CN211830468U - 一种基于空气膨胀透平发电***的发电机冷却结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于空气膨胀透平发电***的发电机冷却结构，包括：透平机和管道；所述透平机的出风口通过所述管道与发电机的空气冷却***连接；所述透平机膨胀做功后的气体通过管道进入发电机内部。本实用新型取消开式通风的电机拖动型冷却风机，取消进风室和混风室等结构，缩短风道距离。从而降低配套***的电能消耗，降低了工作噪音，缩减安装难度及后期的运维成本。

Description

一种基于空气膨胀透平发电***的发电机冷却结构

技术领域

本实用新型涉及50wm级以下空气透平发电机冷却领域，具体涉及一种基于空气膨胀透平发电***的发电机冷却结构。

背景技术

空气膨胀透平发电机是指用空气透平膨胀机驱动的发电机。由压缩储存的空气进入透平机内膨胀做功，使透平机叶片转动而带动发电机发电。

发电机在运行中,铜和铁的损耗均转变成热能,使发电机各部分发热。为了保证发电机的绕组绝缘材料能在允许温度下长期运行,必须把铜损和铁损产生的热量排除出去,因此,对发电机必须不断地进行冷却。发电机冷却效果的好坏, 对发电机的容量有极大的影响。

50wm以下的发电机多采用空气冷却，空气冷却有两种方式，开式风冷和闭式风冷，开式风冷采用辅助设备冷却风机，由电动机通过皮带带动离心风扇，将空气由电机下部的进风室过滤空气后通过风道吹入发电机冷却罩，穿过转子轴向和定子气隙后，带走热量由下部风道排出。其优点为方式简单，易于维护，缺点为占地空间大，需要在电机下另布置一层工作层，用于设置进风过滤净化室，冬季预热混风室和长距离送风风道，土建工程量大，且工作噪音大。具体流向如图 4。

闭式通风采用发电机同轴风扇，使风在电机内密闭循环，通过空冷器进行热交换，将空气的热量传递给循环水带出热量。其优点为电机体积可以有效控制，不需要下方风道层；缺点为成本高，需要配套辅助设施：水净化***，循环泵，储水水箱，空冷塔。其中水净化***用于水处理，放置水中的杂质在循环中对换热器造成损坏；循环泵用于冷却水循环；储水水箱用于冷却水储藏；空冷塔用于冷却水降温。辅助***后期维护复杂，且有大量的水资源消耗。具体流向如图5。

实用新型内容

为克服现有技术的缺陷，提供了一种基于空气膨胀透平发电***的发电机冷却结构。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现。

一种基于空气膨胀透平发电***的发电机冷却结构，包括：透平机和管道；

所述透平机的出风口通过所述管道与发电机的空气冷却***连接；

所述透平机膨胀做功后的气体通过管道进入发电机内部。

优先的，还包括：发电机同轴风扇；

所述发电机同轴风扇设置于发电机内部的中部的转子轴上；

所述发电机同轴风扇旋转后与所述透平机膨胀做功后的气体本身的压力形成内部冷却风路循环。

优选的，所述发电机同轴风扇为2个，分别设置于发电机中部的转子轴的前后轴端。

优选的，还包括：进风口；

所述进风口位于所述发电机外罩左侧顶端；

所述管道与所述发电机的进风口连接，所述管道中的透平机膨胀做功后的气体通过进风口进入发电机内部。

优选的，还包括：两个出风口；

所述两个出风口分别设置于发电机内部的左右顶端。

优选的，所述出风口位于所述进风口的右端。

优选的，所述管道为方形短距离管道。

优选的，所述发电机的进气风源为净化过的透平机驱动空气。

优选的，所述透平机为空气透平膨胀机。

优选的，所述透平机出口出风温度为常温。

与最接近的现有技术比，本实用新型提供的技术方案具有以下有益效果：

1、本实用新型提供一种基于空气膨胀透平发电***的发电机冷却结构，包括：透平机和管道；所述透平机的出风口通过所述管道与发电机的空气冷却***连接；所述透平机膨胀做功后的气体通过管道进入发电机内部。本实用新型取消开式通风的电机拖动型冷却风机，取消进风室和混风室等结构，缩短风道距离。从而降低配套***的电能消耗，降低了工作噪音，缩减安装难度及后期的运维成本。

2、本实用新型提出的技术方案减少了辅助设备的数量及前期投入，通过适当调节透平机出口压力，有效的利用了既有的出口的空气，简化了配套设备，减少了成本投入。

3、本实用新型提出的技术方案在对发电机进行冷却的过程中，无需其他的耗能设备介入，仅利用膨胀机出口风作为风源，发电机同轴风扇作为散热辅助，可以提升***整体的效率。

