用于汽輪發(fā)電機端部的蒸發(fā)冷卻式金屬屏蔽的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于汽輪發(fā)電機端部的蒸發(fā)冷卻式金屬屏蔽，包括內(nèi)層屏蔽板和外層屏蔽板，所述內(nèi)層屏蔽板和外層屏蔽板之間為盛放冷卻液的內(nèi)空腔，所述內(nèi)空腔的兩側(cè)設(shè)有內(nèi)壁和外壁；所述內(nèi)空腔沿截面橫向設(shè)有隔板，所述隔板將所述內(nèi)空腔分隔為上半周空腔和下半周空腔，所述上半周空腔沿截面縱向設(shè)有擋板，所述擋板將所述上半周空腔分隔為上左空腔和上右空腔。金屬屏蔽采用自冷卻方式，結(jié)構(gòu)簡單、無輔助設(shè)備，便于應(yīng)用和實現(xiàn)金屬屏蔽的冷卻。
【專利說明】用于汽輪發(fā)電機端部的蒸發(fā)冷卻式金屬屏蔽
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電氣工程領(lǐng)域，具體涉及一種用于汽輪發(fā)電機端部的蒸發(fā)冷卻式金屬屏蔽。
【背景技術(shù)】
[0002]在電氣工程領(lǐng)域中，發(fā)電機的端部漏磁場是一種常見的潛在性安全隱患，漏磁會使發(fā)電機端部金屬結(jié)構(gòu)件中感應(yīng)出渦流，引起端部構(gòu)件的發(fā)熱。尤其是端部出現(xiàn)的集中漏磁，極易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)件的局部過熱，嚴重時甚至可能會危及發(fā)電機的安全運行。
[0003]裝設(shè)于發(fā)電機端部壓圈的外部的金屬屏蔽作為抵制端部漏磁的構(gòu)件，可有效防止結(jié)構(gòu)件的局部過熱現(xiàn)象。由于發(fā)電機端部的金屬屏蔽厚度較薄，體積較小，由于端部漏磁的渦流較大，其單位體積內(nèi)損耗遠遠大于其他結(jié)構(gòu)件，因此會引起發(fā)電機端部金屬屏蔽的溫升過高、金屬屏蔽發(fā)熱嚴重，現(xiàn)有金屬屏蔽為實心結(jié)構(gòu)，無法在內(nèi)部進行自冷卻，現(xiàn)有金屬屏蔽緊靠外部冷卻使得金屬屏蔽冷卻不充分，金屬屏蔽的冷卻效果不夠理想，尤其對于大容量的發(fā)電機，金屬屏蔽的冷卻效果差，端部的漏磁問題得不到有效解決，同時也影響金屬屏蔽的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種用于大容量汽輪發(fā)電機端部的蒸發(fā)冷卻式金屬屏蔽，采用蒸發(fā)冷卻方式，通過金屬屏蔽內(nèi)空腔的隔式結(jié)構(gòu)，使冷卻液對大容量發(fā)電機端部的金屬屏蔽件進行循環(huán)式自冷卻。
[0005]本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案為:一種用于汽輪發(fā)電機端部的蒸發(fā)冷卻式金屬屏蔽，包括內(nèi)層屏蔽板和外層屏蔽板，所述內(nèi)層屏蔽板和外層屏蔽板之間為盛放冷卻液的內(nèi)空腔，所述內(nèi)空腔的兩側(cè)設(shè)有內(nèi)壁和外壁；所述內(nèi)空腔橫向設(shè)有隔板，所述隔板將所述內(nèi)空腔分隔為上半周空腔和下半周空腔，所述上半周空腔縱向設(shè)有擋板，所述擋板將所述上半周空腔分隔為上左空腔和上右空腔。
[0006]所述屏蔽板和所述隔板加工為一體式結(jié)構(gòu)。
[0007]所述屏蔽板和所述擋板加工為一體式結(jié)構(gòu)。
[0008]所述內(nèi)層屏蔽板的厚度為4_8mm。
[0009]所述外層屏蔽板的厚度為4_8mm。
[0010]所述內(nèi)空腔的厚度為4_6mm。
[0011]所述內(nèi)壁的厚度為l_2cm。
[0012]所述外壁的厚度為8-10cm。
[0013]所述屏蔽板的橫截外表面列陣分布有金屬凸。
[0014]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:
