|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Основные данные трехфазных гидрогенераторов завода «Электросила»
постоянным током обмотку возбуждения гидрогенератора. В крупных машинах возбудитель нередко заменяют вспомогательным синхронным генератором, который служит как для возбуждения (вместе с ртутными выпрямителями или возбудительными агрегатами, состоящими из двигателя переменного тока и генератора постоянного тока), так и для питания различных двигателей, обслуживающих гидроагрегат, состоящий из турбины и гидрогенератора. По своей конструкции вертикальные гидрогенераторы подразделяются на подвесные и зонтичные (рис. 19-13). В первом случае
Рис Ш-13 Конструктивные схемы вертикальных гидрогенераторов подвесного (с) и зонтичного (б) исполнения / — верхний направляющий подшипник, 2 — нижний направляющий подшипник, 3 — фланец вала, 4 — турбина, 5 — нижняя крестовина, 6 — ротор, 7 — верхняя крестовина, 8 — подпятник, 9 — фундамент, 10 — направляющий подшипник, // — направляющий подшипник турбины, 12 — нижняя крестовина подпятник расположен в верхней части агрегата, на верхней крестовине, и весь агрегат «подвешен» к этой крестовине и к подпятнику. Во втором случае- подпятник находится на нижней крестовине генератора или на крышке турбины и генератор в виде «зонта» расположен над подпятником. При зонтичной конструкции иногда удается снизить высоту агрегата и машинного зала за счет облегчения верхней крестовины и этим уменьшить также вес агрегата и расход материалов. При аварийном отключении гидрогенератора от сети его скорость сильно возрастает, так как быстрое прекращение доступа большой массы воды в турбину невозможно, а подача энергии в сеть прекращается Достигаемая при этом максимальная, так называемая у г о н н а я, скорость может в два и более раз превы-мить номинальную Поэтому механическая прочность машины рассчитывается на эту скорость. С вертикальным валом изготовляются также мощные синхронные двигатели для привода больших гидравлических насосов. Неявнополюсные синхронные машины имеют цилиндрический ротор, выполняемый обычно из массивной стальной поковки. В роторе фрезируются пазы для укладки обмотки возбуждения. Эти машины выпускаются с числом полюсов 2р = 2 и 2р = 4 и имеют поэтому большие скорости вращения (при / = 50 гц соответственно 3000 и 1500 обIмин). Изготовление крупных машин с такими скоростями вращения при явнополюсной конструкции по условиям механической прочности ротора и крепления его полюсов и обмотки возбуждения невозможно. Основными представителями неявнополюсных машин являются турбогенераторы (рис. 19-14), т. е. синхронные генераторы, предназначенные для непосредственного соединения с работающими на тепловых электростанциях паровыми турбинами. В настоящее время большинство турбогенераторов выполняется двухполюсными, так как паровые турбины являются в принципе быстроходными машинами и при больших скоростях вращения их технико-экономические показатели выше. Однако для атомных электростанций с водо-водяными реакторами выпускаются также четырехпо-люсные турбогенераторы. Таблица 19-3 Основные данные турбогенераторов на 50 гц и 3000 об/мин
Основные данные ряда выпущенных в СССР двухполюсных турбогенераторов приведены в табл. 19-3, в которой v означает линейную скорость на поверхности ротора при Рис. 19-14 Турбогенератор с поверхностным водородным охлаждением 30 Мет, 10 500 в, 3000 об/мин 1 — сердечник статора, 2 — сварной корпус статора, 3 — газоохладитель, 4 — наружный щит, 5 — внутреннии щит, 6 — осевой вентилятор, 7 — обмотка статора, 8 — подшипниковый стояк с подшипником, 9 — контактные кольца, 10 — возбудитель, II — выводы обмотки статора, 12 — ротор
Рис. 19-15. Необмотанный ротор турбогенератора мощностью 320 000 кет
нпгтк! > 9" ^пппЦеВаЯ/ЧаСТЬ обмотанного Ротора турбогенератора мощностью 320 000 кет (с лобовыми частями обмотки возбуждения и без бандажа) Роторы турбогенераторов большой мощности (рис. 19-15) изготовляются из цельных поковок высококачественной хромоникеле-вой или хромоникельмолибденовой стали. Однако и при этом предельный диаметр активной части ротора при пн = 3000 об/мин по условиям механической прочности из-за больших центробежных сил не может превышать 1, 20—1, 30 м. В связи с этим роторы мощных машин приходится делать длинными. В то же время увеличение длины ротора ограничено пределом увеличения гибкости и прогиба ротора и пределом связанного с этим увеличения его вибрации. Наибольшая возможная активная длина ротора составляет 1я* 7, 5—8, 5 м. Таким образом, предельные размеры турбогенераторов ограничены возможностями современной металлургии. Поэтому увеличение предельных мощностей турбогенераторов связано с увеличением электромагнитных нагрузок (линейные нагрузки и плотности тока обмоток) и интенсификацией способов охлаждения. Обмотка ротора турбогенератора выполняется в виде концентрических _катушек (рис. 19-16) и закрепляется в пазах (рис. 19-17) немагнитными металлическими клиньями (дюралюминий и т. д.), которые обладают требуемой механической прочностью и воспринимают весьма большие центробежные силы обмотки возбуждения. Немагнитные клинья предотвращают возникновение больших магнитных потоков рассеяния, замыкающихся вокруг лазов через клинья и вызывающих излишнее насыщение зубцов и уменьшение полезного потока, проходящего через воздушный зазор в статор. Примерно одна треть каждого полюсного деления ротора свободна от пааов и составляет так называемый большой зуб. Обмотки ротора имеют миканитовую мли другую изоляцию класса В или F. Лобовые части обмотки ротора закрываются прочным кольцеобразным стальным бандажом (рис. 19-18), рассчитанным на действие центробежных сил лобовых частей обмотки и самого бандажа. Весьма серьезной является проблема охлаждения Tyj)6ore-нератора.
