ГЛАВА ПЯТАЯ РАДИАТОРНЫЕ БАКИ ТРАНСФОРМАТОРОВ
16. РАДИАТОРЫ С КРУГЛЫМИ ТРУБАМИ
Трансформаторы 3-го габарита, начиная с мощности 3 200 кВА, и 4-го габарита снабжаются охлаждающими радиаторами. Радиаторы позволяют получить значительно большие поверхности охлаждения, чем трубчатые баки.
В Советском Союзе получили распространение радиаторы, изготовленные из стальных электросварных круглых труб наружным диаметром 51 мм и толщиной стенки 1,75 мм, т. е. из тех же труб, которые применяются для трубчатых баков. Трубчатые радиаторы выполняют двух типов: одинарный (рис. 19) и двойной или сдвоенный (рис. 20). Одинарный радиатор имеет 16 труб в ряду и два ряда труб; следовательно, полное число труб равно 32. Сдвоенные радиаторы имеют 16, 18, 20 и 22 трубы в ряду и 4 ряда труб, а полное число труб соответственно составляет 64, 72, 80 и 88. Трубы вварены в боковые стенки прямоугольных коллекторов — верхнего м нижнего. У одинарных радиаторов трубы вварены с одной стороны коллектора, а с другой стороны вварен патрубок для присоединения радиатора к трансформатору. У сдвоенных радиаторов трубы вварены с обеих сторон коллектора, а патрубок для присоединения радиатора к трансформатору приварен с одного из торцов коллектора.
Рис. 19. Одинарный трубчатый радиатор с числом труб 2X16=32.
Прежде чем приварить трубы, их концы загибают на трубогибочном станке. Внутренний радиус трубы принят 125 мм.
Расстояние между осями труб (шаг) в одном ряду равно 70 мм, расстояние между осями труб соседних рядов равно 75 мм. Брать меньшие расстояния между трубами в ряду нецелесообразно, так как это затрудняет циркуляцию воздуха и, следовательно, уменьшает эффективность теплоотдачи радиатора. Увеличение расстояния между трубами приводит к уменьшению теплоотдающей поверхности.
Размеры радиаторов нормализованы. Высота радиаторов имеет 10 значений и выбирается в зависимости от высоты бака трансформатора. Ширина сдвоенного радиатора составляет 710 мм. Длина радиатора имеет 4 значения в зависимости от количества труб в одном ряду. В табл. 3 указаны поверхность и веса радиаторов и масла в них.
Рис. 20. Сдвоенный трубчатый радиатор с числом труб 2X2X16=64.
1 — плоская стенка сборной коробки (коллектора); 2 —коробчатая стенка коллектора; 3 — трубы; 4 — фланец; 5 — патрубок с условным проходом 80 мм; б—торцовая стенка коллектора; 7 —пробка для выпуска воздуха; 8—скоба для подъема радиатора; 9 — угольник для полос, скрепляющих радиаторы между собой; 10 — дистанцирующая трубка (водогазопроводная в условным проходом 20 мм); 11 — угольник; 12 — болт с гайками. Размеры А и В приводятся в табл. 3.
Как говорилось выше, к коллекторам радиаторов привариваются патрубки, состоящие из водогазопроводной усиленной трубы внутренним диаметром 80 мм и приваренного к ней квадратного фланца с четырьмя отверстиями диаметром 22 мм для болтов М20, крепящих радиатор к патрубку бака трансформатора.
Оба коллектора снабжены пробками. Пробка верхнего коллектора служит для выхода воздуха из радиатора при заливке его трансформаторным маслом. Во время заливки масла она должна быть открыта до тех пор, пока в отверстии штуцера пробки не покажется масло. Нижняя пробка служит для слива остатков масла из радиатора. На радиаторах имеются скобы для подъема и верхний и нижний угольники для скрепления радиаторов между собой стальными полосами, что делается после установки радиаторов на баке трансформатора.
Для придания радиатору необходимой жесткости трубы двух соседних рядов скрепляются при помощи угольников размером 30X30X4 мм, приваренных к трубам, дистанцирующей трубки (или прутка) и болтов. Радиаторы, имеющие расстояние между осями патрубков 3 000 мм и более, имеют двукратное крепление труб по высоте.
Таким образом, радиатор представляет собой самостоятельный узел, который при помощи двух своих патрубков присоединяется к патрубкам бака трансформатора (рис. 21).
Патрубки бака трансформатора 2 так же, как и патрубки радиатора, выполнены из водогазопроводной усиленной трубы с внутренним диаметром 80 мм и приваренных к ней квадратных фланцев 4 а 8. При расстоянии между осями патрубков радиаторов 3 000 мм и более, а также при «дутье» вентиляторами, установленными на радиаторах, при всех размерах радиаторов патрубки усиливают приваркой двух косынок 3, расположенных под углом 45° к горизонтальной оси патрубка. Работающие вентиляторы являются одним из источников вибрации радиаторов, а поэтому такое усиление патрубков необходимо.