4、本实用新型提出的技术方案相对于传统的开式冷却方式，因为透平机出口风温度稳定，出口距离接近电机，因此无需混风室和长距离风道，可就近连入发电机。且进气风源为已净化过的透平机驱动空气，避免了传统开式冷却中的空气质量问题。

5、相对于闭式冷却方式，本实用新型无需额外的冷却液间接带走热量，采用直接散热的方式，无需配套冷却液降温塔，减少了前期投入和后期运行维护成本。

附图说明：

图1为本实用新型提供的基于空气膨胀透平发电***的发电机冷却结构及冷却流向图；

图2为本实用新型侧视图(左侧)；

图3为本实用新型的发电机后视图；

图4为发电机开式风冷流向图；

图5为发电机闭式风冷流向图。

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步说明，但本实用新型并不限于这些实施例。

实施例1：

本实用新型是一种基于压缩空气储能-膨胀透平发电***下，利用***的自身特点，对于发电机的冷却***结构进行的改进创新，如图1-3所示。采用透平做功后的常温空气作为发电机散热冷却气源，发电机同轴风扇作为内部循环动力源，设置于中部的转子轴上，改进传统开式通风。其特点包括，取消开式通风的电机拖动型冷却风机，取消进风室和混风室等结构，缩短风道距离。从而降低配套***的电能消耗，降低了工作噪音，缩减安装难度及后期的运维成本。

本实用新型将压缩空气储能发电***中膨胀后用于驱动透平机的气体，通过适当提高透平机出口压力，将最后一级出气作为发电机冷却气源，不同于传统发电机冷却的电动-机械、引风后送风的冷却风机***，本实用新型直接将透平机出口空气在适当压力下通过方形短距离管道作为稳定换热源通过进风口送入发电机内部，进风口位于发电机外罩左侧顶端，利用其气体压力和发电机同轴风扇形成内部冷却风路循环，带走热量后通过出风口排出电机外，两个出风口分别设置于发电机内部的左右顶端，出风口位于进风口的右端(由发电机尾轴向前轴望去)，达到发电机冷却的目的。

透平机出口风量为90000立方每小时，出风温度为常温，10wm发电机的冷却需要风量为60000立方每小时，进口风温区间为0°到43°。因此，在使用上，此实用新型完全满足发电机散热的需求。本透平机为空气透平膨胀机。具体流向如图1。

显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和 /或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种基于空气膨胀透平发电***的发电机冷却结构，其特征在于，包括：透平机和管道；

所述透平机的出风口通过所述管道与发电机的空气冷却***连接；

所述透平机膨胀做功后的气体通过管道进入发电机内部。

2.如权利要求1所述的一种基于空气膨胀透平发电***的发电机冷却结构，其特征在于，还包括：发电机同轴风扇；

所述发电机同轴风扇设置于发电机内部的中部的转子轴上；

所述发电机同轴风扇旋转后与所述透平机膨胀做功后的气体本身的压力形成内部冷却风路循环。

3.如权利要求2所述的一种基于空气膨胀透平发电***的发电机冷却结构，其特征在于，所述发电机同轴风扇为2个，分别设置于发电机中部的转子轴的前后轴端。

4.如权利要求1所述的一种基于空气膨胀透平发电***的发电机冷却结构，其特征在于，还包括：进风口；

所述进风口位于所述发电机外罩左侧顶端；

所述管道与所述发电机的进风口连接，所述管道中的透平机膨胀做功后的气体通过进风口进入发电机内部。

5.如权利要求4所述的一种基于空气膨胀透平发电***的发电机冷却结构，其特征在于，还包括：两个出风口；

所述两个出风口分别设置于发电机内部的左右顶端。

6.如权利要求5所述的一种基于空气膨胀透平发电***的发电机冷却结构，其特征在于，所述出风口位于所述进风口的右端。

7.如权利要求1所述的一种基于空气膨胀透平发电***的发电机冷却结构，其特征在于，所述管道为方形短距离管道。

8.如权利要求1所述的一种基于空气膨胀透平发电***的发电机冷却结构，其特征在于，所述发电机的进气风源为净化过的透平机驱动空气。

9.如权利要求1所述的一种基于空气膨胀透平发电***的发电机冷却结构，其特征在于，所述透平机为空气透平膨胀机。

10.如权利要求1所述的一种基于空气膨胀透平发电***的发电机冷却结构，其特征在于，所述透平机出口出风温度为常温。

Images