Трубчатый бак трансформатора

 

(22) Автор изобретении."::.г :.Pe Kl3HАЯ

Ю,А. Васильченко

БЛ EH aOГсХЫГ! ЕСКАЯ

) 3

Всесоюзный научно-исследовательский, проект оконструкторский и технологический институт трансформаторостроения (7!) .Заявитель

БИБЛИОТЕКА (54) ТРУБЧАТЫЙ БАК ТРАНСФОРМАТОРА

Изобретение относится к электро" технике и может быть использовано в, производстве силовых трансформаторов с естественным охлаждением.

Известны трубчатые баки трансфор- маторов, содержащие ограниченную стенками, дном и крышкой полость для размещения активной части, заполненную диэлектрической жидкостью, например трансформаторным маслам, и сообщающиеся с полостью охлаждающие трубы (-образной формы. Средние участки труб расположены вдоль бака параллельно его оси (вертикально); а концевые участки — в поперечном направлении. Места-присоединения концов труб к баку рассредоточены по его периметру в два ряда, один из . которых находится в верхней части бака, а другой - под ним (в нижней части бака).

Плотность конвективного теплового потока трубчатого бака определяется .коэффициентом теплоотдачи его стенок;

2 его труб и разностью температур ме- таллических поверхностей и охлаждающего воздуха (1 ) и (2 ), Теплопередача от жидкости в трубах к воздуху осуществляется, как в проти воточных теплообменных аппаратах, при этом температура воздуха, движущегося вдоль труб вверх, постепенно, иногда значительно, повышается, а

1О температура жидкости, которая опускается re трубам, понижается, Таким образом, тепло в нижней части труб от жидкости с пониженной температурой передается более холодному возду15 ху, а в верхней его части — от горячей жидкости к подогретому воздуху.

Возможность увеличения плотности конвективного теплового потока труб за счет использования максимальной о разности температур, когда теплопере" дача осуществляется от жидкости к холоднбму воздуху по всей их длине, в известных трубчатых баках не используется.

960974

55.Очень слабо используется также преимущество трубчатых поверхностей, связанное с их более высокой конвективной теплоотдачей конвекцией при поперечном обтекании воздухом, так как у труб известных трубчатых баков горизонтальные участки очень коротки.

Они расположены у концов труб в местах их присоединения к бакам.

Известен также трубчатый бак для . 16 ,передачи теплового потока охлаждающему воздуху, имеющий несколько рядов вертикальных C-образных охлаждающих труб, концы которых присоединены к верхней и нижней частям бака, образуя в поперечном сечении коридорный трубчатый пучок (3 1.

Недостатки такой конструкции состоят в том, что охлаждение жидкости происходит, главным образом, в вер- 2о тикальной наиболее длинной части труб, продольно обтекаемых воздухом, движущимся снизу вверх. При движении воздуха вдоль труб происходит нарастание до определенного значения тол- 25 щины пограничного слоя, представляющего в данном случае наиболее существенное термическое сопротивление при теплообмене конвекцией. Плотность теплового потока при увеличении в термического сопротивления снижается и становится тем меньше, чем выше термическое сопротивление и меньше разность температур. Кроме того, боль" шое количество рядов труб ухудшает их теплоотдачу.

Цель изобретения — увеличение поверхностной плотности теплового потока охлаждающих труб за счет повышения эффективности теплоотдачи и температурного. напора между маслом в трубах и охлаждающим его наружным воздухом, Укаэанная цель достигается тем, что в трубчатом баке трансформатора, 45 содержащем ограниченную станками, дном и крышкой полость для размещения активной части, заполняемую диэлектрической жидкостью, например трансформаторным маслом, и сообщающиеся с ней охлаждающие трубы, средний участок которых расположен вдоль стенок бака; а концевые участки — в поперечном к ним направлении так, что отверстия для присоединения труб к баку рассредоточены по его периметру в два ряда, один из которых находится в верхней части стенок бака, а другой " ниже его отверстия для присоединения к баку верхних концов труб смещены относительно отверстий для присоединения их нижних концов так, что проекция отверстия для присоединения верхнего конца каждой трубы на плоскость, в которой лежат оси отверстий для присоединения нижних концов, находится между отверстием для присоединения своего нижнего конца и отверстием для присоединения нижнего конца соседней трубы.

Кроме того, средний участок охлаждающей трубы выполнен закругленным.

При этом поперечные участки труб наклонены в сторону естественного движения охлаждающей жидкости.

Причем трубчатый бак трансформатора снабжен горизонтальным коллектором, соединяющим средние участки труб.

На фиг. 1, 3 и 5 изображен предлагаемый бак, вид сбоку; на фиг. 2, 4 и 6 — то же, вид сверху.

