DE2638579C2

DE2638579C2 - Rotor for turbo generator

Info

Publication number: DE2638579C2
Application number: DE19762638579
Authority: DE
Inventors: Egon Ing.(grad.) 6800 Mannheim Vollmer
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 1976-08-27
Filing date: 1976-08-27
Publication date: 1983-06-09
Also published as: DE2638579A1

Description

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Die Erfindung betrifft einen Läufer für einen Turbogenerator mit vom Kühlgas axial durchströmten, die Wicklung aufnehmenden, mit Nutkeilen verschlossenen Nuten und mindestens an einer Partie der Läuferlänge vorgesehenen, in radialer Richtung verlaufenden Kühlgasausströmöffiiungen, die als seitliche Ausnehmungen in dem Nutkeil ausgebildet sind. Ein solcher Läufer ist durch die GB-PS 7 2? 231 bekanntgeworden. The invention relates to a rotor for a turbo generator with axially flowed through by the cooling gas, the winding receiving, closed with slot wedges grooves and at least one part of the Runner length provided, running in the radial direction Kühlgasausströmöffiiungen, as lateral Recesses are formed in the groove wedge. Such a runner is through the GB-PS 7 2? 231 became known.

Die Läuferwicklung von wasserstoffgekühlten Turbogeneratoren großer Leistung besteht entweder aus Hohlleitern oder Profilleitern, oder es sind in der Nut zusätzliche in axialer Richtung verlaufende Kühlkanäle vorgesehen. Das Kühlmedium tritt in der Regel an den Außenseiten der Läuferballen ein, durchströmt axiale Kanäle in der Nut bzw. im Leiter und tritt in der Mitte oder an mehreren Stellen des Läufers durch radiale Ausströmöffnungen ganz oder zum Teil in den Luftspalt aus. Während bei indirekt gekohlten Läufern die in der Wicklung entstehende Wärme an das im Luftspalt befindliche Kühlgas relativ gleichmäßig abgegeben wird, womit eine gleichmäßige Erwärmung der Oberfläche im gewickelten Teil des Läufers erfolgt, kann bei forcierter Gaskühlung durch die Herstellungstoleranzen hervorgerufenen, verschieden großen Strömungswiderständen in den Nuten eine ungleichmäßige Erwärmung des Läufers längs des Um fangs eintreten. Dies führt dann im warmen Zustand der Maschine zu einer geringen Verbiegung der Rotorachse. Im kalten Zustand sind solche Läufer wohl völlig unwuchtfrei, bei ω stromdurchflossenen Erregerwicklungen zeigen diese Läufer jedoch infolge der durch die erwähnte Verbiegung der Läuferachse hervorgerufenen Unwuchten (auch thermische Unbalancen genannt) einen unruhigen Lauf. esThe rotor winding of hydrogen-cooled turbo-generators of high power consists of either Waveguides or profile conductors, or there are additional cooling channels running in the axial direction in the groove intended. The cooling medium usually enters the outside of the rotor ball and flows through it axially Channels in the groove or in the conductor and occurs in the middle or at several points of the runner through radial Outflow openings wholly or partially into the air gap. While with indirectly carbon runners the ones in the The heat generated by the winding is transferred relatively evenly to the cooling gas in the air gap is, with which a uniform heating of the surface in the wound part of the rotor takes place, can Forced gas cooling caused by the manufacturing tolerances, different sized flow resistances occur in the grooves uneven heating of the rotor along the circumference. this leads to Then, when the machine is warm, the rotor axis will not bend slightly. In the cold Such rotors are in the state of being completely unbalance-free, with ω current-carrying excitation windings they show Runner, however, as a result of the imbalances caused by the aforementioned bending of the runner axis (also called thermal imbalances) run unsteadily. it

Um thermische Unbalancen auszugleichen wurde durch die US-PS 31 63 789 für einen zweipoligen Turboläufer vorgeschlagen, pro Pol zwei zusätzliche Köhlnnten vorzusehen, wobei die in die Kühlnuten eintretende Luftmenge gedrosselt werden kann. Durch diese Lösung können jedoch lediglich thermische Unbalancen ausgeglichen werden, die im Bereich der zusätzlichen Kühlnuten auftreten.In order to compensate for thermal imbalances, the US-PS 31 63 789 for a two-pole Turbo rotor proposed to provide two additional Kohlnnten per pole, with those in the cooling grooves incoming air volume can be throttled. By However, this solution can only compensate for thermal imbalances that occur in the area of the additional cooling grooves occur.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, thermische Unbalancen besser als bisher zu korrigieren und so die Herstellung von Läufern von Turbogeneratoren zu ermöglichen, die unabhängig von zufälligen Fabrikations-Toleranzen auch im betriebswarmen Zustand mit Sicherheit keine merklichen Unwuchten aufweisen.It is the object of the invention to create a device which enables thermal imbalances to correct better than before and thus to enable the manufacture of rotors for turbo-generators that regardless of random manufacturing tolerances, certainly none even when at operating temperature have noticeable imbalances.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht bei dem eingangs erwähnten Läufer erfindungsgemäß darin, daß oberhalb der Ausströmöffnungen im Außenteil des Nutkeils im Querschnitt schwalbenschwanzförmige Ausnehmungen vorgesehen sind, in welche diesen Querschnitt ausfüllende Profilstücke einschiebbar sind, die in die Kühlgasausströpiöffnung hineinragen und diese zum Teil verschließen. Normalerweise verschließen die Profilstücke die Kühlgasausströmöffnungen ungefähr zur Hälfte. Die zulässige Gesamterwärmung der Nut wird dabei jedoch nicht überschritten. Wird bei der Warmwuchtung (vorher erfolgte eine dynamische Auswuchtung im kalten Zustand) eine Unwucht festgestellt, weiche auf eine Verbiegung der Läuferachse durch ungleichmäßige Erwärmung zurückzuführen ist, können durch Vergrößerung der KühJmittelaustrittsöffnungen an den zu warmen Stellen eine Verstärkung der Kühlung der Wicklung erreicht werden. Diese Veränderung des Querschnittes der Kühlmittelaustrittsöffnung wird so lang? durchgeführt, bis eine gleichmäßige Erwärmung am Umfang des Läufers erreicht ist, womit die thermische Unbalance beseitigt istIn the case of the rotor mentioned at the beginning, according to the invention, the object is achieved in that Above the outflow openings in the outer part of the groove wedge, dovetail-shaped in cross-section Recesses are provided into which profile pieces filling this cross-section can be inserted, which protrude into the cooling gas discharge opening and partially close it. Usually cap the profile pieces about half of the cooling gas outflow openings. The permissible total heating however, the groove is not exceeded. Is used during hot balancing (a dynamic Balancing in the cold state) an imbalance was detected, which is due to a bending of the rotor axis due to uneven heating, can be caused by enlarging the coolant outlet openings an increase in the cooling of the winding can be achieved in places that are too warm. These Change in the cross section of the coolant outlet opening is so long? performed until even The circumference of the runner has heated up, which eliminates the thermal imbalance

