Обмотка нереверсивного ротора турбогенератора с газовым охлаждением Советский патент 1983 года по МПК H02K3/22 H02K3/24 

Изобретение относится к электромаш ностроению, в частности к устройствам газового охлаждения крупных турбогенер торов. Извест щ обмотка ротора турбогенератора с газовым охлаждением, в которой применяются катушки, состояпше из полых проводников с внутренними охлаждающими каналами. В районе лобовых частей указанные катушки отделены друг от друга дистанпионными распорками таким образом, что между поверхностя ми соседних катушек и соседних распорок образуются радиально ориетированны полости, через которые происходит подача газа к входным окнам и отвод газа от выходных окон. Входные и выхо окна выполнены в боковых гранях проводников l . Недостаток конструкции состоит в том что не обеспечивается равномерное газоснабжение отдельных параллельных вёт вей вентиляционной системы, вследствие чего и нагрев обмотки характеризуется .су1аестве1шой неравномерностью. Известна также обмотка нереверсивного ротора турбогенератора с газовым охлаждением, содержащая катушкЕг с пазовыми И лобовыми частями, имеющими прямолинейные и дуговые участки, состоящие из проводников прямоугольного .с внутрешпши охлаждающими каналами и разделенные в зоне лобовых частей дистанционными распорками с образованием между поверхностями соседних катушек и соседних распорок радиаль ных полостей, вход и выход которых рас положен ниже уровня катушек, причем прямолинейные участки проводников катушек имеют входные и выходные окна, соединяющие радиальные полости с внутренними охлаждакадими каналами, а указанные окна у половины прямопинейных участков, раслопоженных по одну сторону от продольной оси катушек, выполнены на набегакядей стороне Т2 . . -j В такик обмотках входные и выходные йГна в проводниках, принадлежащих двуй половинам одной и той же катушки, симме-р ричны относительно продольной оси катуш и, однако условия при входе газа в эти геометрически одинаковые каналы (и при выходе из них) различаются в, зависимос ти от ориентаиии входных (выходных) окон относительно направления вращения. Физическая природа указанных различий обусловлена действием сил Кориотгаса на поток газа, перемещающийся во вращаю щихся радиальных полостях, В таких указанный эффект проявляется в воз- . Шпсновении поперечного градиента давления в канале, причем, если направление вектора скорости газа совпадает с направлением дейегвия центробеяшой сипы, т. ёГ поток движется от оси вращения к периферии, то на набегавлцей стенке канала давление повышается, а на сбегающей - понижается по сравнению с исходным. Недостатком известной конструкции является увеличение действующего напора и, следовательно, увеличение расхода одних каналах и уменьшение в других, с чем связана неравнсалерность нагрева симметричных полукатушек ротора . Цель изобретения - повышение эффективности охяаждения путем устранения неравномерности нагрева полу катушек ротора вследствие неравномерного их газоснабжения, обусповленного различи-t ями условий входа и выхода газа в ок-, на, расположенные на набегающих и сбегающих гранях проводников. Указанная цель достигается тем, что в обмотке нереверсивного ротора турбогенератора с газовым охлаждением, содержащей катушки с пазовыми и лобовыми частями, имеющими прямолинейные |И дуговые участки, состоящие из про-водников прямоугольного сечения с внутренними ох;: аждаю11шмв каналами и разделенные в зоне лобовых частей дистанционными распорками с образованием между поверхностями соседних катушек и соседних распсфок радиальных полостей, вход и выход которых расположен, ниже уровш катушек, причем прямолинейные уча;стки проводников isarymeK имеют входные я выходные ожна, соединяющие радиальные полости с внутренними охлаждающими каналами, а указанные окна у половины ррямолиней1шх участков, расположенных по одну сторону от прЪдольной оси катущек, выпонены на набегаюшей стсфоне, входные И выходные окна у остальных прямолинейных участков по другую сторону от продольной оси катушек также расположены на набегающей стороне. На фиг. 1 показаны лобовые части обмотки не|эеверсивного ротора турбогенератора с газовым охлаждением, вид сверху; на фиг. 2 - обмотки ротора в лобовых частях, продольный разрез. Обмотка ротора состоит из катушек 1. Катушки 1 содержат полые провоф1ики с внутренними охлаждахшшмн каналами 2. Боковые грани проводников имеют набегающие 3 в сбегающие 4 стороны. Набегающие грани 3. проводников снабжены входными 5 и выходными 6 окнами. Катушки 1,.. разделены в зоне лобовых частей дистанционными распорками 7. s

; Поверхности соседних катушек и соседних

,распорок образуют радиальные полости 8.

с . На чертеже стрелками показано направление действия сил Кориолиса (F ) на газовый поток в зоне входных и выход-10 Еых окон и направление потока газа (р) в каналах обмотки. Точкой обозначено

i направление потока газа к нам, крестом от нас. .

Подача газа в радиальные полости 15 идет в направлении от оси вращения, а отвод газа - к оси врашения, т. е. входы в рад(1епьш ге полости и выходы из ашх расзюагожены ближе к оси врашения чем ходные и выходные окна.20

От источника давления газ подается в радиальные полости, попадает во входные окна, проходит через внутренние ох- ;

лаждаюшие каналы, выходит из выхооных окон, а затем и из радиальных полостей. Во входных и выходных окнах дополнительная сила Кориолиса одинаково ориентирована с направлением действия основного источника давления. При этом достигается максимальная скорость газа в охлаждающих каналах, принадлежаших обеим полу катушкам. В итоге обеспечивается одинаковое значение минЕС мальной температуры в обеих полукатушках. ..

Применение предлагаемой конструкции позволяет снизить температуру в лобовых частях обмотки ротора на 2О-4О С по сравнению с известной.

Технико-экономический эффект предложения обеспечивается от одинакового значения минимальной температуры в обеих попукатушках ротора, что ведет к сохранению изолягога и обеспечивает по вышение надежности обмотки ротора турбогенератора при эксплуатапии.

ОБМОТКА :ШРЕВЕРСИВНбГО РСПГОРА ТУРБОГЕНЕРАТОРА С ГАЗОВЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ, содержащая катушетс па выми и лобовыми частями, имеюишмя гфямояинейные и дуговые участки, состоящие из проводник прямоугольного сечения с вп ренними охлаждающими канапами и разделенные в зоне лобовых частей дкстанцноннымн распорками с образсжаннем между потерхностями соседнюс катушек и соседних распорок радиальных полостей, вход и выход которых располо(жен ниже уровня катушек, причем . срямотшейные участки проводников катушек имеют входные и выходные окна, соединяющие радналыше полости с внутренними сяспаждаюшшми каналами, а указанныеокна у половины прямолинейных участков, расположенных по одну сторону от- продольной оси катушек, выполне- ны на набегающей стороне, отличающаяся тем, что, с пелью повышения эффективности охлаждения, вход(Л ные и выходные окна у остальных прямолинейных ;участков по другукц, сторону от продольной оси катушек также расположены на набегающей стороне. 555 J у ч 1 i4.v L . .. /- -ч - - - ,xji.L-.. y

6666 II/

Фиг,1