单路通风系统空冷汽轮发电机热交换规律的研究
发布时间：2021-01-26 15:55
国家节能减排要求,2020年单位年国内生产总值能耗相比2015年要下降15%,能源消费总量控制在50亿吨标准煤以内。目前,市场上的汽轮发电机组投建项目中,几乎没有煤电项目。市场需求促使汽轮发电机组正逐渐向燃气轮机组、自备电站余热回收、生活垃圾焚烧、生物质秸秆焚烧等小容量发电项目发展。空冷发电机机组作为这些项目的核心设备,正向着小型化、高效率发展。为了提高产品的市场竞争力,各主机制造厂家纷纷致力于容量段为10MW-150MW空冷发电机组的二次研发设计。新机组设计需要计算精度更高,更加准确快速的计算方法支撑。目前,传统通风网络设计方法大部分采用一维管道流设计方法,该设计方法仅可得到发电机总风量,无法准确地获取发电机内部各结构风量分配的比例。本文以10OMW和150MW空冷发电机组为研究对象,提出了转子旋转强耦合与弱耦合的有限元计算方法。随后,用试验的方法测量了机组额定运行时,发电机定子通风沟处和气隙入口处空气的流量及不同位置定、转子线圈温度实验结果。在验证了计算方法正确性的前提下,提出了定-转子与流-固并行耦合的计算模型,得到了流体流量分配与固体温升和损耗密度间相互作用关系。最后,对定子主...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
汽轮发电机布局图
图１－２水氢氢冷却机组示意ｉ??１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｗａｔｅｒ－ｈｙｄｒｏｇｅｎ－ｈｙｄｒｏｇｅｎ?ｃｏｏｌｉｎｇ?ｇｅｎｅｒａｔｏｒ?ｕ冷却介质后的发电机，采用的通风冷却结构也多有不同。特点，一般分为定子通风冷却系统和转子通风冷却系统。划分，大型发电机一般可概括为单路通风和多路通风两所示，为发电机的单路通风系统，其通风冷却方式为：发，进入发电机两侧端部，随后分成三路进入不同的通道；棒、铜屏蔽等，冷却完端部结构件后，经过发电机机座壁座背部。第二路进入转子内风道用于冷却转子端部及直线后，分成两路风：一路流入转子线圈端部，通过月牙槽和一路进入转子本体副槽冷却完转子本体线圈后经过槽楔进发电机定子与转子间气隙入口流入气隙中，与转子热风混子通风沟冷却定子铁心和定子线棒后流入定子铁心背部。却器进行热交换后，重新流入风扇完成一次循环。??＾?ｒ＊?ｔ?ｒ??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]定子多风路空冷汽轮发电机流场模拟湍流模型验证与分析[J]. 路义萍,葛亚军,王浩然,王芳. 电机与控制学报. 2018(05)
[2]变截面转子通风沟对全空冷水轮发电机转子温度场和流体场的影响[J]. 李伟力,李金阳,李丹. 电工技术学报. 2017(S2)
[3]大型空冷汽轮发电机冷却技术的现状与分析[J]. 高速,林松. 山东工业技术. 2017(07)
[4]空-空冷中型异步电机流体场与温度场计算及分析[J]. 胡田,唐任远,李岩. 电气工程学报. 2015(07)
[5]隐极电机转子风路入口局部堵塞时流场模拟[J]. 路义萍,刘莉,任智达,韩家德. 中国电机工程学报. 2015(23)
[6]水氢氢冷却四级汽轮发电机转子温度场数值分析[J]. 王芳,汤文霞,高斯博,田宇,张新宇,崔璐璐. 大电机技术. 2015(02)
[7]大型水氢氢冷却汽轮发电机定子温度分布[J]. 王芳,高斯博,汤文侠,张新宇,田宇,郭瑞倩. 哈尔滨理工大学学报. 2015(01)
[8]湍流模型变化对汽轮发电机转子热流场影响[J]. 路义萍,潘庆辉,孙雪梅,韩家德. 电机与控制学报. 2014(11)
[9]空冷发电机定子三维温度场分布与试验对比[J]. 王芳,郭瑞倩,安志华,牛莲静,董惠. 电机与控制学报. 2013(12)
[10]大型汽轮发电机定子变结构对温度场的影响[J]. 王芳,董惠,安志华,牛莲静,郭瑞倩. 哈尔滨理工大学学报. 2013(06)
博士论文
[1]磁性槽楔汽轮发电机电磁场与温度场及参数研究[D]. 薛易.哈尔滨理工大学 2015
[2]汽轮发电机端部电磁—温度耦合场的研究及其数值分析[D]. 夏海霞.浙江大学 2007
[3]大型空冷汽轮发电机转子流场与温度场数值模拟[D]. 路义萍.哈尔滨理工大学 2007
[4]大电机主绝缘局部放电测量及老化特征研究[D]. 杜林.重庆大学 2004
硕士论文
[1]135MW空冷汽轮发电机热流场分析[D]. 张新宇.哈尔滨理工大学 2016
[2]水氢氢冷却汽轮发电机热流场分析[D]. 高斯博.哈尔滨理工大学 2015
[3]空冷汽轮发电机定子内流体流动与传热的数值模拟[D]. 杨志宾.华中科技大学 2014
[4]发电厂600MW机组直接空冷系统建模与仿真[D]. 郑芹.华北电力大学 2014
[5]大型发电机定子流场及温度场数值计算与分析[D]. 牛莲静.哈尔滨理工大学 2013
[6]大型燃气轮机联合循环电厂优化设计研究[D]. 光旭.华北电力大学（北京） 2010
本文编号：3001392
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
汽轮发电机布局图
图１－２水氢氢冷却机组示意ｉ??１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｗａｔｅｒ－ｈｙｄｒｏｇｅｎ－ｈｙｄｒｏｇｅｎ?ｃｏｏｌｉｎｇ?ｇｅｎｅｒａｔｏｒ?ｕ冷却介质后的发电机，采用的通风冷却结构也多有不同。特点，一般分为定子通风冷却系统和转子通风冷却系统。划分，大型发电机一般可概括为单路通风和多路通风两所示，为发电机的单路通风系统，其通风冷却方式为：发，进入发电机两侧端部，随后分成三路进入不同的通道；棒、铜屏蔽等，冷却完端部结构件后，经过发电机机座壁座背部。第二路进入转子内风道用于冷却转子端部及直线后，分成两路风：一路流入转子线圈端部，通过月牙槽和一路进入转子本体副槽冷却完转子本体线圈后经过槽楔进发电机定子与转子间气隙入口流入气隙中，与转子热风混子通风沟冷却定子铁心和定子线棒后流入定子铁心背部。却器进行热交换后，重新流入风扇完成一次循环。??＾?ｒ＊?ｔ?ｒ??
