一種耐腐蝕長壽期大型電機冷卻器及其換熱系統的製作方法

2023-05-07 17:39:46

專利名稱：一種耐腐蝕長壽期大型電機冷卻器及其換熱系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種大型電機冷卻器及其換熱系統，具體涉及一種能夠耐腐蝕長壽期的大型電機冷卻器及其換熱系統。
背景技術：
目前核電站海水循環泵電機廣泛採用為雙速立式電機，冷卻方式為閉式自循環風冷，冷卻介質為海水的電機。電機配有內置式空冷器，油冷器，冷卻器換熱管材料一般為銅鎳合金(白銅)，管板和冷卻器前管箱材料一般為鋁青銅。循環水泵運行過程中，由於電機冷卻器抗海水腐蝕性能較差，運行過程中冷卻器的換熱管、管板及前管箱會很快出現不同程度的腐蝕現象，進而出現漏水現象，導致機組降功率，從而影響機組的穩定運行。因此，目前的電機冷卻器耐腐蝕性能差，連續運行時間不長，使用壽命短。為保證循泵電機冷卻系統的可靠運行，亟待採用一種新型的耐腐蝕長壽期的電機冷卻器，以確保核電站海水循環泵電機所需要的高可靠性和高穩定性。

實用新型內容本實用新型的要解決的技術問題是提供一種具有較好的抗海水腐蝕能力，連續運行時間長，使用壽命較長，能夠保證核電站循環水泵電機可靠運行，避免因電機冷卻漏水致泵組停運機組減負荷的電機冷卻器。為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案為，一種耐腐蝕長壽期的大型電機冷卻器，包括換熱水箱、罩在換熱水箱上端的前管箱和罩在換熱水箱下端的後管箱；其特徵在於所述後管箱為一端全開口一端封閉的帽狀結構；所述前管箱為一端全開口一端開設有兩個對稱通孔的帽狀結構；所述前管箱內部設置有豎向隔板，所述隔板位於前管箱帽體結構內壁中央兩個通孔之間，該隔板將所述前管箱與管板之間的空間分割為獨立的兩部分空間；所述前管箱內壁面上兩個通孔中任一個通孔的正下方固定有導流弧板。所述導流弧板的弧形橫截面弧長為103mm、寬150mm、厚6mm、弧度I. 05,所述導流弧板上表面弧頂與其上方通孔的垂直距離為25mm，下表面弧頂與管板的垂直距離為38mm。所述兩個通孔的直徑為77mm,中心距為320mm。所述換熱水箱包括兩塊水平放置的管板、兩端分別穿過兩塊管板設有的管孔並與兩塊管板固定連接的若干根換熱管、分別設置在所述換熱管兩側並固定於兩塊管板之間的兩塊側罩板；所述兩塊管板表面分別與前管箱和後管箱固定；所述換熱水箱周向由兩塊側罩板和兩個敞開的換熱面組成。所述換熱管採用019XlmmTA2鈦管,所述管板管孔直徑為019. 15mm,該換熱管兩端通過輕微脹管與所述兩塊管板連接。所述兩塊管板分別面向前管箱和後管箱的表面的管孔設有斜45°深2mm的外翻坡口。所述換熱管兩端通過氬弧焊將所述坡口與換熱管形成的角焊縫焊滿。所述換熱管位於兩塊管板之間的部分的外壁設置有若干片鋁材翅片，所述翅片翅根直徑為小20. 2mm、翅片高為10. 9mm、翅片厚約為0. 3mm、翅片間軸向間距為2. 8mm。—種電機冷卻器構成的換熱系統，包 括大型電機、所述電機冷卻器和冷卻器外罩，所述大型電機為立式電機，所述電機冷卻器豎向固定在該大型電機外側，所述電機冷卻器的換熱水箱的兩個敞開的換熱面中一個面正對大型電機定子中部風道；所述冷卻器外罩密封罩在所述大型電機和電機換熱器外側；其特徵在於該冷卻器外罩內壁上設置有兩塊「人」字形對稱並向內壁彎曲的導風弧板，所述導風弧板弧長為353mm、寬825mm、厚度2mm,弧度為0. 