Отчет о преддипломной практике

Со стороны турбины  в корпусе статора выполнены  два вертикальных колодца, в которые  устанавливаются газоохладители. Со стороны контактных колец в нижней части корпуса статора имеется прямоугольный вырез с фланцем для крепления коробки выводов.

Для подачи охлаждающего газа от газоохладителей в компрессор в корпусе статора имеются  два канала. В нижней части корпуса с двух сторон расположены каналы, по которым охлажденный водород из зоны высокого давления подается в специальную камеру на стороне турбины и далее в обмотку ротора.

Два люка в нижней части  корпуса статора дают возможность осматривать генератор изнутри, а люки в рамах — производить также осмотр лобовых частей обмотки статора.

В генераторе ТГВ-200 передача «горячего» газа из соединительных шин и концевых выводов в газоохладители осуществляется через сборные коллекторы коробки выводов и канал в корпусе статора.

Сердечник статора состоит  из отдельных пакетов, собранных из штампованных и изолированных лаком сегментов высоколегированной холоднокатаной электротехнической стали. В генераторах ТГВ-200 и ТГВ-200М сердечники имеют соответственно 92 пакета толщиной 50 мм каждый с 5-миллиметровыми радиальными вентиляционными каналами между ними и 91 пакет толщиной 45 мм каждый с 10-миллиметровыми каналами.

Для уменьшения потерь от магнитных полей рассеяния и, следовательно, нагрева крайние пакеты имеют меньшую толщину, а зубцовая зона выполнена ступеньками, разделенными изоляционными стеклотекстолитовыми сегментами. В зубцах двух крайних ступенек сделаны прорези, причем в ТГВ-200 прорезь одна, а в ТГВ-200М —две.

Сегменты шихтуются  на стяжные призмы рамы сердечника статора. Для удержания усилия опрессовки нашихтованные сегменты зажаты с двух сторон нажимными немагнитными фланцами. На стороне контактных колец нажимные пальцы удлинены в сторону расточки для закрепления деталей уплотнения воздушного зазора.

Для виброизоляции корпуса  статора турбогенератора и фундамента от колебаний сердечника использовано эластичное крепление (упругая подвеска) сердечника

в корпусе статора. Сердечник установлен в корпусе статора при помощи плоских пластин 2 (рис. 4, 5), закрепленных одним концом во вставках А приваренных к ребрам корпуса статора, а другим концом — к площадкам продольных брусьев 5 рамы сердечника статора. Крепление вставок и брусьев с пружинами осуществляется болтами 3 и штифтами 4.

 

Рис. 4. Пружина для эластичного  крепления   сердечника   в   корпусе статора:

7 — вставка;    2 — пружинная   пластина; 3— болты    крепления    пружины;    4

штифты крепления пружины; 5 —  брусья рамы

 

Газ после выхода из компрессора 3 (см. рис. 2) попадает в отсек высокого давления 2 и далее расходится несколькими параллельными потоками. В ТГВ-200 — в стержни обмотки статора через трубки, расположенные внутри стержня. Пройдя стержни насквозь, газ выходит в отсек низкого давления 6, Вторая часть потока проходит в каналы соединительных шин через головки стержней. Все шины продуваются газом параллельно. Поток газа по перепускным трубкам попадает в сборные коллекторы коробки концевых выводов и по трубам в корпусе в отсек 6. Третья часть потока поступает во внутреннюю полость выводов генератора и далее в коллектор и отсек 6. Четвертая проходит в обмотку ротора, разделяется на две части, поступающие в пространство под лобовые части обмотки ротора: одна — непосредственно из отсека высокого давления 2 (на стороне контактных колец), вторая — по двум коробам и далее по специальному каналу и газопроводу наружного щита (на стороне турбины). Пятая часть проходит через уплотнение 4 воздушного зазора, дополнительно охлаждая поверхность ротора и зубцовую зону статора.

Газ, выходящий из обмотки  ротора в средней части, смешивается  с газом, проходящим в зазор из вентиляционных каналов сердечника и через уплотнение 4, и выходит на сторону турбины в отсек нагретого газа 6.

 

 

Рис. 5. Схема расположения пружин (/ —сторона турбины, // — сторона контактных колец).

