高温气冷堆主氦风机电机腔氦气冷却流道.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103500589103500589A(43)申请公布日2014.01.08(21)申请号201310462709.9(22)申请日2013.09.30(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区100084信箱82分箱清华大学专利办公室(72)发明人王宏张勤昭吴宗鑫张作义(74)专利代理机构西安智大知识产权代理事务所61215代理人贾玉健(51)Int.Cl.G21C15/00(2006.01)H02K9/12(2006.01)F16C37/00(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书6页说明书6页附图2页附图2页(54)发明名称高温气冷堆主氦风机电机腔氦气冷却流道(57)摘要高温气冷堆主氦风机电机腔氦气冷却流道，从上至下主要包括冷却器、上冷却叶轮、电机定子、电机转子和轴孔形成的流道，该流道包括通过电机壳和连接壳体分隔的电机壳外流道和电机壳内流道，热氦通过壳体下出气孔从电机壳内流道流入电机壳外流道，冷氦通过冷却器从电机壳外流道流入电机壳内流道；氦气在该流道流动时，能对各轴承和电机定子、转子依次进行冷却；尤其是设置轴孔对轴进行冷却，设置外槽钢引入气流强化对下径向轴承的冷却，保证了电机腔内各部件的冷却和环境温度不超过60℃；电机壳内流道设置四个气流汇集区，对氦气的流动进行合理引导，保证了冷却效果；该流道结构紧凑，能在电机腔有限空间内布置，及时带走电机腔内热量，保证了主氦风机的可靠运行。CN103500589ACN103589ACN103500589A权利要求书1/2页1.高温气冷堆主氦风机电机腔氦气冷却流道，从上至下主要包括冷却器（2）、上冷却叶轮（4）、电机定子、电机转子和轴孔（6）形成的流道，其特征在于：所述流道包括电机壳外流道和电机壳内流道，电机壳外流道和电机壳内流道通过电机壳（13）和连接壳体（3）分隔，热氦通过壳体下出气孔（22）从电机壳内流道流入电机壳外流道，冷氦通过冷却器（2）从电机壳外流道流入电机壳内流道；所述电机壳内流道包括四个气体汇集区，其中：第一汇集区为冷却器（2）的出口至上冷却叶轮（4）之间被连接壳体包围的流动空间，第二汇集区为轴上方电机绕组端部区域，第三汇集区为轴下方电机绕组端部区域，第四汇集区为轴下端区域；所述第一汇集区的气流分流为两部分：流入上冷却叶轮（4）的大部分氦气和流入轴孔（6）的少部分氦气；所述第二汇集区的气流分流为五部分：流入上端板（8）与上壁板（11）之间的流动区域；流入气隙（26）；从护环气孔（9）进入转子内部；流入内槽钢（23）；流入外槽钢（12）；流入轴孔（6）的氦气通过轴斜孔（16）流入第四汇集区，和流入外槽钢（12）的氦气在第四汇集区汇合，然后共同通过连接板斜孔（19）流入第三汇集区，与其它分流气体在第三汇集区汇合，一起通过壳体下出气孔（22）流入电机壳外流道。2.根据权利要求1所述的高温气冷堆主氦风机电机腔氦气冷却流道，其特征在于：所述内槽钢（23）布置在定子外径处，轴向长度从上端板（8）下表面至下端板（21）上表面。3.根据权利要求1所述的高温气冷堆主氦风机电机腔氦气冷却流道，其特征在于：所述外槽钢（12）布置在电机壳（13）外径处，轴向长度从上端板（8）下表面至电机腔（1）的底座表面。4.根据权利要求1所述的高温气冷堆主氦风机电机腔氦气冷却流道，其特征在于：所述外槽钢（12）与所述内槽钢（23）沿圆周方向错开布置，没有重叠。5.根据权利要求1所述的高温气冷堆主氦风机电机腔氦气冷却流道，其特征在于：所述上壁板（11）布置在定子上轴端高度处，还包括布置在定子下轴端高度处的下壁板（14），所述上壁板（11）和下壁板（14）整体呈圆环板，其内壁直径与定子外径相等，从内壁开始沿外径方向，开有与内槽钢（23）形状和尺寸对应的凸孔，内槽钢（23）布置在凸孔内，在所述上壁板（11）和下壁板（14）上还开有多个壁板气孔（31）。6.根据权利要求1所述的高温气冷堆主氦风机电机腔氦气冷却流道，其特征在于：还包括设置在轴下端的下冷却叶轮（17），所述下冷却叶轮（17）为闭式叶轮、开式叶轮或半开式叶轮。7.根据权利要求6所述的高温气冷堆主氦风机电机腔氦气冷却流道，其特征在于：所述轴斜孔（16）一端与轴孔（6）连通，另一端与下冷却叶轮（17）进口连通，所述轴斜孔（16）沿轴周向均匀分布，其中心线与轴线相交。8.根据权利要求1所述的高温气冷堆主氦风机电机腔氦气冷却流道，其特征在于：所述连接板斜孔（19）布置在位于下端板（21）和下径向轴承（18）的轴承盖之间的连接板（20）上，连接板斜孔（19）沿连接板（20）周向均匀布置。9.根据权利要求1所述的高温气冷堆主氦风机电机腔氦气冷却流道，