中小型水轮发电机组，一般都装设空气冷却器。空气冷却器也称为热交换器。发电机内的热空气，通过空气冷却器进行冷却，温度降低后，进入发电机内部冷却铁芯和绕组。然后再经空气冷却器冷却，再进入电机内部，如此循环不已，将发电机的电气损耗和通风损耗所产生的热量通过空气冷却器的冷却水带走。

当冷却水温度为25℃时，每千瓦损耗按每小时约需水量为0.2～0.4m3计算。当冷却水温低于或高于25℃时，空气冷却器的冷却水量可相应地减少或增加。

空气冷却器由多根冷却水管、上下承管板、密封橡皮垫和上下水箱盖零部件组成，如图9-1所示。

图9-1　发电机空气冷却器

1—冷却器固定支架；2—冷却管；3—上承管板；4—上水箱盖；5—进水管；6—出水管；7—吊攀；8—下水箱盖

一般情况下，空气冷却器通过支架1固定在机座壁上，立式机组沿圆周等距分布，可用螺栓直接将空气冷却器紧固在机座壁上；而卧式机组一般采用一个较大的冷却器，用平台安放在发电机下部。用4个滚轮支撑冷却器的重量，冷却器紧靠机座壁，用压板压紧。对于单路轴向通风系统的双水内冷发电机，有将空气冷却器置于转子下面的下机架支臂之间的布置型式。

各个冷却器采用并联方式通过阀门连接至环形进出水管上，这样，当某一个冷却器发生故障时，可以将其单独关闭而不影响其他冷却器的运行，也有采用两个冷却器串联后再互相并联的连接方式。

中小型容量水轮发电机，一般装设4～8个空气冷却器，空气冷却器的散热余量取10%～15%为宜，这样，当某一个冷却器检修时，其他冷却器仍能带走全部损耗，不会影响发电机的正常运行。

立式水轮发电机的空气冷却器的冷却水管通常为立式放置，卧式机组冷却水管为水平放置的，两种放置方式的空气冷却器，在参数计算及结构设计方面基本没有什么区别。

水轮发电机空气冷却器的部件结构如下。

（一）冷却管

空气冷却器的冷却管的主要形式如图92所示。

1.绕簧式

绕簧式冷却管由直径ϕ19mm或ϕ17mm黄铜管（或紫铜管）外绕螺旋铜丝圈而成，如图9-2（a）所示。螺旋铜丝圈又称为叶片。由直径为0.2mm的铜丝簧绕成。在绕制过程中，同时把焊锡丝螺旋状绕在管壁上，绕完后在铜管两端通大电流使焊丝熔化，这样就可以将铜丝焊在铜管上。

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图9-2　冷却管的结构型式

（a）绕簧式结构；（b）挤翼式结构；（c）套片式结构

2.挤翼式

挤翼式冷却管是由厚壁铝（或铜）管经过轧挤成为带螺旋状散热翅的散热管。为了增强散热器的抗腐蚀能力，在装配前需经氧化处理。有的内孔中衬以铜管（铜管不需要处理），以防止水的腐蚀作用。其结构如图9-2（b）所示。

3.套片式

套片式冷却管是由冲制的散热片套在黄铜管上组成散热管，如图9-2（c）所示。

（二）承管板

承管板是冷却器的骨架，用以固定冷却管，由钢板加工而成，如图93所示。

图9-3　冷却管承管板

为保证承管板与水箱盖接触密封性能良好，承管板表面粗糙度Ra值应不低于6.3μm，边缘不得有毛刺，孔不得有贯通性刻痕，承管板加工后，表面进行镀锌处理。

（三）水箱盖

上、下水箱盖与承管板组成冷却器的上、下水箱。水箱与冷却管构成冷却水通路，水箱盖为钢板焊接结构，如图94和图95所示。

图9-4　冷却器上水箱盖

水箱盖与橡皮接触表面的粗糙度Ra值不低于6.3μm。考虑到水箱盖的互换性与通用性，水箱盖进、出法兰的中心距允许误差为±1mm。水箱盖加工面对法兰平面的不平行度不得大于法兰外径的1/100，最大不大于2mm。