В настоящее время существует мнение, что все патрубки без исключения следует усиливать косынками. В новых конструкциях трансформаторов это положение уже находит применение. Патрубок имеет вылет, равный 70 мм. Применяются также удлиненные патрубки, вылет которых равен 120 мм. Они применяются в том случае, когда балки жесткости, приваренные к стенке бака трансформатора, мешают нормальному положению радиатора и поэтому приходится отодвигать радиатор от стенки.
Расположение патрубков по высоте бака трансформатора зависит от двух условий: а) удобства наложения сварочного шва в месте присоединения патрубка к стенке и б) размеров плоского крана, установленного на верхнем патрубке.
Рис. 21. Присоединение радиатора к баку. 1 — стенка бака; 2 — патрубок; 3 — косынка; 4 — фланец; 5 — резиновое уплотнение; 6 — плоский кран; 7 — резиновое уплотнение; 8 — фланец патрубка радиатора; 9 — шпилька.
Плоский кран не должен выступать вверх за раму бака. Исходя из этого, минимальное расстояние от верхней плоскости рамы до оси патрубка принято равным 170 мм. Минимальное расстояние от дна до оси нижнего патрубка должно составлять 175лш. Это расстояние в исключительных случаях уменьшают до 125 мм. Расстояние между верхним и нижним патрубками бака должно быть равно расстоянию между патрубками радиатора, применяемого для данного трансформатора.
В том случае, когда бак значительно выше выбранных для данного трансформатора радиаторов настолько, что по высоте стенки остается значительное свободное место, а теплоотдача выбранных радиаторов достаточна и не требует увеличения их высоты, радиаторы устанавливаются на стенке бака возможно выше. При этом минимальное расстояние от рамы бака до оси патрубка сохраняется равным 170 мм. Такое положение радиатора улучшает его теплоотдачу (см. § 18).
Рис. 22. Плоский кран для радиаторов.
1 — конический штифт; 2 — рукоятка; 3 — полуось; 4 — нажимная гайка сальника; 5 — корпус крана (чугун); 6 — уплотнение (асбестовый графитированный шнур); 7 —штифт; 8 — диск (заглушка); 9 — полуось; 10 — стопорный болт.
Трансформаторы обычно транспортируются без радиаторов. Для присоединения же радиаторов к баку существуют краны специальной конструкции, так называемые «плоские» (рис. 22). Специальная конструкция крана позволяет уменьшить вылет радиатора. Краны устанавливаются на патрубках бака трансформатора. При транспортировке трансформатора эти краны закрыты и дополнительно заглушены стальной заглушкой на резиновой прокладке во избежание просачивания масла между заглушкой самого крана 8 и его корпусом 5. Перед установкой радиаторов дополнительную заглушку снимают, а радиаторы присоединяют к закрытым кранам. Затем краны поворотом рукоятки 2 на 90° открывают и заполняют радиаторы маслом из бака, предварительно открыв верхние пробки радиаторов. В бак доливают необходимое количество масла. Кранами пользуются также в том случае, когда радиаторы снимают с заполненного маслом трансформатора для ремонта. В этом случае краны закрывают, затем снимают радиаторы, и после этого на краны ставят дополнительные стальные заглушки.
Рис. 23. Минимальные расстояния между трубчатыми радиаторами.
а — радиальное расположение сдвоенных (двойных) радиаторов; б — касательное (тангенциальное) расположение одинарных радиаторов.
1 — трубы; 2 — угольник снаружи труб; 3 — коллектор.
Размещение радиаторов на баке трансформатора бывает касательным (относительно стенки) при применении одинарных радиаторов и радиальным при применении сдвоенных радиаторов (рис. 23). Иногда применяется как первое, так и второе расположение радиаторов на одном и том же трансформаторе. На трансформаторах 4-го габарита применяются только сдвоенные радиаторы. Применение того или иного типа радиатора и их количество диктуются необходимостью получения нужной теплоотдающей поверхности трансформатора.
Таблица 3
Sp — геометрическая поверхность радиатора, м*; бр — вес радиатора без масла, кг. Ом — вес масла в радиаторе, кг.
Установленные на баке сдвоенные радиаторы вверху и внизу скрепляются между собой отдельными полосами.
Описанные выше конструкции трубчатых радиаторов имеют достаточную механическую прочность. При изготовлении они испытываются избыточным давлением, равным 1 ат, для выявления прочности сварных швов. Однако трубчатые радиаторы слишком громоздки и занимают много места. Назрела необходимость замены существующих радиаторов более компактными, малогабаритными и более эффективными охладителями. Такая замена сейчас осуществляется Запорожским трансформаторным заводом (ЗТЗ) и заводами «Уралэлектроаппарат» и Электрозаводом.