 

В сердечник статора  газ подается осевым вентилятором 7 и, пройдя через радиальные вентиляционные каналы (направление движения — от спинки к зазору), попадает в воздушный зазор и далее транспортируется в сторону турбины в отсек 6. Из этого отсека весь газ направляется через осевой вентилятор к газоохладителям, после чего цикл повторяется.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Обмотка статора

 

Конструкция обмотки  статора — стержневая с эвольвентной формой лобовых частей. В ТГВ-200М  и ТГВ-200 число пазов 30 и 60, шаг  обмотки 1 —13 и 1—25, количество параллельных ветвей — 1 и 2, охлаждение стержней водяное и газовое соответственно. Соединение фаз обмотки — «звезда — звезда». В ТГВ-200 стержень (рис. 8, а) состоит из двух рядов транспонированных элементарных медных проводников 2 прямоугольной формы с изоляцией ПОД, расположенных по обе стороны одного ряда вентиляционных трубок 3, изготовленных из немагнитной стали. Для исключения возможности замыкания между элементарными проводниками и трубками, а также трубок между собой, каждая трубка изолируется также лавсановой пленкой. К верхней и нижней частям стержня приклеиваются по всей длине пазовой части стеклотекстолитовые прокладки 4 с закругленными краями. На прокладки приклеиваются полоски алюминиевой фольги толщиной 0,02 мм для устранения концентрации напряжений на углах стержней в пазовой части. Посредине пазовой части стержня полосы алюминиевой фольги разделены.

Для снижения потерь от циркуляционных токов элементарные проводники стержней транспонированы (рис. 9, а). С целью устранения замыканий между элементарными проводниками на вентиляционные трубки в месте переходов устанавливаются прокладки из гибкого миканита. Для жесткости и монолитности проводники и вентиляционные трубки склеиваются эпоксидным лаком и запекаются.

В ТГВ-200М стержень (рис. 8, б) состоит из четырех вертикальных рядов элементарных проводников 2, часть которых имеет внутренние отверстия для циркуляции охлаждающего дистиллята (рис. 10). В двух крайних рядах такие трубчатые плоские проводники расположены через три обычных, а в средних — через два. Транспозиция (рис. 9, б) осуществляется таким образом, что внутренние и наружные два ряда транспонируются отдельно, т. е. внутренние и наружные два ряда являются как бы стержнем в стержне.

Корпусная изоляция 5 стержней (см. рис, 8) выполнена из микаленты, компаундированная, класса В.

Пазное полупроводящее покрытие выполнено двухступенчатым на основе полупроводящего лака и асбестовой ленты. Лобовое покрытие имеет в своей основе полупроводящую медьсодержащую или асбестовую ленту с пропиткой ее в полупроводящем лаке.

 

Рис. 8.  Разрез   стержней   обмотки    статора   в   пазу    генератора ТГВ-200  (о)  и ТГВ-200М  (б):

/ — пазовый клин; 2 — элементарные проводники; 3 —вентиляционные трубки (ТГВ-200) или проводники с охлаждающими каналами (ТГВ-200М); 4 — изоляционные прокладки; 5— корпусная изоляция.

 

Стержни обмотки статора ТГВ-200 проверяются на отсутствие замыканий между элементарными проводниками и вентиляционными трубками, а также трубок между собой. Испытания проводятся в процессе изготовления стержней несколько раз вплоть до намотки статора. Такая же проверка осуществляется после стендовых испытаний.

 

Рис. 9. Транспозиция пазовой  части стержня обмотки статора  генератора ТГВ-200 (а) и ТГВ-200М (о):

/ — пазовая часть; // — лобовые части; /// — средние  два ряда элементарных проводников стержня

 

 

Стержни обмотки статора  ТГВ-200М проверяются на отсутствие замыканий между элементарными проводниками до припайки наконечников, по которым циркулирует вода.

Стержни обмотки статора  в пазах сердечника крепятся пазными волокитовыми клиньями (см. рис. 8). На выходе из паза стержни обмотки статора распираются клиньями, которые устанавливаются между нажимными пальцами и боковыми сторонами стержня.

Проводники  в  головках  паяются  твердым   припоем  ПСР-45 встык. Места паек соседних проводников  разнесены для предотвращения возможности распайки предыдущих витков.

Для изоляции головок  и упорядочения движения потока газа в ТГВ-200 применяются колпачки из кремний-органической резины, обладающей повышенными изоляционными свойствами и высокой теплостойкостью.

В ТГВ-200М головки стержней соединены неметаллическими изоляционными  шлангами с напорным и сливными коллекторами охлаждающего дистиллята При соединении головок стержней отдельно спаиваются витки без каналов и витки с каналами При этом последние сначала подпаиваются к уплотненным втулкам специальной конструкции, а затем втулки верхнего и нижнего стержней соединяются при помощи медной трубки.  По этой трубке циркулирует дистиллят, проходящий по трубкам одного из стержней Вся головка закрыта колпаком из кремнийорганической резины

 

 

Рис  10 Схема водяного охлаждения обмотки статора ТГВ 200Л1

 

 

Соединительные шины имеют внутри вентиляционный канал  для непосредственного охлаждения газом или водой (рис.11).

