Испарительная система охлаждения роторов турбогенераторов Советский патент 1959 года по МПК H02K9/20 

Известно, что при создании турбогенераторов мощностью не,;колько сотен тысяч киловатт возникают большие затруднения, связанные с необходимостью обеспечить достаточно интенсивное охлаждение ротора и статора турбогенератора, так как при повышении мошности машины требуется соответственно увеличивать съем тепла с единицы поверхности ее активных частей.

Принятая в настояш ее время водородная система охлаждения может быть применена в турбогенераторах мощностью до 300-320 мсвт. При дальнейшем повышении мощности необходимо переходить на испарительную систему охлаждения с подачей легкоиспаряющейся жидко,сти непосредственно к обмотке ротора. Соприкасаясь непосредствен 1о с медью, эта жидкость будет испаряться и отводить тепло, выделяющееся в обмотке. При такой системе охлаждения коэффициент теплоотдачи с поверхности меди возрастает в сотни раз по сравнению с обычным охлаждением и может достигать 10000-30000 - --

Охлаждающая жидкость, применяемая при испарительной cncTe.ie охлаждения, должна удовлетворять определенным требованиям: температура кипения ее не должна превосходить допустимые значения перегревов для существующих классов изоляции, она должна быть инертна по отношению к металлам, иметь высокую диэлектрическую прочность и большую скрытую теплоту парообразования.

В предлагаемой системе в качестве такой жидкости используется дихлорметан (CH2C,l2). Температура кипения дихлорметана при атмосферном давлении -)-40°С, скрытая теплота парообразования равна

КК1Л

о7,2 . Дихлорметан очень устойчив по отношению к кислотам, шелочам, металлам и нерастворим в воде; он не действует на медь и латукь. Дихлорметан обладает высокой диэлектрической прочностью как

П- час..гра(.

№ 120581

в жидкой, так и в парообразно фазе. Для охлаждения обмотки ротора турбогенератора мощностью 500 мгвг нотребуется подавать в ротор около 6,5 кг дихлорметана в 1 сек.

Кроме того, предлагаемая .система обеспечивает подвод охлаждающей жидкости к обмотке ротора и отвод от нее образующего пара при ПОМОН1И подпазовых каналов, которые подразделяются аксиальным перегородками а .две части, 3 котор 5 х часть пред азначена для подачи о.хлаждаюн1,ей жидкости к обмотке, а верхняя - для отвода от нее пара.

На фиг. 1 приведеп иродол пый разрез ротора турбогенератора с нрел.. агаемой иcнapитeльнo системой охлажде ия; на фиг. 2 - ь/скиз паза ротора.

В ротор турбоге ератора охлаждающая жидкость подается через отвер;:тпя / в его валу, затем поступает в коллектор 2 н отт)да распределяется но нижней части 5 подпазовых каналов. Верхняя часть 4 подпазовых каналов служит для обратного прохождения парообразного агента. Части 3 и 4 подпазовых каналов отделены друг от друга аксиалы Ь Ми перегородками. К. обмотке ротора охлаждаю цая жидкость подается рав омер| о всей витка. Дихлорметан в пазу занимает пространство 5 (. 2), образов;1 П Оо двумя ряд;.п: . витков 6.

Для того, чтобы устранить соедине ие между собой витков, расиоложе П1Ых в р азиых , отдельные внтки расклинетпз нзолянионными диста пон Ь ми распорками 7, которые уста1 авливаются на расстоянии 150-250 мм друг от . Часть этих распорок, проходя через корпусную изоля 1,ию па паза, доходит до 1ижней части 3 каиалг; с охлаждаемой жидкость о. В распорках 7 сделаны отверст 1я 8 для прохождения жидкости из иижней части подпазового капала к верх им витка.м обмотки. Во всех распорках 7, устаиовле 1ых как в 1 3зовой, так и в лобовой частях обмотки, имеются отверстия 9 для обеспечения возмож ости некоторого неретека п-1я жидкости из одиого отсека в другой. В лобовые соединения охлаждаю т;ая жидкость будет нода 5аться акнм же путе.м через отверстия в межвитковых распорках 10Съем тепла ,с верхних витков будет осупдествляться жидкостью, с остальных витков тепло будет отн 1маться паром, oбpaзyющl cя при кипении жидкости. Этот пар будет в з тесняться из иаза в подпазо) канал, так как юд действием центробежных сил холодная жидкость будет стремиться заполнить пространство у верхних витков- По подпазовым каналам пар будет проходить к лобовым соединениям и оттуда через отвер,стия 1 в це трируюп1ем ко, бандажа в охлад 1тсл, где дихлорметан, ко аде тсируясь, превратится в жидкость.

При примеиеиии предлагаемой системы охлаж. ротор 12 турбогенератора будет вращ.аться в парах дихлорметана, плотность которого в 2.93 раза болыие п.; от 1ости воздуха. Для того, чтобы уменьП1ить потери ia трение ротора о парообразный дихлорметап, в воздуилном зазоре необходимо создат разряжение порядка 0,1 ата. данной системе охлажлеиия обмо кп ротора можно е опаса т с.ч прососов жидкости в зазор, так как там сразу же 1ревратитея в пар.

П р с д м е т и 3 об р е т е я

1. Иепаритель 1ая система ох.чаждения роторов турбо -енератороз с подачей легкоиспаряющейся жидкости иепосредетвенно к обмотке ротора и отводом ее из ротора в пара, о т л и ч а ю HI а я с я тем, что, с целью повыгиения эффективноети охлаждения, в качестве охлаждаю1Цей жи;1кост -1 прил е яетс5 дихлормста.

2.Испарительная система охлаждения по п. 1, в которой испаряющаяся жидкость подводится к обмотке но нодпазовым каналам- отличающаяся тем, что, с целью отделения подводимой охлаждающей жидкости от нагретого пара, каналы подразделены аксиальными перегородками (клиньями) на две части, из которых нижняя используется для подведения жидкости к обмотке, а верхняя - для отвода пара от обмотки.

3.Испарительная система по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что для подачи охлаждающей жидкости из пазовой части обмотки к лобовым соединениям предусмотрены отверстия в дистанционных межвитковых распорках.