却。
本发明一种主氦风机的引风结构，所述引风罩包括导风圈、导风板、筋板、挡板、支撑板、引风板和连接板，导风圈、导风板、挡板和筋板焊接后构成一个导风区，引风罩有六个引风板，每两个引风板焊接成一个锐角出风区，共均匀分布成三个锐角出风区，锐角出风区同时再与连接板和支撑板分隔成三个均布的进风区；从进风区进入引风罩内，经过锐角引风板向上流动通过出风区流出引风罩。
本发明一种主氦风机的引风结构，所述引风罩安装时，要保证驱动电机的每个进风口与引风罩的每个引风板相对应，驱动电机的进风口不能与引风罩的进风区相对。
本发明一种主氦风机的引风结构，所述的冷却氦气经由引风罩引向下辅助轴承处，形成集中冷却风路区域，针对下辅助轴承进行冷却，然后通过驱动电机下端盖上设置的8个均匀分布的轴向倾斜通风孔，将氦气从驱动电机腔下端引向下径向电磁轴承的定子表面上，从而达到冷却下辅助轴承和下径向电磁轴承目的。
本发明一种主氦风机的引风结构，所述驱动电机机座上设置六个机座进风口，引风罩内设置三处进风区域，三处出风区域。
本发明一种主氦风机的引风结构，主氦风机引风结构对主氦风机驱动电机的下端电磁轴承正常工作进行了保护，进而保证了主氦风机设备的可靠运行，避免了风机腔的漏流和传热影响，更是避免了下辅助轴承处因冷却风路短路无法对其进行冷却而导致下辅助轴承温度过高，产生热膨胀，造成下辅助轴承处抱轴，导致主氦风机无法运转情况发生。
附图说明
图1为本发明主氦风机的引风结构的结构示意图。
图2为本发明中引风罩的主视图。
图3为本发明中引风罩的俯视图。
图4为本发明中引风罩结构及风路导向图。
图中附图标记为：1为驱动电机下端盖；2为下径向电磁轴承；3为驱动电机机座；4为通风槽钢；5为引风罩；6为叶轮；7为轴贯通；8为隔热屏；9为下辅助轴承；10为进风口；11为出风口；12为驱动电机腔；13为风机腔；14为隔热腔；15为导风圈；16为导风板；17为筋板；18为挡板；19为支撑板；20为引风板；21为连接板；22为出风区；23为进风区。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
实施例一：如图1-4所示，本实施例所涉及的一种主氦风机的引风结构，主氦风机引风罩安装在隔热屏的上端，与驱动电机下端盖形成一个冷却氦气风路区域空间，从而实现了针对主氦风机下辅助电磁轴承和下径向电磁轴承冷却的目的，另外引风罩安装时，要保证驱动电机的进风口与引风罩引风板区域相对应，不能与引风罩的进风区相对。驱动电机机座的壁板外侧焊有通风槽钢，驱动电机自冷风扇将经过水冷却器冷却的氦气从通风槽钢上端流向下端，由机座进风口处进入驱动电机腔下端，经过引风罩的导向，氦气流向下辅助轴承处，一少部分氦气流过下辅助轴承的定转子间隙和下径向电磁轴承的定转子间隙，大部分氦气流过下辅助轴承定子外侧，然后通过下端盖上的8个均匀分布的轴向倾斜通风孔流向下径向电磁轴承定子外侧，将驱动电机下端的下辅助轴承和下径向电磁轴承产生的热量带走，通过机座出风口，流回上端水冷却器处，进行热交换循环冷却；另外引风罩安装在隔热屏上端，与轴贯通三个部件形成一个隔热腔，有效阻止了风机腔的高温氦气向驱动电机腔的漏流现象，对风机腔(243℃)的高温氦气因轴贯通处的少部分漏流和传热，进行了阻隔，起到了隔热屏作用，同时引风罩的导向作用将冷却氦气直接引向下辅助轴承表面处，避免因风路短路直接从端盖通风孔处流出，而造成下辅助轴承温度高产生热膨胀，定转子相碰而导致抱轴，最终影响主氦风机运转。本发明的主氦风机引风结构，对主氦风机驱动电机的下辅助轴承和下电磁轴承正常工作进行了保护，避免了风机腔的高温影响到驱动电机腔，从而保证了主氦风机设备的可靠运行。