7,所述兩塊導風弧板正對所述電機冷卻器的換熱水箱的兩個敞開的換熱面中另一個面。本實用新型的有益效果利用鈦金屬材料製造的冷卻器，通過在冷卻器的進水口設置導流弧板改善水流分布，換熱管與管板之間的連接採用了貼脹焊接工藝避免因脹管損傷換熱管等措施，極大地提高了冷卻器的抗海水腐蝕能力；此外，在大型電機冷卻器換熱系統的冷卻器外罩內設置導風弧板，電機冷卻風速大大增加，進而使得冷卻器的冷卻效果大大提高；同時延長了循環水泵連續運行時間和冷卻器的使用壽命，而且對電機冷卻效果較佳，提高了運行可靠性。

圖I為本實用新型冷卻器主視圖；圖2為本實用新型冷卻器俯視圖；圖3為圖2A-A向示意圖；圖4為本實用新型換熱水箱俯視圖；圖5為本實用新型冷卻器換熱管的連接示意圖；圖6為本實用新型冷卻器換熱系統示意圖。圖中，I-換熱水箱，101-管板，102-換熱管，103-側罩板，104-翅片，2_前管箱，201-隔板，202-導流弧板，203-進水口，204-出水口；3-後管箱，4-大型電機，5-電機冷卻器，6-冷卻器外罩，601-導風弧板，7-梯形帽體結構，8-矩形帽簷結構。
具體實施方式
以下結合圖I至圖6和實施例對本實用新型做進一步描述。一種耐腐蝕長壽期的大型電機冷卻器，包括換熱水箱I、前管箱2和後管箱3 ;所述換熱水箱I包括兩塊上下對應水平放置的矩形管板101，該兩塊管板101上分別開設有62個管孔；所述兩塊管板101分別面向前管箱2和後管箱3的表面的管孔設有斜45°深2mm的坡口 ；分5排交叉布置62根換熱管102，所述換熱管102採用019XlmmTA2鈦管，所述管板101管孔直徑為019. 15mm，其的兩端分別穿過所述管板101上的管孔，通過輕微脹管與所述兩塊管板101連接；所述換熱管102兩端通過氬弧焊將所述坡口與換熱管102形成的角焊縫焊滿；並在焊縫表面塗刷塗陶瓷作為焊縫的輔助防護；所述換熱管102位於兩塊管板101之間的部分的外壁設置有若干片鋁材翅片104，所述翅片104翅根直徑為小20. 2mm、翅片104高為10. 9mm、翅片104厚約為0. 3mm、翅片104間軸向間距為2. 8mm ；兩塊側罩板103分別設置在所有換熱管102兩側，所述側罩板103豎向表面與管板101兩側豎向端面平行，該兩塊側罩板103豎向兩端面通過螺栓固定於管板101上；所述換熱水箱I周向由兩塊側罩板103和兩個敞開的換熱面組成。所述前管箱2和後管箱3外形均為帽狀結構，均包括梯形帽體結構7和矩形帽簷結構8 ;所述前管箱2和後管箱3均通過其矩形帽簷結構7與所述管板101以螺栓形式固定連接；所述後管箱3內部中空，其梯形帽體結構7封閉；所述前管箱2內部中空，其內部設置有豎向隔板201，所述隔板201焊接在前管箱2梯形帽體結構7內壁中央，該隔板201面與前管箱2梯形帽體結構7內壁面交線與梯形帽體結構7和矩形帽簷結構8較長一條結合線的夾角為60° ;該隔板201將所述前管箱2與管板101之間的空間分割為獨立的兩部分空間，因此將管板101上的62個管孔均勻分為兩邊各31個；所述前管箱2梯形帽體結構7上端面開設有兩個通孔，所述兩個通孔分別位於所述獨立的兩部分空間上方，所述兩個通孔的直徑為77mm，中心距為320mm ;在前管箱2梯形帽體結構7上端內壁面上用4根直徑為16mm的鈦金屬加強筋固定有導流弧板202，所述導流弧板202位於所述兩個通孔中一個的正下方；該導流弧板202橫截面弧長為103mm、寬150臟、厚6mm、弧度I. 05，所述導流弧板202上表面弧頂距其上方通孔的垂直距離為25mm，下表面弧頂與管板101的垂直距離為38mm。