[0015]1、金屬屏蔽采用自冷卻方式，結(jié)構(gòu)簡單、無輔助設(shè)備，便于應(yīng)用和實現(xiàn)金屬屏蔽的冷卻；[0016]2、蒸發(fā)冷卻的冷卻方式有助于及時帶走由于端部漏磁導(dǎo)致發(fā)電機金屬屏蔽感生渦流所產(chǎn)生的熱量，冷卻效果明顯，保證大型同步發(fā)電機的安全、可靠運行；
[0017]此外本發(fā)明所采用的金屬屏蔽表面凸起結(jié)構(gòu)也增強了金屬屏蔽的散熱效果，使得冷卻氣體流經(jīng)金屬屏蔽表面時，更多地帶走金屬屏蔽產(chǎn)生的熱量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時，能夠更完整更好地理解本發(fā)明。此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。
[0019]圖1為本發(fā)明用于汽輪發(fā)電機端部的蒸發(fā)冷卻式金屬屏蔽的主視示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明用于汽輪發(fā)電機端部的蒸發(fā)冷卻式金屬屏蔽的A-A剖視放大圖；
[0021]圖3為本發(fā)明用于汽輪發(fā)電機端部的蒸發(fā)冷卻式金屬屏蔽的表面金屬凸示意圖；
[0022]圖4為本發(fā)明用于汽輪發(fā)電機端部的蒸發(fā)冷卻式金屬屏蔽的表面漏磁分布圖。
[0023]圖中:11、內(nèi)層屏蔽板12、外層屏蔽板13、內(nèi)壁14、外壁2、內(nèi)空腔211、上左空腔212、上右空腔22、下半周空腔31、上層冷卻液32、下層冷卻液4、隔板5、擋板6、金屬凸。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細的說明。
[0025]如圖1-3所示的用于汽輪發(fā)電機端部的蒸發(fā)冷卻式金屬屏蔽，裝設(shè)在發(fā)電機端部壓圈的外部。包括內(nèi)層屏蔽板11和外層屏蔽板12，內(nèi)層屏蔽板11和外層屏蔽板12之間為盛放冷卻液的均勻厚度的內(nèi)空腔2，內(nèi)空腔2的兩側(cè)設(shè)有內(nèi)壁13和外壁14 ;為防止蒸發(fā)冷卻液3積留在金屬屏蔽底部而導(dǎo)致對金屬屏蔽的冷卻不充分，內(nèi)空腔2沿截面橫向設(shè)有隔板4，將內(nèi)空腔2分隔為上半周空腔和下半周空腔22，使得內(nèi)空腔2不具有單連通域特性，使得蒸發(fā)冷卻液3也分為上層冷卻液31和下層冷卻液32對整個金屬屏蔽進行冷卻。
[0026]上半周空腔21沿截面縱向設(shè)有擋板5，將上半周空腔分隔為上左空腔211和上右空腔212，防止由安裝過程中使得上半周空腔21底部和隔板4的微小傾斜造成上半周空腔21的上左空腔211 (上右空腔212)中的蒸發(fā)冷卻液31在相變后過多地進入上右空腔212(上左空腔211)，有效地避免了上層冷卻液31因兩側(cè)不等量造成的金屬屏蔽失衡及冷卻不均勻等現(xiàn)象。作為一種較佳實施例，內(nèi)層屏蔽板11、外層屏蔽板12、內(nèi)壁13、外壁14、隔板4和擋板5為同一種材料的一體式加工，材料優(yōu)選為高電導(dǎo)率的金屬銅或鋁。
[0027]屏蔽板I的內(nèi)徑小于內(nèi)空腔2的內(nèi)徑，屏蔽板I的外徑大于內(nèi)空腔2的外徑，屏蔽板的內(nèi)壁13厚度為l_2cm,外壁14厚度為8_10cm,內(nèi)層屏蔽板11的厚度為4_8mm,夕卜層屏蔽板12的厚度為4-8mm，內(nèi)空腔2的厚度為4_6mm。
[0028]外壁14之所以比內(nèi)壁13厚，是因為外壁上需設(shè)有螺釘，要保證足夠的強度將屏蔽板固定在汽輪發(fā)電機端部的壓圈上。