In zweckmäßiger Weise ist vorgesehen, daß der Nutkeil an der der ersten Kühlgasaustrittsöffnung zugewandten Partie eine Ausnehmung mit etwa parallelen radialen Ranken, deren Länge der eines Profilstückes entspricht und deren Breite die Breite des Profilstückes geringfügig übersteigt, aufweist. In diese Ausnehmungen lassen sich die Profilsiäcke nachträglich bei festgestelltem Läufer einlegen und in die im Querschnitt schwalbenförmigen Ausnehmungen einschieben. It is expediently provided that the groove wedge on the first cooling gas outlet opening facing part a recess with approximately parallel radial tendrils, the length of which is the one Profile piece corresponds and the width of which slightly exceeds the width of the profile piece, has. In these Recesses can be inserted into the profile bags at a later date when the runner is fixed and in the in the Slide in the cross-section of dovetailed recesses.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel. Es zeigtFurther details and advantageous developments of the invention emerge from the following embodiment described and shown in the drawing. It shows

F i g. 1 einen Ausschnitt aus einem Schnitt durch einen Läufer eines Turbogenerators nach der Erfindung an einer LäufernutF i g. 1 shows a detail from a section through a rotor of a turbo generator according to the invention a runner groove

F i g. 2 eine Draufsicht auf den in F i g. 1 dargestellten Nutkeil.F i g. FIG. 2 is a plan view of the FIG. 1 shown Slot wedge.

In der Zeichnung ist mit 1 das Läufereisen, mit 2 die Nut, mit 3 die Erregerwicklung und mit 4 der Nutkeil bezeichnet, der hier hammerkopfförmig ausgeführt ist Wie aus Fig.2 zu ersehen ist, sind am Nutkeil 4 Ausnehmungen 5 vorgesehen, durch welche das Kühlgas in radialer Richtung von der Nut in den Luftspalt ausströmen kann. Weiter sind in der dem Luftspalt zugewandten Partie des Nutkeiles schwalbenschwanzförmige Ausschnitte 6 vorgesehen, in welche Profilstücke 7 einschiebbar sind, durch welche sich die Luftausströmöffnungen 5 zum Teil verschließen lassen. Die Länge der ProfilstUcke 7 reicht von Auslaßöffnung zu Auslaßöffnung. Am Ende des Keiles 4 weist die Schwalbenschwanznut für das Einsetzen der Profilstükke eine Ausnehmung 8 auf, in welche die Profilstücke 7In the drawing, 1 denotes the rotor iron, 2 denotes the groove, 3 denotes the excitation winding and 4 denotes the slot wedge, which is designed here in the shape of a hammer head Cooling gas can flow out in the radial direction from the groove into the air gap. Furthermore, in the part of the groove wedge facing the air gap, dovetail-shaped cutouts 6 are provided, into which profile pieces 7 can be inserted, through which the air outflow openings 5 can be partially closed. The length of the profile pieces 7 extends from outlet opening to outlet opening. At the end of the wedge 4, the dovetail groove for inserting the profile pieces has a recess 8 into which the profile pieces 7

eingeführt werden können, ohne dall der Läufer entkeilt oder eine Kappe des Läufers abgezogen werden muß. Gegen axiale Verschiebung werden die Profilstücke 7 durch ein Verstemmen der Schwalbenschwanznut oder auch durch Festkleben gesichertCan be inserted without dalling the runner wedged or a cap of the runner must be removed. The profile pieces 7 secured by caulking the dovetail groove or by gluing

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claims;

J, rotor ^c ÜR turbogenerators with traversed axially by a cooling gas, receiving the winding, characterized by slot wedges closed grooves and at least at a section of the rotor length provided, running in the radial direction Kühlgasausströmöffnungen, which are designed as lateral recesses in the slot wedge, characterized in that Above the outflow openings in the outer part of the groove wedge (4), dovetail-shaped recesses (6) are provided in cross-section, into which profile pieces (7) filling this cross-section can be inserted, which protrude into the cooling gas outflow openings and partially close them.

2. rotor for turbo generators according to claim 1, characterized in that the slot wedge on the first cooling gas outflow opening (5) facing part a recess (8) with approximately paralielen radial Fbisken, the length of which corresponds to that of a profile piece (7) and the width of which corresponds to the width of the Profile piece slightly exceeds, has

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