DE3510815A1

DE3510815A1 - Gaskuehlungssystem des aktiven statoreisens von einem turboalternator

Info

Publication number: DE3510815A1
Application number: DE19853510815
Authority: DE
Inventors: Josef Dipl.-Ing. Plzen Hlavá&ccaron;
Original assignee: Skoda kp
Current assignee: Skoda kp
Priority date: 1984-04-19
Filing date: 1985-03-26
Publication date: 1985-10-31
Also published as: DD255458A3; CS241910B1; CS296184A1; SU1387102A1

Description

Gaskühlungssystem des aktiven Statoreisens von
einem Turboalternator Die Erfindung betrifft ein System der Gaskühlung des aktiven Eisens eines Stators von einem Turboalternator mit axialen Kanälen und radialen Spalten, die durch axiale Verspreizung von Blechbündeln gebildet werden.
Die axialen Kühlungskanäle im Eisen des Stators entstehen in den Stapeln der Blechstanzteile durch ausgestante Löcher in Zähnen und im Joch. Die hohe Effektivität des axialen Systems der Kühlung beruht auf der direkten Metallberührung eines jeden einzelnen Eisensegments mit dem Kühlgas. Als Kuhlgas wird dabei Wasserstoff, eventuell Luft angewendet.
Die bekannte Ausführung des axialen Kühlsystems ist entweder mit einem Weg, d.i. über die ganze aktive Länge der Maschine, oder mit zwei Wegen, d.i. über die Haiblänge des aktiven Eisens realisiert. Bei dem Zweiwegsystem werden wieder zwei Alternativen des Strömungssystems verwendet, entweder von der Mitte zu den Rändern oder von den Rändern in die Mitte. In diesem Fall werden in der Mitte der Maschine durch Verspreizen der Blechpakete einige radiale Spalte gebildet, welche für die Zuführung des Kühlgases in die radialen Kanäle bzw. zur Abführung aus ihnen dienen.
Die angeführten Kühlsysteme weisen ihre Nachteile auf.
Das Einwegsystem ist an großen Maschinen wegen seiner großen Länge der Kanäle und wegen hoher ansprüche an das verlangte Druckgefälle, aber auch an den Querschnitt der axialen Kanäle unvorteilhaft. Es ergibt sich gleichzeitig bei dieser Ausführungsform eine sehr ungleichmäßige Verteilung der Temperaturen über die Länge des Kanals im Eisen. Das Zweiwegsystem der Kühlung mit der Gasströmung von der Mitte zu den Rändern des Eisens weist ebenfalls einen beträchtlich ungleichmäßigen Verlauf der Temperaturen über die Länge des Kanals im Eisen auf. Zu den Randteilen des Eisens, welche außer den Magnetisierungsverlusten durch beträchtliche Zusatzverluste aus dem Stirnstreuungsfluß belastet sind, kommt nämlich das Kühlgas mit einer bedeutenden Vorwärmung. Das verursacht die Entstehung eines hohen Temperaturmaximums in den Randteilen des Eisens. Vom Gesichtspunkt der Gleichmäßigkeit der Erwärmung ist von den bekannten Kühlarten die Zweiwegart mit dem Durchfluß des Kühlgases von den Rändern des Eisens in die Mitte die vorteilhafteste. Ein Nachteil dieser Variante ist jedoch die verhältnismäßig schwierige Art der Zuführung des Kühlgases zu den Rändern des Eisens. Bei einer bekannten Lösung wird hier der ganze Stirnraum des Stators als eine Speisekammer benutzt. Dabei ist es nötig, eine in der Montage komplizierte Abdichtung des Raumes des Gasspaltes zu realisieren. Es besteht auch die Möglichkeit, das kite Gas zwischen die Klemmplatte und den Rand des Eisens zuzuführen, was wieaer den Nachteil mit sich bringt, daß es nötig ist, die Abstufung der Enden der Statorzähne zu begrenzen, die zur Erniedrigung der Zusatzverluste vom Stirnstreuungsfluß auf das kleine Maß so zu bringen sind, daß der abgedichtete Eintritt des Kühlgases auch in die Kanäle in den Zähnen des Stators ausführbar ist.
Die Erfindung vermeidet diese Nachteile, Es ist die Aufgabe der Erfindung, in einfacher Weise ohne großen baulichen Aufwand und Raumbedarf einen ausgeglichenen Temperaturverlauf bei niedrigen Ansprüchen an den Druckverlauf zu erzielen.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die Radialspalte nach der Länge der Maschine in zwei Eintrittszonen und eine Austrittszone zusammengestellt sind, wobei die Achse der Austrittszone in der Achse der Gesamtlänge des Aktiven Eisens angebracht ist und die Entfernung der Achse der linken Eintrittszone vom linken Rand des aktiven Eisens und die Entfernung der Achse der rechten Eintrittszone vom rechten Rand im Bereich 5 bis 25 % der Gesamtlänge des aktiven Eisens gewählt wird.
Durch diese Anordnung wird im wesentlichen ein Vierweg-Kühlsystem des Statoreisens gebildet, das verhältnismäßig niedrige Ansprüche an den Druckunterschied im Zirkulationskreis des Gases stellt. Dabei gibt es einen sehr ausgeglichenen Temperaturverlauf auf der Länge des Eisens.
Die erhöhte Konzentration der Verluste an den Rändern des Eisens kann durch die Annäherung der Achse der Eintrittszone zum Rand des Eisens des Stators kompensiert werden.
Das weisen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen Teilschnitt durch den Stator des Turboalternators.
Das aktive Eisen 1 mit der Gesamtlänge 1Fe des aktiven Eisens enthält vier Axialkanäle 2 und Systeme von Radialspalten 3, die durch Verspreizung 4 der Statorbleche gebildet werden. Die Austrittszone 5 ist am Umfang des Stators angeordnet und wird aus vier Radialspalten 3 gebildet. Diese Austrittszone 5 weist eine Achse 6 in der Mitte der Gesamtlänge lBe des aktiven Eisens auf.
Die beiden benachbarten, ebenfalls am Umfang angeordneten Zonen - Eintrittszonen -, die linke 8, die rechte 9, enthalten je drei Radialspalten 3, wobei die Entfernung a der Achse lo der linken Eintrittszone 8 vom linken Rand 12 des aktiven Eisens mit der Entfernung a' der Achse 11 der rechten Eintrittszone 9 vom rechten Rand 13 des aktiven Eisens identisch ist. In dem gegebenen Fall sind die beiden Entfernungen a und a' gleich 20 0'/ der Gesamtlänge des aktiven Eisens.
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Claims

Patentanspruch: Gaskühlungssystem für das aktive Eisen eines Stators von einer elektrischen Maschine, insbesondere einem Turboalternator mit axialen Kanälen und radialen Spalten, die durch Verspreizung der Blechbündel gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialspalte (3) auf der Länge der Maschine in zwei Eintrittszonen (8, 9) und eine Austrittszone (5) angeordnet sind, wobei die Achse (6) der Austrittszone in der Achse (7) der Gesamtlänge (1Fe des aktiven Eisens untergebracht ist und die Entf ernung (a) der Achse (lo) der linken Eintrittszone (8) von dem linken Rand (12) des aktiven Eisens und die Entfernung (a') der Achse (11) der rechten Eintrittszone (9) vom rechten Rand (15) des aktiven Eisens im Bereich 5 bis 25 % der Gesamtlänge (1Fe) des aktiven Eisens gewählt ist.