Трубчатый бак трансформатора Советский патент 1982 года по МПК H01F27/02 

(5) ТРУБЧАТЫЙ БАК ТРАНСФОРМАТОРА

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в ч производстве силовых трансформаторов с естественным охлаждением.

Известны трубчатые баки трансфор-i маторов, содержащие ограниченную стенками, дном и крышкой полость для i размещения активной части, заполненную диэлектрической жидкостью, например трансформаторным маслам, и сообщающиеся с полостью охлаждающие трубы -образной формы. Средние участки труб расположены вдоль бака параллельно его оси (вертикально), а концевые участки - в поперечном направлении. Места присоединения концов труб к баку рассредоточены по его периметру в два ряда, один из которых находится в верхней части бака, а другой - под ним (в нижней части бака).

Плотность конвективного теплового потока трубчатого бака определяется .коэффициентом теплоотдачи его стенокj

его труб и разностью температур ме- : таллических поверхностей и охлаждающего воздуха 1 и 2 .

Теплопередача от жидкости в трубах к воздуху осуществляется, как в проти. воточных теплообменных аппаратах, при этом температура воздуха, движущегося вдоль труб вверх, постепенно, иногда значительно, повышается, а температура жидкости, которая опускаtoется rfo трубам, понижается. Таким образом, тепло в нижней части труб от жидкости с пониженной температурой передается более холодному воздуху, а в верхней его части - от горя«5чей жидкости к подогретому воздуху.

Возможность увеличения плотности конвективного теплового потока труб за счет использования максимальной разности температур, когда теплопере20дача осуществляется от жидкости к холодному воздуху по всей их длине, в известных трубчатых баках не используется.

Омень слабо используется также преимущество трубчатых поверхностей, связанное с их более высокой конвективной теплоотдачей конвекцией при поперечном обтекании воздухом, так как у труб известных трубчатых баков горизонтальные участки очень коротки Они расположены у концов труб в местах их присоединения к бакам.

Известен также трубчатый бак для .передачи теплового потока охлаждающему воздуху, имеющий несколько рядо вертикальных С-образных охлаждающих труб, концы которых присоединены к верхней и нижней частям бака, образуя в поперечном сбчении коридорный трубчатый пучок 3 .

Недостатки такой конструкции состоят в том, что охлаждение жидкости происходит, главным образом, в вертикальной наиболее длинной части труб, продольно обтекаемых воздухом, движущимся снизу вверх. При движении воздуха вдоль труб происходит нарастание до определенного значения толщины пограничного слоя, представляющего в данном случае наиболее существенное термическое сопротивление при теплообмене конвекцией. Плотность теплового потока при увеличени термического сопротивления снижается и становится тем меньше, чем выше термическое сопротивление и меньше разность температур. Кроме того, бол шое количество рядов труб ухудшает их теплоотдачу.

Цель изобретения - увеличение поверхностной плотности теплового потока охлаждающих труб за счет повышения эффективности теплоотдачи и температурного напора между маслом в трубах и охлаждающим его наружным воздухом.

Указанная цель достигается тем, 1что в трубчатом баке трансформатора, содержащем ограниченную станками, дном и крышкой полость для размещени активной части, заполняемую .диэлектр ческой жидкостью, например трансформаторным маслом, и сообщающиеся с ней охлаждающие трубы, средний участок которых расположен вдоль стенок бака, а концевые участки - в поперечном к ним направлении так, что отверстия для присоединения труб к баку рассредоточены по его периметру в два ряда, один из которых находится в верхней части стенок бака, а другой - ниже его отверстия для

присоединения к баку верхних концов труб смещены относительно отверстий для присоединения их нижних концов так, что проекция отверстия для присоединения верхнего конца каждой трубы на плоскость, в которой лежат оси отверстий для присоединения нижних концов, находится между отверстием для присоединения своего нижнего конца и отверстием для присоединения нижнего конца соседней трубы.

Кроме того, средний участок охлаждающей трубы выполнен закругленным.

При этом поперечные участки труб наклонены в сторону естественного движения охлаждающей жидкости.

Причем трубчатый бак трансформатора снабжен горизонтальным коллектором, соединяющим средние участки труб.

На фиг. 1, 3 и 5 изображен предлагаемый бак, вид сбоку; на фиг. 2, k и 6 - то же, вид сверху.