Рис 19 17. Паз ротора турбогенератора завода «Электросила» с внутренним, охлаждением -проводников водородом / — клин, 2 и 7 ~ стек-лотекстолитовые прокладки, 3 — медный проводник, 4 — вентиляционной канал, 5 — витковая изоляция (стеклотекстолит), в — пазовая изоля ционная гильза (стекло? текстолит), 8 — отверстие для забора (выброса) во дорода иа зазора между статором и ротором Турбогенераторы мощностью до 30 тыс. кет выполняются с замкнутой системой воздушного охлаждения, а При Рв 5= 30 тыс. кет воздушная охлаждающая среда заменяется водородом с избыточным давлением около 0, 05 атм во избежание засасывания воздуха через уплотнения и образования гремучей смеси. Применение водорода позволяет усилить съем тепла, повысить мощность при заданных размерах машины и уменьшить вентиляционные потери. Рис. 19-18, Собранный ротор турбогенератора мощностью 320 000 кет В обоих случаях схема вентиляции одинакова (рис. 19-14 и 19-19). Воздух (или водород) при этом Засасывается двумя вентиляторами, установленными по обоим концам вала внутри машины, распределяется по отдельным струям и омывает лобовые части обмоток статрр|; и ротора, стенки радиальных каналов сердечника статора, внешнюю поверхность ротора и внутреннюю поверхность сердечника статора. В центральной части машины холодный воздух по одним группам радиальных каналов сердечника статора проходит от его внешней поверхности к воздушному зазору между Статором и ротором и по другим группам радиальных каналов возвращается к внешней поверхности статора. Пространство между внешней поверхностью сердечника статора и корпусом (кожухом) статора разделено в- осевом направлении стенками, перпендикулярными линии вала, на ряд камер холодного и горячего воздуха. В камеры холодный воздух поступает от вентиляторов, а нагретый воздух из
нижней части машины отводится к водяным охладителям, которые при воздушном охлаждении устанавливаются в фундаменте турбогенератора, а при водородном охлаждении — внутри корпуса машины. Подобная система вентиляции называется многоструйной радиальной. Для лучшего охлаждения ротора на его поверхности протачивают по винтовой линии канавки шириной и глубиной до 5—6 мм (см. рис. 19-16). Создание турбогенераторов с Ра > 150 000 кет требует дальнейшей интенсификации методов охлаждения. При этом идут
Рис. 19-19 Схема замкнутой системы вентиляции турбогенератора I — вентиляторы; 2 — газоохладители; 3 — зоны лобовых частей обмотки статора по пути увеличения давления водорода в корпусе до 3—5 атм, При дальнейшем увеличении мощности (Рн ^ 300 тыс. кет) необходимо перейти к наиболее эффективному способу съема тепла — к внутреннему охлаждению проводников обмоток водородом или водой. Для этой цели применяются полые проводники или в случае охлаждения водородом также проводники с боковыми вырезами для образования вентиляционных каналов (см. рис. 19-17). Водород для охлаждения проводников ротора в турбогенераторах завода «Электросила» забирается через специальные тангенциальные отверстия в клиньях ротора (см. рис. 19-16 и 19-17) и выпускается через такие же отверстия, направленные в обратную сторону и расположенные на другом участке по длине ротора (см. рис. 19-16). Движение водорода по каналам при этом обеспечивается напором, создаваемым в результате вращения ротора. При Рц ^ 500 000 кет иногда переходят к охлаждению полых проводников ротора водой. Обмотки статоров турбогенераторов выполняются с внутренним охлаждением проводников водой при Рн ^ 300 000 (рис. 19-20, на котором видны трубки для подвода и отвода воды у лобовых частей обмотки). Выше указаны номинальные мощности турбогенераторов, при которых необходимо переходить к более интенсивным способам охлаждения, так как в противном случае достижение этих мощностей при наибольших допустимых размерах машины невозможно. Однако переход к более интенсивным способам охлаждения целесообразен и при меньших мощностях, так как это позволяет умень- Рис. 19-20. Статор турбогенератора с двухслойной обмоткой, охлаждаемой водой шить размеры машины, ее вес и стоимость. Этот путь в последнее время и используется на практике. Отметим, что непосредственное охлаждение обмоток водой начинают применять также в мощных гидрогенераторах. Предельная мощность турбогенератора при внутреннем водяном охлаждении ротора составляет 2000—2500 Mem. При переходе к еще большим мощностям необходимо использовать криогенные турбогенераторы, в которых применяются сверхпроводниковые обмотки возбуждения и чья конструкция весьма существенно отличается от конструкции обычных турбогенераторов. С неявнополюсными роторами изготовляются также мощные синхронные двигатели при 2р = 2. По аналогии с турбогенераторами такие двигатели называют иногда также турбодвигателями или турбомоторами,
|
Последнее изменение этой страницы: 2017-03-17; Просмотров: 592; Нарушение авторского права страницы
