Генератор электрического тока с разомкнутой системой газового охлаждения
Владельцы патента RU 2303324:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уфимский государственный авиационный технический университет (RU)
Изобретение относится к области электротехники и энергомашиностроения и может быть использовано при производстве генераторов электрического тока и иных нуждающихся в охлаждении электрических машин. Технический результат, достигаемый от использования изобретения, состоит в обеспечении энергосбережения и ресурсосбережения при производстве и эксплуатации генераторов электрического тока с газовым охлаждением, а также повышение надежности их работы. Сущность изобретения состоит в том, что в генераторе электрического тока с разомкнутой системой газового охлаждения, состоящем из корпуса статора, ротора и статора, согласно изобретению, внутри корпуса статора на концах пакета стали статора установлены непроницаемые для газа перегородки, между которыми размещены перегородки с отверстиями, на внешней поверхности корпуса статора установлен коллектор отвода газа, а на его концах установлены коллекторы подачи газа. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к энергомашиностроению и может быть использовано при производстве генераторов электрического тока и иных нуждающихся в охлаждении электрических машин.
Известны конструкции генераторов электрического тока с газовым охлаждением, которые состоят из ротора, статора, корпуса статора, газоохладителей, встроенных в корпус статора, и двух вентиляторов, установленных внутри корпуса статора на концах вала ротора [Титов В.В., Хуторецкий Г.М. и др. Турбогенераторы. - Л.: Энергия, 1967. - С.13-50, 55-56]. В этих генераторах электрического тока приняты радиальная многоструйная и радиальная вытяжная замкнутые циркуляции охлаждающего газа.
Недостатками этих конструкций генераторов электрического тока с замкнутой системой газового охлаждения являются неэффективное охлаждение тепловыделяющих элементов их конструкций (сердечника статора, обмоток статора и ротора), потребность в теплообменниках-газоохладителях и в насосах для перекачивания воды через них, затраты энергии на привод вентиляторов и насосов, что утяжеляет конструкцию турбогенераторов с газовым охлаждением, делает их эксплуатацию менее надежной и менее длительной, более сложной и дорогостоящей.
Известна конструкция генератора электрического тока с замкнутой системой газового охлаждения, которая состоит из ротора, статора, корпуса статора, газоохладителей, встроенных в корпус статора, и вентиляторов, установленных на валу ротора [авторское свидетельство СССР №568117, МКИ Н02К 9/08, опубл. 12.09.1977. Бюл. №29]. При этом для повышения эффективности охлаждения сердечник статора вместе с пространством между ним и корпусом статора разделен на четное число секторов, поочередно сообщающихся с камерами разрежения и нагнетания вентиляторов.
Недостатками этой конструкции генератора электрического тока с замкнутой системой газового охлаждения являются неэффективное охлаждение тепловыделяющих элементов их конструкции (сердечника статора, обмоток статора и ротора), потребность в теплообменниках-газоохладителях и в насосах для перекачивания воды через них, затраты энергии на привод вентиляторов и насосов, что утяжеляет конструкцию турбогенераторов с газовым охлаждением, делает их эксплуатацию менее надежной и менее длительной, более сложной и дорогостоящей.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является генератор электрического тока с разомкнутой системой газового охлаждения [патент РФ №2173019, 7 Н02К 9/08, 9/10, опубл. 27.08.2001. Бюл. №24]. Он состоит из ротора, статора, корпуса статора, встроенной в корпус статора сопловой решетки с соплами Лаваля и установленной на валу ротора рабочей решетки.
Недостатками генератора электрического тока с разомкнутой системой газового охлаждения - прототипа являются подача газа-охладителя с одного конца генератора, что приводит к большому перемещению ротора по оси, потребность в сопловой решетке с соплами Лаваля и рабочей решетки, что утяжеляет конструкцию турбогенератора, делает его эксплуатацию менее надежной и менее длительной, более сложной и дорогостоящей.
Техническим результатом заявляемого изобретения является энерго- и ресурсосбережение при производстве и эксплуатации генераторов электрического тока с разомкнутой системой газового охлаждения, повышение длительности и надежности их работы.
Технический результат достигается тем, что в генераторе электрического тока с разомкнутой системой газового охлаждения, состоящем из корпуса статора, ротора, статора, в отличие от прототипа внутри корпуса статора на концах пакета стали статора установлены непроницаемые для газа перегородки, между которыми размещены перегородки с отверстиями, на внешней поверхности корпуса статора установлен коллектор отвода газа, а на его концах установлены коллекторы подачи газа.
Кроме того, дополнительно внутри корпуса статора на концах вала ротора могут быть установлены вентиляторы.
Сущность устройства поясняется чертежами. На фиг.1, 2 изображены схемы конструкции генераторов электрического тока.
Устройство на фиг.1 содержит корпус статора 1, внутри которого расположены ротор 2, статор 3, непроницаемые для газа перегородки 4 на торцах пакета стали статора, перегородки с отверстиями 5, а снаружи корпуса статора 1 установлены кольцевые коллекторы подачи газа 6 и кольцевой коллектор отвода газа 7.
Устройство на фиг.2 содержит корпус статора 1, внутри которого расположены ротор 2, статор 3, непроницаемые для газа перегородки 4 на торцах пакета стали статора, перегородки с отверстиями 5 и вентиляторы 8 на концах вала ротора, а снаружи установлены кольцевые коллекторы подачи газа 6, кольцевой коллектор отвода газа 7.
Работает предлагаемый генератор электрического тока с газовым охлаждением следующим образом. Природный газ, поступающий на газораспределительные пункты теплоэлектростанций с избыточным давлением 1,2 МПа и 0,6 МПа [Роддатис К.Ф. Котельные установки. - М.: Энергия, 1977 - с.155], или воздух с избыточным давлением подают через кольцевые коллекторы 6 в пространство, ограниченное корпусом статора 1 и непроницаемыми для газа перегородками 4. Затем природный газ или воздух охлаждают ротор 2 и статор 3 и через отверстия в перегородках 5 их направляют в кольцевой коллектор 7.
Для интенсификации охлаждения лобовой части обмотки статора на концах вала ротора 2 внутри корпуса статора установлены два вентилятора 8 (фиг.2).
Затем природный газ или воздух подают под избыточным давлением к горелкам топок котлов, камер сгорания или в турбодетандер, установленный между генератором электрического тока и горелками топок котлов, камер сгорания.
Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает энерго- и ресурсосбережение при производстве и эксплуатации генераторов электрического тока с газовым охлаждением, повышение надежности и ресурса их работы, так как при использовании разомкнутой системы охлаждения отпадает потребность в газоохладителях и не затрачивается энергия на привод насосов для прокачивания воды через газоохладители, используется тепло, воспринятое в генераторе электрического тока, при внесении в топку котла, камеры сгорания или при расширении охлаждающего газа в турбодетандере, и улучшается охлаждение тепловыделяющих элементов конструкции генератора электрического тока.
1. Генератор электрического тока с разомкнутой системой газового охлаждения, состоящий из корпуса статора, ротора, статора, отличающийся тем, что внутри корпуса статора на концах пакета стали статора установлены непроницаемые для газа перегородки, между которыми размещены перегородки с отверстиями, на внешней поверхности корпуса статора установлен коллектор отвода газа, а на его концах установлены коллекторы подачи газа.
2. Генератор электрического тока с разомкнутой системой газового охлаждения по п.1, отличающийся тем, что дополнительно внутри корпуса статора на концах вала ротора установлены вентиляторы.