下方設置有導流弧板202的通孔為進水口，沒有設置導流弧板202的通孔為出水口。—種能夠耐腐蝕長壽期的大型電機冷卻器換熱系統，包括大型電機4、上述電機冷卻器5和冷卻器外罩6,所述大型電機4為立式電機,所述電機冷卻器豎向固定在該大型電機4外側,所述電機冷卻器5的換熱水箱I的若干根換熱管102區域一側正對大型電機4定子中部風道；所述冷卻器外罩6密封罩在所述大型電機4和電機換熱器5外側；其特徵在於該冷卻器外罩6內壁上設置有兩塊「人」字形對稱並向內壁彎曲的導風弧板601，所述導風弧板601弧長為353mm、寬825mm、厚度2mm，弧度為0. 7，所述兩塊導風弧板601正對所述電機冷卻器5的換熱水箱I的兩個敞開的換熱面中另一個面。圖I中，作為冷卻水的海水從前管箱2進水口進入前管箱2內部，通過導流弧板202引流，使海水儘可能均勻擴散後再進入到換熱水箱1，避免局部換熱管水流過快。冷卻水通過前管箱2隔板201左側換熱水箱I的31根換熱管102進入到底端後管箱3,而後由前管箱2隔板201右側換熱水箱的另外31根換熱管流回前管箱2並由出水口流出，通過冷卻水流經換熱管102內壁，將熱量帶出冷卻器，完成循環。圖6為本實用新型冷卻器換熱系統示意圖，大型電機4為立式電機，電機冷卻器5在電機運行期間，大型電機4膛內出來的熱風經過定子中部風道進入電機冷卻器5換熱水箱I中部換熱管102區域，熱風外略換熱管102外壁以及其上設置的翅片104進行冷卻，經冷卻後的冷風通過導風弧板601分別從大型電機4上端部和下端部進風口進入大型電機4，進而對定子端部和轉子進行冷卻，然後再將風通過轉子風扇打入定子風道，再次進入電機冷卻器5形成循環。冷卻氣體在冷卻器外罩6內流動阻力減小，與內部為平面的冷卻器外罩相比，冷卻風量由3. 54m3/s提高到5. 25m3/s以上，使得電機冷卻器5的冷卻效果大大提高。權利要求1.一種耐腐蝕長壽期的大型電機冷卻器，包括換熱水箱(I)、固定在換熱水箱(I)上端的如管箱(2)和固定在換熱水箱(I)下端的後管箱(3);其特徵在於所述後管箱(3)為一端全開口一端封閉的帽狀結構；所述前管箱(2)為一端全開口一端開設有兩個對稱通孔的帽狀結構；所述前管箱(2)內部設置有豎向隔板(201)，所述隔板(201)位於前管箱(2)帽體結構內壁中央，該隔板(201)將所述前管箱⑵與管板(101)之間的空間分割為獨立的兩部分空間；所述前管箱(2)內壁面上兩個通孔中任一個通孔的正下方固定有導流弧板(202)。
2.按照權利要求I所述的電機冷卻器，其特徵在於所述導流弧板(202)的弧形橫截面弧長為103臟、寬150mm、厚6mm、弧度I. 05，所述導流弧板(202)上表面弧頂與其上方通孔的垂直距離為25mm，下表面弧頂與管板(101)的垂直距離為38mm。