实施例二：如图1所示，本实施例所涉及的一种主氦风机的引风结构，主氦风机引风结构技术已经应用到主氦风机产品上，主氦风机产品经过试验台架试验，在没有安装引风罩前试验过程出现驱动电机下端轴承温度过高，下辅助轴承因风路短路，大部分冷却氦气直接从下端盖通风孔处流出，没有对下辅助轴承进行冷却，发生热膨胀，使下辅助轴承定转子几乎相碰，测得下辅助轴承表面温度高达176℃，下径向电磁轴承定子温度为78℃，导致试验中断。加上引风罩后，试验顺利通过，测得下辅助轴承表面温度为82℃，下径向电磁轴承定子温度为63.4℃，由此试验证明，增加引风罩后，下辅助轴承表面温度与下径向电磁轴承定子温度明显下降，满足了主氦风机正常工作要求，验证了主氦风机引风结构的实用性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种主氦风机的引风结构，其特征在于，所述主氦风机的引风结构包括引风罩(5)、通风槽钢(4)和驱动电机下端盖(1)，引风罩(5)安装在隔热屏(8)的上端，引风罩(5)与驱动电机下端盖(1)形成一个冷却氦气风路区域空间，引风罩(5)、隔热屏(8)与轴贯通(7)三个部件形成一个隔热腔(14)，驱动电机下端盖(1)和驱动电机机座(3)通过螺栓紧固连接，驱动电机机座(3)的壁板外侧焊有通风槽钢(4)；
驱动电机自冷风扇将经过水冷却器冷却的氦气从机座上的六个通风槽钢(4)上端流向下端，由进风口(10)处进入驱动电机腔(12)的下端，经过引风罩(5)的导向，氦气流向下辅助轴承(9)处，一少部分氦气流过下辅助轴承(9)的定转子间隙和下径向电磁轴承(2)的定转子间隙，大部分氦气流过下辅助轴承(9)的定子外侧，然后通过下端盖(1)上轴向倾斜通风孔流向下径向电磁轴承(2)的定子外侧，将驱动电机下端辅助轴承和下径向电磁轴承产生的热量带走，通过机座出风口(11)流回上端水冷却器处，进行热交换循环冷却。
2.根据权利要求1所述的主氦风机的引风结构，其特征在于，所述引风罩(5)包括导风圈(15)、导风板(16)、筋板(17)、挡板(18)、支撑板(19)、引风板(20)和连接板(21)，导风圈(15)、导风板(16)、挡板(18)和筋板(17)焊接后构成一个导风区，引风罩(5)有六个引风板(20)，每两个引风板焊接成一个锐角出风区(22)，共均匀分布成三个锐角出风区(22)，锐角出风区(22)同时再与连接板(21)和支撑板(19)分隔成三个均布的进风区(23)；从进风区(23)进入引风罩(5)内，经过锐角引风板(20)向上流动通过出风区(22)流出引风罩(5)。
3.根据权利要求2所述的主氦风机的引风结构，其特征在于，所述引风罩(5)安装时，要保证驱动电机的每个进风口(10)与引风罩(5)的每个引风板(20)相对应，驱动电机的进风口(10)不能与引风罩(5)的进风区(23)相对。
4.根据权利要求3所述的主氦风机的引风结构，其特征在于，所述的冷却氦气经由引风罩(5)引向下辅助轴承(9)处，形成集中冷却风路区域，针对下辅助轴承进行冷却，然后通过驱动电机下端盖(1)上设置的8个均匀分布的轴向倾斜通风孔，将氦气从驱动电机腔(12)下端引向下径向电磁轴承(2)的定子表面上。
5.根据权利要求3所述的主氦风机的引风结构，其特征在于，所述驱动电机机座(3)上设置六个机座进风口(10)，引风罩(5)内设置三处进风区域(23)和三处出风区域(22)。
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