ｑ?Ｊｒｘｗｒ＊?￣ｐ?叫■穴！Ｖ－：．ｊ??Ｑ?ｉ?：，１?？■＇．＂？．：；?．二＿■：：■■■■?三目?目目?：：：■，，?一??ｆ国麵?ｉ昌圓昌室——ｊ?＝＝?—?＝目?Ｂａ?；?—＞?１?１?．?—?Ｈ＊?■?！?Ｉ?ｊ??？?＝＝?ｉ?固固旨＝??＇?ＪＩｒＴｌＰｉ＾??副榷??ｃ）通畅式转子流道形式??ｃ）?Ｌｉｑｕｉｄ?ｆｌｏｗ?ｐａｔｈ?ｉｎ?ｒｏｔｏｒ；??图１－５转子副槽通风示意图与副槽通风结构产品图??Ｆｉｇ．?１－５?Ｒｏｔｏｒ?ｓｕｂ－ｔａｎｋ?ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ?ｄｉａｇｒａｍｓ?ａｎｄ?ｐｒｏｄｕｃｔ?ｄｉａｇｒａｍｓ??（２）气隙取气结构形式??气隙取气冷却结构中冷却气体不是由转子两端进入的，而是通过气上的风斗，通过转子旋转取得的冷风。冷风进入转子绕组后，冷却转子热风排入气隙中，因此需要将转子在气隙中分隔出多个冷热风区，如图这种冷却系统需要与定子的多路通风系统配合使用，避免气隙内冷热风气隙中存在较大的进排气风斗，转子与流体的摩擦损耗较大，不适用于空常见于３００ＭＷ至６００ＭＷ等级水氢氢冷却机组中。此通风结构具有转子均匀，但制造难度大等特点。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]定子多风路空冷汽轮发电机流场模拟湍流模型验证与分析[J]. 路义萍,葛亚军,王浩然,王芳. 电机与控制学报. 2018(05)
[2]变截面转子通风沟对全空冷水轮发电机转子温度场和流体场的影响[J]. 李伟力,李金阳,李丹. 电工技术学报. 2017(S2)
[3]大型空冷汽轮发电机冷却技术的现状与分析[J]. 高速,林松. 山东工业技术. 2017(07)
[4]空-空冷中型异步电机流体场与温度场计算及分析[J]. 胡田,唐任远,李岩. 电气工程学报. 2015(07)
[5]隐极电机转子风路入口局部堵塞时流场模拟[J]. 路义萍,刘莉,任智达,韩家德. 中国电机工程学报. 2015(23)
[6]水氢氢冷却四级汽轮发电机转子温度场数值分析[J]. 王芳,汤文霞,高斯博,田宇,张新宇,崔璐璐. 大电机技术. 2015(02)
[7]大型水氢氢冷却汽轮发电机定子温度分布[J]. 王芳,高斯博,汤文侠,张新宇,田宇,郭瑞倩. 哈尔滨理工大学学报. 2015(01)
[8]湍流模型变化对汽轮发电机转子热流场影响[J]. 路义萍,潘庆辉,孙雪梅,韩家德. 电机与控制学报. 2014(11)
[9]空冷发电机定子三维温度场分布与试验对比[J]. 王芳,郭瑞倩,安志华,牛莲静,董惠. 电机与控制学报. 2013(12)
[10]大型汽轮发电机定子变结构对温度场的影响[J]. 王芳,董惠,安志华,牛莲静,郭瑞倩. 哈尔滨理工大学学报. 2013(06)
博士论文
[1]磁性槽楔汽轮发电机电磁场与温度场及参数研究[D]. 薛易.哈尔滨理工大学 2015
[2]汽轮发电机端部电磁—温度耦合场的研究及其数值分析[D]. 夏海霞.浙江大学 2007
[3]大型空冷汽轮发电机转子流场与温度场数值模拟[D]. 路义萍.哈尔滨理工大学 2007
[4]大电机主绝缘局部放电测量及老化特征研究[D]. 杜林.重庆大学 2004
硕士论文
[1]135MW空冷汽轮发电机热流场分析[D]. 张新宇.哈尔滨理工大学 2016
[2]水氢氢冷却汽轮发电机热流场分析[D]. 高斯博.哈尔滨理工大学 2015
[3]空冷汽轮发电机定子内流体流动与传热的数值模拟[D]. 杨志宾.华中科技大学 2014
[4]发电厂600MW机组直接空冷系统建模与仿真[D]. 郑芹.华北电力大学 2014
[5]大型发电机定子流场及温度场数值计算与分析[D]. 牛莲静.哈尔滨理工大学 2013
[6]大型燃气轮机联合循环电厂优化设计研究[D]. 光旭.华北电力大学（北京） 2010
本文编号：3001392
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