Трубчатый бак трансформатора содержит ограниченную стенками 1 {фиг. 1-6), дном 2 и крышкой 3 полость для размещения в ней активной части трансформатора (магнитопровода и обмоток), заполняемую маслом или другой диэлектрической жидкостью и сообщающиеся с полостью охлаждающие трубы, средний участок Ц которых распо/южен вдоль стенок бака, а концевые участки 5 в поперечном направлении. Отверстия 6 для присоединения концов труб к баку рассредоточены по периметру бака в два ряда, один из которых расположен в верхней части бака, а другой ниже первого.

Для увеличения поверхностной плотности теплового потока охлаждающих труб отверстия 6 для присоединения к баку верхних концов труб смещены относительно отверстий 6 для присоединения их нижних концов так, что проекция 7 (фиг. 1, 3 и 5) отверстия для присоединения верхнего конца каждой трубы на плоскость, в которой расположены отверстия присоединения нижних концов, находится между отверстием для присоединения своего нижнего конца и отверстием для присоединения нижнего конца соседней трубы. Средний участок Ц охлаждающих труб выполнен закругленным, причем длина его не больше длины поперечного участка 5 (фиг. l-t). Трубчатый бак трансформатора может быть снабже горизонтальным коллектором 8, в вид охватывающей бак трубы или отрезков трубы, в которые врезаны поперечные участки 5 охлаждающих труб. Концы отрезков горизонтального коллектора 8 герметично закрыты заглушками (не показаны). Для лучшего продвижения охлаждае мого в трубах масла их поперечные участки 5 (фиг. 3-6) наклонены в сторону его естественного движения. При эксплуатации трансформатора его активная часть отдает тепло омы вающему ее маслу. Нагретое масло, имеющее меньший удельный вес, поднимается в верхнюю часть бака и поступает в верхние поперечные участки 5 охлаждающих труб и, протекая по ним, охлаждается. Охлажденное в трубах масло через нижние поперечны (горизонтальные) участки 5 поступае в бак, в его среднюю и нижнюю части Циркуляция масла, таким образом, поддерживается за счет нагрева его активной частью в баке и охлаждения воздухом, омывающим охлаждающие тру бы снаружи. Благодаря тому, что большая часть длины охлаждающих труб расположена горизонтально (поперечные участки 5 и в верхнем ряду смещены относитель-ио тех же участков в нижнем ряду, обеспечивается высокая эффективность теплоотдачи. Вертикальные потоки воз духа, подогретого при омывании нижних поперечных (горизонтальных)участ ков, поднимаясь проходят между поперечными участками верхнего ряда, давая тем самым возможность также и поперечным участкам верхнего ряда омываться потоками неподогретого воздуха. Формула изобретения 1. Трубчатый бак трансформатора, (содержащий ограниченную стенками, дном и крышкой полость для размещения активной части, заполняемую ди- электрической жидкостью, например трансформаторным маслом, и сообщающиеся с ней охлаждающие трубы, сред|ний участок которых расположен вдоль стенок бака, а концевые участки в поперечном к ним направлении так, что отверстия для присоединения труб к баку рассредоточены по его периметру в два ряда, один из которых находится в верхней части стенок бака, а другой - ниже его, отличающийся тем, что, с целью увеличения поверхностной плотности теплового потока охлаждающих труб за смет повышения эффективности теплоотдачи и температурного напора между маслом в трубах и охлаждающим его воздухом, отверстия для присоединения к баку верхних концов труб смещены относительно отверстий для присоединения их нижних концов так, что проекция отверстия для присоединения верхнего конца каждой трубы на плоскость, в которой лежат оси отверстий для присоединения нижних Концов, находится между отверстием для присоединения своего нижнего конца и отверстием для присоединения нижнего конца соседней трубы. 2.Трубчатый бак по пп 1, о т лишающийся тем, что средний участок охлаждающей, трубы выполнен закругленным. 3.Трубчатый бак по пп 1 и 2, отличающийся тем, что поперечные участки труб наклонены в сторону естественного движения охлаждающей жидкости. Ц, Трубчатый бак по пп. 1-3, отличающийся тем, что он снабжен горизонтальным коллектором, соединяющим средние участки труб . Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1.Тихомиров П.М. Расчет трансорматоров. Энергий, 1976, с. .Готтер Г. Нагревание и охлажение электрических машин. Пер. с ем. М.-Л., Госэнергоиздат, 1965, . 315. 3.Голунов A.M. и Сещенко К.С. хлаждающие устройства масляных рансформаторов. М.-Л., Энергия, Э7..с. 28-3.

ч

т

т

f

f

(

f

x

.f