[0029]首先在金屬屏蔽的內(nèi)空腔內(nèi)注入一定量的蒸發(fā)冷卻液，上半周空腔和下半周空腔22的冷卻液上下不貫通，分別對金屬屏蔽進行分區(qū)局部冷卻，金屬屏蔽內(nèi)壁13處的冷卻液受熱達到冷卻液體的沸點，冷卻液發(fā)生相變，由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)；相變后的冷卻液由發(fā)電機金屬屏蔽內(nèi)空腔的底部向頂部方向流動。由圖4可知，金屬屏蔽外壁14的溫度較內(nèi)內(nèi)壁13處低，當(dāng)蒸發(fā)的氣體流至金屬屏蔽空腔頂部時，在空腔頂部與金屬屏蔽外圓接觸的蒸發(fā)氣體遇冷凝結(jié)為液態(tài)液珠，凝結(jié)為液態(tài)的冷卻介質(zhì)受重力作用由空腔的頂部回流到空腔的底部。重復(fù)上述過程，冷卻液起到了對發(fā)電機端部金屬屏蔽的循環(huán)冷卻作用。
[0030]蒸發(fā)冷卻式金屬屏蔽的橫截外表面設(shè)有沿著圓周等間距列陣分布金屬凸6，增加了金屬屏蔽的表面散熱效果，使得冷卻氣體流經(jīng)金屬屏蔽表面時，更多地帶走金屬屏蔽產(chǎn)生的熱量。金屬凸6可為半圓凸、圓臺凸或其他任意可以有效增加散熱面積的合理形狀。
[0031]如上所述，對本發(fā)明的實施例進行了詳細地說明，顯然，只要實質(zhì)上沒有脫離本發(fā)明的發(fā)明點及效果、對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的變形，也全部包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于汽輪發(fā)電機端部的蒸發(fā)冷卻式金屬屏蔽，其特征在于，包括內(nèi)層屏蔽板和外層屏蔽板，所述內(nèi)層屏蔽板和外層屏蔽板之間為盛放冷卻液的內(nèi)空腔，所述內(nèi)空腔的兩側(cè)設(shè)有內(nèi)壁和外壁；所述內(nèi)空腔橫向設(shè)有隔板，所述隔板將所述內(nèi)空腔分隔為上半周空腔和下半周空腔，所述上半周空腔縱向設(shè)有擋板，所述擋板將所述上半周空腔分隔為上左空腔和上右空腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于汽輪發(fā)電機端部的蒸發(fā)冷卻式金屬屏蔽，其特征在于，所述屏蔽板和所述隔板加工為一體式結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于汽輪發(fā)電機端部的蒸發(fā)冷卻式金屬屏蔽，其特征在于，所述屏蔽板和所述擋板加工為一體式結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于汽輪發(fā)電機端部的蒸發(fā)冷卻式金屬屏蔽，其特征在于，所述內(nèi)層屏蔽板的厚度為4-8mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于汽輪發(fā)電機端部的蒸發(fā)冷卻式金屬屏蔽，其特征在于，所述外層屏蔽板的厚度為4-8_。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于汽輪發(fā)電機端部的蒸發(fā)冷卻式金屬屏蔽，其特征在于，所述內(nèi)空腔的厚度為4-6mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于汽輪發(fā)電機端部的蒸發(fā)冷卻式金屬屏蔽，其特征在于，所述內(nèi)壁的厚度為l_2cm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于汽輪發(fā)電機端部的蒸發(fā)冷卻式金屬屏蔽，其特征在于，所述外壁的厚度為8-10cm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于汽輪發(fā)電機端部的蒸發(fā)冷卻式金屬屏蔽，其特征在于，所述屏蔽板的橫截外表面列陣分布有金屬凸。
【文檔編號】H02K5/20GK103595173SQ201310525200
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】李偉力, 王立坤, 霍菲陽, 焦曉霞, 周封 申請人:北京交通大學(xué)