3.按照權利要求I所述的電機冷卻器，其特徵在於所述兩個通孔的直徑為77_，中心距為320臟。
4.按照權利要求I所述的電機冷卻器，其特徵在於所述換熱水箱(I)包括兩塊水平放置的管板(101)、兩端分別穿過兩塊管板(101)設有的管孔並與兩塊管板固定連接的若干根換熱管(102)、分別設置在所述換熱管(102)兩側並固定於兩塊管板(101)之間的兩塊側罩板(103);所述兩塊管板(101)表面分別與前管箱(2)和後管箱(3)固定；所述換熱水箱(I)周向由兩塊側罩板(103)和兩個敞開的換熱面組成。
5.按照權利要求4所述的電機冷卻器，其特徵在於所述換熱管(102)採用①19X lmmTA2鈦管,所述管板(101)管孔直徑為C>19. 15mm,該換熱管(102)兩端通過輕微脹管與所述兩塊管板(101)連接。
6.按照權利要求4所述的電機冷卻器，其特徵在於所述兩塊管板(101)分別面向前管箱⑵和後管箱⑶的表面的管孔孔口設有斜45°深2mm的外翻坡口。
7.按照權利要求6所述的電機冷卻器，其特徵在於所述換熱管(102)兩端通過氬弧焊將所述坡口與換熱管(102)形成的角焊縫焊滿。
8.按照權利要求4所述的電機冷卻器，其特徵在於所述換熱管(102)位於兩塊管板(101)之間的部分的外壁設置有若干片鋁材翅片(104)，所述翅片(104)翅根直徑為￠20. 2mm、翅片(104)高為10. 9mm、翅片(104)厚約為0.3mm、翅片(104)間軸向間距為2.8mm n
9.一種由權利要求8所述的電機冷卻器構成的換熱系統,包括大型電機(4)、所述電機冷卻器(5)和冷卻器外罩(6),所述大型電機⑷為立式電機,所述電機冷卻器豎向固定在該大型電機(4)外側，所述電機冷卻器(5)的換熱水箱(I)的兩個敞開的換熱面中一個面正對大型電機(4)定子中部風道；所述冷卻器外罩(6)密封罩在所述大型電機(4)和電機換熱器(5)外側； 其特徵在於該冷卻器外罩(6)內壁上設置有兩塊「人」字形對稱並向內壁彎曲的導風弧板￠01)，所述導風弧板(601)弧長為353mm、寬825mm、厚度2mm，弧度為0. 7，所述兩塊導風弧板(601)正對所述電機冷卻器(5)的換熱水箱(I)的兩個敞開的換熱面中另一個面。
專利摘要本實用新型涉及一種耐腐蝕長壽期大型電機冷卻器及其換熱系統。包括換熱水箱、罩在換熱水箱上端的前管箱和罩在換熱水箱下端的後管箱；所述後管箱為一端全開口一端封閉的帽狀結構；所述前管箱為一端全開口一端開設有兩個對稱通孔的帽狀結構；所述前管箱內部設置有豎向隔板，所述隔板位於前管箱帽體結構內壁中央，該隔板將所述前管箱與管板之間的空間分割為獨立的兩部分空間；所述前管箱內壁面上兩個通孔中一個的正下方固定有導流弧板。還涉及一種換熱系統，包括大型電機、電機冷卻器和冷卻器外罩，該冷卻器外罩內壁上兩塊對稱的導風弧板。本實用新型提高了冷卻器的抗海水腐蝕能力，延長使用壽命，提高了冷卻效率和運行可靠性。
文檔編號H02K9/19GK202488281SQ20122007792
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月5日 優先權日2012年3月5日
發明者佟強, 唐明, 孫忠志, 孫立軍, 張雲乾, 潘利華, 王亞東, 王朝暉, 胡國鋒, 蔣永, 黃潛 申請人:江蘇核電有限公司