[发明专利]大型灯泡贯流泵机组不锈钢灯泡壳闭式通风冷却系统及其通风设计计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大型电机的通风冷却方式，具体来说涉及一种大型灯泡贯流泵机组不锈钢灯泡壳闭式通风冷却系统及其通风设计计算方法，属于能源动力机械通风冷却领域。

背景技术

目前，灯泡贯流泵机组电机冷却采用的强迫空气循环空气冷却器冷却+水外冷系统，是将灯泡壳、风道、挡风板、通风机、空气冷却器和电机（主要是通风槽和气隙）等组成密闭空间，包含一定体积的空气，利用通风机和转子强迫空气流动，吸收电机发热量的热空气由空气冷却器冷却，空气冷却器需要冷却水吸收的带走热量，部分热量通过传导由灯泡壳外部的流道水冷却。被冷却的空气重新被通风机压入电机进行冷却，形成闭式循环冷却过程。这类冷却系统存在以下问题：

（1）系统组成复杂、设备费用高、可靠性差。冷却系统中设有空气冷却器，需一套冷却水泵及冷却水源、或冷却水散热处理设备。系统占地空间大、故障率高。运行时间较长时，空气冷却器因冷却水质不好导致内壁结垢，冷却效果渐差。

（2）系统运行成本高。冷却系统运行时，系统中的空气冷却器冷却水泵及冷却水处理设备运行费用高。

（3）灯泡壳上的防锈漆导热性能和表面换热性能差，降低了灯泡壳外部流道内水流的冷却效果。目前灯泡外壳采用的材料是普通钢板，导热系数约为34W/(m·K)，内表面涂防结露涂层，导热系数为0.046W/(m·K)，外表面涂防腐漆，导热系数约为0.16W/(m·K)，不利于流道水通过灯泡壳冷却灯泡壳内间隙中的热空气。

发明内容

本发明的目的是提供一种大型灯泡贯流泵机组不锈钢灯泡壳闭式通风冷却系统及其通风设计计算方法。本发明通过理论分析计算，设计采用不锈钢灯泡壳替换目前使用的普通钢灯泡壳，不锈钢灯泡壳外表面不涂防腐漆，提高了热传导能力，仅靠灯泡壳外部的水流冷却，即能满足对电机的强迫空气循环冷却的要求，因而，可以省去空气冷却器及其冷却水系统。同时对通风回路进行优化设计，简化、优化了通风系统，从而减小通风系统的流动阻力，降低系统通风机的运行压头，克服了背景技术的问题。本发明通风冷却系统冷却效果好、设备成本低、运行费用低、结构简单可靠。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，大型灯泡贯流泵机组不锈钢灯泡壳闭式通风冷却系统，包括通风机和驱动贯流泵运转的电机、电机上的通风槽和气隙、不锈钢灯泡壳、不锈钢灯泡壳壁内的贴壁式风道、挡风板和由挡风板围成的中心风道。中心风道、贴壁式风道通过电机上的通风槽和气隙构成密闭循环风道。通风机和电机设置在灯泡壳内的中心风道内，通风机轴线与电机轴线重合。

进一步地，所述通风冷却系统采用不锈钢灯泡壳，不锈钢灯泡壳外壁不涂防腐漆，不锈钢灯泡壳壁内设有贴壁式风道，贴壁式风道内壁上涂有防结露涂层。

上述大型灯泡贯流泵机组不锈钢灯泡壳闭式通风冷却系统通风设计计算方法：

设电机运行时，流道水温度为t_w，与流道水热交换的热空气温度为t_Q，电机发热量为P。流道水与灯泡壳外壁的表面换热系数

hw=0.023Rew0.8Prw0.4λwDwϵew---(1)]]>

式中：Pr_w、λ_w分别为温度为t_w时水的普朗特准则数和导热系数；Re_w为水流的雷诺数；D_w为当量直径；ε_ew为修正系数。

空气与灯泡壳内壁的表面换热系数