ГИДРОГЕНЕРАТОР ВЕРТИКАЛЬНОГО ИСПОЛНЕНИЯ ПОДВЕСНОГО ТИПА Российский патент 1995 года по МПК H02K5/16 

Изобретение относится к электромашиностроению, а именно к вертикальным гидрогенераторам с большой скоростью вращения, в компоновке которых предусмотрено в центральной части верхней крестовины, т.е. в ее масляной ванне, размещение сегментов направляющего подшипника и подпятника с общими для них секциями маслоохладителя [1]
В такой компоновке гидрогенератора при малых радиальных размерах ротора и статора центральная часть верхней крестовины со своими стыковыми плитами при проекции вертикальной оси покрывает место размещения полюсов на роторе и место размещения стержней обмотки статора. При необходимости ремонта полюсов и обмотки статора в таких генераторах приходится производить значительный объем работ в условиях ГЭС по съему верхней крестовины и размещаемых на ней других узлов. Затем после ремонта полюсов и обмотки статора опять снятая верхняя крестовина, детали и узлы, находящиеся на ней, снова надо устанавливать и крепить на свое штатное место. На это уходит достаточно много времени, что удлиняет сроки ремонта и ввода генератора в строй, приводит к недовыработке электроэнергии.

Наиболее близким к изобретению является вертикальный гидрогенератор, содержащий ротор с полюсами, статор, верхнюю крестовину с дисками, соединенными ребрами жесткости [2]
Недостаток этого решения состоит в неудобстве проведения монтажно-сборочных и ремонтных операций.

Цель изобретения повышение удобства проведения монтажно-сборочных и ремонтных операций при сохранении прочности и обеспечение охлаждения подшипника и подпятника.

Цель достигается за счет того, что в известном гидрогенераторе вертикального исполнения подвесного типа, содержащем ротор, статор, маслоохладители, верхнюю крестовину и опорные узлы, окна в верхнем и нижнем дисках крестовины выполнены в местах сдвига, например, одного тангенциального ребра в сторону вертикальной оси генератора.

Технический эффект достигается за счет того, что в предлагаемой конструкции за счет применения более короткого тангенциального ребра, размещенного ближе к оси генератора, появляется возможность выполнения окон в верхнем и нижнем дисках по оси расположения полюсов.

Таким образом задача по ремонту (выему и установке) обмотки статора и полюсов может быть решена без съема верхней крестовины, если предусмотреть наряду с выполнением монтажных окон в верхнем и нижнем дисках крестовины несимметричное (нечетное) расположение маслоохладителей, при одновременном сдвиге (размещении) одного из тангенциальных ребер центральной части за пределы внутренней кромки монтажных окон, т.е. оси генератора, а размеры монтажных окон таким, что через них можно вынуть или опустить полюс и стержни обмотки, для чего достаточно подвести ремонтируемый полюс путем поворота ротора на ось вышеупомянутого окна.

На фиг. 1 изображена часть вертикального гидрогенератора, т.е. верхняя крестовина с совмещенными направляющим подшипником, подпятником и общим маслоохладителем; на фиг.2 то же, поперечный разрез (в уменьшенном масштабе), где видно сверху смещение тангенциального ребра в сторону оси генератора, а также расположение монтажных окон; на фиг.3 гидрогенератор, разрез крестовины по монтажному окну.

Верхняя крестовина 1 выполнена в виде лучевой конструкции. К ее центральной части 2 присоединены лапы 3. Центральная часть 2 состоит из нижнего диска 4, цилиндра 5, ребер 6 и верхнего диска 7. Упомянутые детали скреплены между собой тангенциальными ребрами 8 и 9. Ребра 6 с внешней стороны соединены со стыковыми плитами 10.

Из фиг. 3 видно, что в центральной части крестовины 1 данной компоновки гидрогенератора установлены совместно, в одной масляной ванне, сегментный подшипник 11 и сегментный подпятник 12. Подшипник 11 и подпятник 12 с целью снижения потерь от трения охлаждают общими маслоохладителями 13, встроенными и закрепленными в специальных окнах, выполненных в тангенциальных ребрах 8. Для удобства эксплуатации (выем, ремонт, регулирование и др.) маслоохладители 13 могут быть частично отключены, так как предусматривается их параллельное подключение к общей водяной магистрали.

В связи с тем, что данная компоновка гидрогенератора (фиг.3) имеет малые радиальные размеры согласно электромагнитному расчету, то полюса 14 с обмоткой возбуждения и стержни обмотки 15 статора 16 расположены максимально близко к оси ротора 17, выем полюсов 14 и обмотки 15 при их ремонте потребует укрупненной разборки и съема верхней крестовины 1. Это значительно увеличивает сроки ремонта, время простоя гидроагрегата и недовыработку за счет этого электроэнергии.

Этот недостаток можно устранить, если в одном из участков между ребрами 6 вместо ребра 8 установить более короткое ребро 9, максимально приблизив его к цилиндру 5 на допустимое расстояние, необходимое для удобства монтажа подшипника 11 и подпятника 12, а также обеспечить удобство эксплуатации. Тогда данный сдвиг ребра 9 позволит выполнить монтажные окна 18 в нижнем диске 4 и в верхнем диске 7 окно 19. Через окна 18 и 19 можно вынуть при необходимости ремонта любой полюс 14, а, подведя его на ось окна, путем поворота ротора, за ним и стержни обмотки 15, предварительно удалив часть верхнего воздухоразделяющего щита 20 (см. фиг.3).

Так как ребро 9 установлено со смещением в сторону цилиндра 5, то по условиям теплового расчета можно в одном из участков не ставить маслоохладитель. После производства необходимых ремонтных работ монтажные окна 18 и 19 закрывают заглушками 21 и 22 с целью исключения рециркуляции охлаждающего воздуха (стрелки А, Б).

На основании изложенного при данной компоновке гидрогенератора решаются задачи совмещенного расположения подшипника и подпятника непосредственно в центральной части крестовины, обеспечивается удобство монтажа и ремонтных операций во время эксплуатации. Эти мероприятия обеспечиваются применением монтажных окон 18 и 19, выполняемых за счет асимметричного расположения ребра 9 жесткости, закрепленного со сдвигом в сторону цилиндра 5 и вертикальной оси генератора и применения нечетного количества маслоохладителей 13.

Использование изобретения: электромашиностроение. Сущность изобретения: гидрогенератор содержит ротор, статор, маслоохладители. Верхняя крестовина имеет диски и радиальные и тангенциальные ребра. Окна в верхнем и нижнем дисках крестовины выполнены в местах сдвига по меньшей мере одного тангенциального ребра в сторону вертикальной оси генератора. 3 ил.

ГИДРОГЕНЕРАТОР ВЕРТИКАЛЬНОГО ИСПОЛНЕНИЯ ПОДВЕСНОГО ТИПА, содержащий ротор, статор, маслоохладители, верхнюю крестовину, имеющую верхний и нижний диски, и радиальные ребра, отличающийся тем, что между радиальными ребрами расположены тангенциальные рабра и по меньшей мере одно из тангенциальных ребер сдвинуто в сторону вертикальной оси генератора по сравнению с другими тангенциальными ребрами, а в дисках в местах упомянутого сдвига выполнены окна.