Шина в ТГВ-200 состоит  из двух корытообразных полос 4 (рис 11, а), спаянных между собой, а в ТГВ-200М— из полых медных тр>б 4 (рис 11, б) После пайки соединительные шины проверяются на газоплотность К концам шин в месте соединения со стержнями припаяны элементарные проводники 7 и вставка 8, образующая входной канал для охлаждающего газа (в ТГВ-200) или воды (в ТГВ-200М) Элементарные проводники спаиваются со стержнями аналогично пайке обычных головок. Концы шин, обращенные к концевым выводам, посеребрены.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис    11     Соединительные   шины   генератора   ТГ В 200    (а)    и ТГВ 200М (б)

/ —шинодержатель, 2 —  щпнлькн. 3 — вентиляционный канал, 4 — шина

5 —изоляционные  трубки,   6~ колодки,   7 —элементарные   проводники

8 — вставки

 

 

 

 

5. Конструкция ротора

 

Ротор турбогенератора — одна из наиболее нагруженных деталей. В собранном виде (рис. 12) он состоит из вала 2 и обмотки возбуждения 3, уложенной в пазы. Лобовые части обмотки закреплены бандажами 4. На конце вала со стороны привода насажена полумуфта 1. Со стороны контактных колец на валу ротора закреплено колесо центробежного компрессора 5, а на конце вала установлены контактные кольца 6, соединенные с обмоткой токоподводом 8, и центробежный вентилятор 7. На стороне турбины закреплен осевой вентилятор 11.

Вал изготавливается из стали, имеющей достаточно высокие механические свойства и магнитные характеристики. В теле бочки ротора выфрезерованы продольные пазы 9, в которых размещается обмотка возбуждения. Пазы расположены двумя группами, между которыми остаются большие зубцы. Для выравнивания жесткости вала в больших зубцах выполнены дополнительные продольные пазы 10 без обмотки.

 

Рис. 12. Ротор турбогенератора

1 — полумуфта; 2 — вал  ротора; 3 — обмотка возбуждения, 4 — бандаж лобовых частей обмотки ротора; 5 — колесо компрессора; б —контактные кольца; 7 —вентилятор аппарата щеткодержателей; 8 — токоподвод; 9 — пазы ротора о обмоткой; Л) —пазы без обмотки в большом зубце; //—осевой вентилятор.

 

Для установки дополнительной изоляции обмотки пазы у торца бочки уширены. В больших зубцах бочки, между дополнительными пазами, имеется ряд радиальных отверстий для установки в них балансировочных грузов. Кольцевые проточки на торцах бочки служат для крепления бандажных колец. Концевая часть вала со стороны привода заканчивается участком, на который насажена соединительная полумуфта. На валу со стороны, обратной приводу, сделаны проточки для установки контактных колец, их центробежного вентилятора и колеса центробежного компрессора, а также пазы и отверстия для размещения в них токопровода обмотки ротора. На обеих концевых частях вала есть цапфы для подшипниковых опор и гребни для масляных уплотнений.

Бандаж состоит из немагнитного бандажного и упорного колец, соединенных между собой кольцевой шпонкой. Посадка бандажа на бочку — горячая. Натяг составляет 1,84—2 мм. Надежный контакт между бочкой ротора и бандажным кольцом необходим для предохранения мест посадки от нагрева токами, особенно при несимметричных нагрузках. Уменьшению токов, замыкающихся через посадочное место, способствуют кольцевые проточки, расположенные на бочке ротора вблизи места посадки. Конструкция крепления бандажного узла на бочке ротора исключает наличие концентраторов механических напряжений, опасных для наиболее нагруженной детали — бандажного кольца. Между упорным кольцом бандажа и изоляцией крайней катушки обмотки расположены пружина и фигурное кольцо, свободно перемещающееся в осевом направлении. Наличие пружины обеспечивает, с одной стороны, постоянный натяг между узлом крепления и бочкой ротора в осевом направлении, с другой стороны, позволяет лобовой части несколько деформироваться при изменениях температуры. Выточка и резьбовые отверстия на наружной поверхности опорного кольца предназначены для крепления балансировочных грузов.

Токоподвод ротора (рис. 13, а) служит для электрического соединения концов обмотки с контактными кольцами, через которые подается ток возбуждения, и состоит из четырех основных частей. Первая часть токоподвода расположена под лобовой частью обмотки и изготовлена из изолированного стекломикалентой шинопровода 2 в виде медных полос толщиной 0,5 мм (для придания гибкости). Один конец шинопровода припаян и приклепан к нижнему концу первой катушки /, а второй заканчивается оголенным от изоляции участком 4. Весь горизонтальный участок шинопровода уложен в прямоугольном пазу, выфрезерованном в хвостовике вала, и заклинен стальными клиньями 3. Оголенная часть каждого шинопровода входит в паз, где соединяется со второй частью токоподвода медными токоведущими винтами 5, расположенными в радиальных отверстиях вала.