Трубчатый бак трансформатора содержит ограниченную стенками 1 (фиг. 1-6), дном 2 и крышкой 3 полость для размещения в ней активной части трансформатора (магнитопровода и обмоток), заполняемую маслом или другой диэлектрической жидкостью и сообщающиеся с полостью охлаждающие трубы, средний участок 4 которых расположен вдоль стенок бака, а концевые участки - в поперечном направлении. Отверстия 6 для присоединения концов труб к баку рассредоточены по периметру бака в два ряда, один из которых расположен в верхней части бака, а другой ниже первого.

Для увеличения поверхностной плотности теплового потока охлаждающих труб отверстия 6 для присоединения к баку верхних концов труб смещены относительно отверстий 6 для присоединения их нижних концов так, что проекция 7 (фиг. 1, 3 и g) отверстия для присоединения верхнего конца каждой трубы на плоскость, в которой расположены отверстия присоединения нижних концов, находится между отверстием для присоединения своего нижнего конца и отверстием для присоединения нижнего конца соседней трубы. Средний участок 4 охлаждающих труб выполнен закругленным, причем длина его не больше длины поперечного участка 5 (фиг. 1-4). Трубчатый бак трансформатора может быть снабжен ний участок которых расположен вдоль стенок бака, а концевые участкив поперечном к ним направлении так, что отверстия для присоединения труб к баку рассредоточены по его периметру в два ряда, один из которых находится в верхней части стенок бака, а другой - ниже его, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения поверхностной плотности теплового потока охлаждающих труб за счет повышения эффективности теплоотдачи и температурного напора между маслом в трубах и охлаждающим его воздухом, отверстия для присоедине" ния к баку верхних концов труб смещены относительно отверстий для при« соединения их нижних концов так, что проекция отверстия для присоединения верхнего конца каждой трубы на плоскость, в которой лежат оси отверстий для присоединения нижних концов, находится между отверстием для присоединения своего нижнего конца и отверстием для присоединения нижнего конца соседней трубы.

2. Трубчатый бак по пп 1, о тли ча ющи "ся тем,,чтосредний участок охлаждающей трубы выполнен закругленным.

3. Трубчатый бак по пп 1 и 2, отличающийся тем, что поперечные участки труб наклонены в сторону естественного движения охлаждающей жидкости.

4. Трубчатый. бак по пп. 1-3, отличающийся тем, что он снабжен горизонтальным коллектором, соединяющим средние участки труб:.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Тихомиров П.И. Расчет трансформаторов. "Энергия", 1976, с. 4345 96097 горизонтальным коллектором 8, в виде охватывающей бак трубы или отрезков трубы, в которые врезаны поперечные участки охлаждающих труб.

Концы отрезков горизонтального В коллектора 8 герметично закрыты заглушками (не показаны).

Для лучшего продвижения охлаждае мого в трубах масла их поперечные участки 5 (фиг. 3-6) наклонены в сторону его естественного движения.

При эксплуатации трансформатора его активная часть отдает тепло омывающему ее маслу. Нагретое масло, имеющее меньший удельный вес, поднимается в верхнюю часть бака и поступает в верхние поперечные участки 5 охлаждающих труб и, протекая по ним, охлаждается. Охлажденное в трубах масло через нижние поперечные 20 (горизонтальные) участки 5 поступает в бак, в его среднюю и нижнюю части.

Циркуляция масла, таким образом, поддерживается за счет нагрева его активной частью в баке и охлаждения 2$ воздухом, омывающим охлаждающие трубы снаружи.

Благодаря тому, что большая часть длины охлаждающих труб расположена горизонтально (поперечные участки 5) 30 и в верхнем ряду смещены относитель.но тех же участков в нижнем ряду, обеспечивается высокая эффективность теплоотдачи. Вертикальные потоки воздуха, подогретого при омывании нижних поперечных (горизонтальных)участков, поднимаясь проходят между поперечными участками верхнего ряда, давая тем самым возможность также и поперечным участкам верхнего ряда омываться потоками неподогретого воздуха.

Формула изобретения

1. Трубчатый бак. трансформатора, 1содержащий ограниченную стенками, дном и крышкой полость для размещения активной части, заполняемую диэлектрической жидкостью, например трансформаторным маслом, и. сообщающиеся с ней охлаждающие трубы, сред"

437.

2. Готтер Г. Нагревание и охлаждение электрических машин. Пер. с нем. И.-Л., Госэнергоиздат, 1965, с. 315.

3. Голунов А.И. и Сещенко Н.С.

Охлаждающие устроиства масляных трансформаторов. M.-Л., "Энергия", 1974, с. 28-34 °

960974

Составитель Ф, Чиркина

Техред Е.Харитончик

Корректор H. Король

Редактор Г. Ус

Тираж 761 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 7301/67

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4