一种海底电机冷却方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102290923A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102290923A(43)申请公布日2011.12.21(21)申请号201110218495.1(22)申请日2011.07.26(71)申请人中国石油大学(华东)地址257061山东省东营市东营区北一路739号(72)发明人陈国明周昌静尹树孟陈永超王丹(51)Int.Cl.H02K9/19(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称一种海底电机冷却方法及装置(57)摘要本发明涉及一种用于深海大功率电机的冷却方法及装置，其特征在于：它包括一个由电机外壳和换热管组成的换热器。换热管内海水与电机外壳内的流体介质(油或水)进行热交换带走热量，外壳内流体介质对电机进行冷却；所述换热管内的海水是流动的；所述海水流动是靠与电机同轴、浸在海水中的泵实现的；所述方法实现装置包括：电机外壳、换热管、安装在电机前端盖上的泵室，通过键与输出端连接的输出轴，安装在泵室内的叶轮，安装在泵室上的前端盖，其特征在于：所述电机外壳为双层外壳，所述换热管一端通过外壳上的开口与海水相通，一端通过外壳上的开口通过连接管、泵室前端盖与叶轮入口相通；所述泵室的出口直接与海水相通，所述叶轮通过键直接安装在电机轴上。本发明结构简单、换热效率高，可靠性高，可以充分利用现有电机进行改造，因此，可以有效解决深海大功率电机的冷却问题，满足长寿命与热稳定性的要求。CN10293ACCNN110229092302290940A权利要求书1/1页1.一种深海大功率电机的冷却方法。该方法包括一个由电机外壳和换热管组成的换热器。换热管内海水与电机外壳内的流体介质(油或水)进行热交换带走热量，降低电机外壳内流体介质的温度，外壳内流体介质对电机进行冷却。2.如权利要求1所述的冷却方法，其特征在于：换热管内的海水是流动的。3.如权利要求2所述的冷却方法，其特征在于：所述海水流动是靠与电机同轴、浸在海水中的泵实现的。4.如权利要求1所述的一种深海大功率电机的冷却方法，其实现装置包括：电机外壳、换热管、安装在电机前端盖上的泵室，通过键与输出端连接的输出轴，安装在泵室内的叶轮，安装在泵室上的前端盖，其特征在于：所述电机外壳为双层外壳，所述换热管一端通过外壳上的开口与海水相通，一端通过外壳上的开口通过辅助管线与泵入口相通。5.如权利要求4所述的一种深海大功率电机的冷却装置，其特征在于：所述泵室的出口直接与海水相通，所述叶轮通过键直接安装在电机轴上。2CCNN110229092302290940A说明书1/2页一种海底电机冷却方法及装置技术领域[0001]本发明涉及的是一种海底电机冷却方法，特别是一种适合于深水大功率电机的冷却方法及装置。背景技术[0002]随着我国海洋经济的不断发展，海洋勘探与开发能力不断提高，特别是深海采矿和深海石油勘探开发，对于能够在3000m深海环境下工作的大功率电机的需求越来越明显地体现出来。然而，深海工作环境对大功率海底电机的长寿命与热稳定性提出了更高的要求。电机的内热交换，直接影响着电机的寿命与性能。传统的风冷和利用冷却介质循环将机壳热量带走的方式在海底受到了限制，而仅靠海水自然对流对大功率电机冷却已远远不能适应电机发展对绕组温升设计的要求，迫切需要一种新的冷却方法来解决深海大功率电机的冷却问题。发明内容[0003]本发明的目的在于提供一种冷却能力不受海水深度影响，能形成海水强制对流的一种海底电机高效冷却方法及装置。[0004]本发明的目的是这样实现的：[0005]它包双层电机外壳，安装在电机外壳两层间的换热管，与电机外壳前端盖相连的泵室，安装在泵室上的前端盖，开在泵室上的泵出口，开在泵前端盖上的泵进口，通过键与装置输出轴连接的电机输出轴，安装在电机轴上的叶轮，设置在泵室与电机前端盖之间的O形圈。[0006]本发明的工作原理为：电机外壳两层间充满传热性能好的液体介质(油或水)，外壳内层薄壁由导热性能好的材料制作，容易将电机内热导出；作为承压壳，外层壁由强度高的材料制作。电机外壳两层间同时安装流动海水的换热管。这样电机外壳和其内的换热管构成了管壳式换热器。壳程内为热流体(油或水)，管程内为冷流体海水。为提高换热器内的换热效果，换热管一端通过开在电机壳体外层壁的开口与海水相通，一端通过开在泵室端盖上的泵入口与泵室相通，通过泵送作用实现海水在换热管内的强制流动，这样新鲜海水不断流过换热管，带走电机产生的热量，提高电机冷却效率。[0007]海水泵送作用原理如下：[0008]离心叶轮在泵室内旋转时，液体在叶片旋转离心力作用下由泵出口甩出，同时叶轮入口中心处形成低压，从而在换热管与海水相通的一端与叶轮入口中间产生了压差，海水在这个压差的作用下不断的经过换热管