新型定子通风结构的空冷汽轮发电机流体与温度场研究
发布时间：2021-02-01 17:32
大型汽轮发电机自采用空冷技术以来,以其结构简单、运行维护方便以及安全性高的优点,逐渐受到世界各国的重视。“燃气-蒸汽联合循环”发电技术的发展,全球对节能和环保要求的提高,以及全球用电量的增长,促进了空冷汽轮发电机开发单机容量更大的机组。目前增加发电机单机容量的主要途径是增加发电机的电磁负荷,随之而来的是绕组铜耗的增加,如果发电机通风冷却系统不能及时带走产生的热量,将造成发电机绕组温度急剧升高,严重时会烧损绕组和铁心,造成巨大的经济损失。为了保证电磁负荷增加后的空冷汽轮发电机正常运转,需要更好的通风冷却结构来控制发电机的温升。研究新型通风结构是空冷汽轮发电机向更大容量发展的必然条件,对于空冷汽轮发电机具有非常重要的意义。本文以一台150MW全空冷汽轮发电机为例,提出在定子齿部开设轴向通风孔的新型定子通风结构。首先,根据发电机实际结构尺寸,建立了发电机全域二维电磁场模型,计算得到了发电机气隙磁密、定子齿磁密和铁耗,将铁耗与实测值进行比较,验证了计算的准确性;进一步计算并分析了轴向通风孔的大小和位置对发电机气隙磁密、定子齿磁密和铁耗的影响。其次,根据发电机实际结构尺寸,建立了发电机半个轴向的...
【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】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 汽轮发电机通风冷却结构研究现状
1.3 汽轮发电机流体和温度场国内外研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 本文的课题来源及主要研究内容
2 新型定子通风结构的空冷汽轮发电机损耗计算与分析
2.1 新型定子通风结构的空冷汽轮发电机二维电磁场模型的建立
2.1.1 空冷汽轮发电机新型定子通风结构
2.1.2 汽轮发电机二维电磁场模型的建立
2.2 新型定子通风结构对发电机磁密分布的影响研究
2.2.1 新型定子通风结构对发电机气隙磁密分布的影响研究
2.2.2 新型定子通风结构对发电机定子齿磁密分布的影响研究
2.3 新型定子通风结构对发电机损耗的影响研究
2.3.1 新型定子通风结构对发电机铁耗的影响研究
2.3.2 汽轮发电机其他主要损耗计算
2.4 本章小结
3 新型定子通风结构对空冷汽轮发电机流体场的影响研究
3.1 空冷汽轮发电机半轴向全域通风系统流体网络建立与分析
3.1.1 空冷汽轮发电机流体网络模型建立
3.1.2 空冷汽轮发电机全域通风冷却系统计算结果分析
3.2 新型定子通风结构对空冷汽轮发电机风量的影响
3.2.1 定子齿开孔结构对发电机风量的影响
3.2.2 带有导流板的定子齿开孔结构对发电机风量的影响
3.3 定子齿开孔结构对定子流体分布规律的影响
3.3.1 气隙和定子径向通风沟三维流体模型建立
3.3.2 原结构发电机求解域流体分布规律研究
3.3.3 通风孔大小和位置对定子流体分布规律的影响
3.4 带有导流板的定子齿开孔结构对定子流体分布规律的影响
3.4.1 通风孔和导流板大小、位置对定子流体分布规律的影响
3.4.2 齿开孔结构有无导流板对定子流体分布规律的影响
3.5 本章小结
4 新型定子通风结构对空冷汽轮发电机定子温度场的影响研究
4.1 新型定子通风结构定子三维流动-传热模型的建立
4.2 定子齿开孔结构对定子温度场的影响
4.2.1 原结构发电机定子温度场分析
4.2.2 通风孔大小对定子温度场的影响
4.2.3 通风孔位置对定子温度场的影响
4.3 带有导流板的定子齿开孔结构对定子温度场的影响
4.3.1 通风孔和导流板大小对定子温度场的影响
4.3.2 通风孔和导流板位置对定子温度场的影响
4.3.3 齿开孔结构有无导流板对定子温度场的影响
4.4 本章小结
5 结论
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]75MW空冷汽轮发电机通风系统设计及试验[J]. 史航,仝世伟,李勇. 大电机技术. 2016(01)
[2]转子通风结构对永磁电机转子流体场和温度场的影响[J]. 李伟力,王耀玉,黄东洙,李栋,开志宏. 北京交通大学学报. 2015(02)
[3]直接空冷机组经济背压计算模型及其应用[J]. 高建强,陈冠兵,薛楠楠. 动力工程学报. 2014(02)
[4]空冷汽轮发电机冷却技术探讨[J]. 许利. 科技创新与应用. 2013(35)
[5]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)
[6]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)
[7]永磁风力发电机通风结构优化及性能分析[J]. 丁树业,郭保成,孙兆琼. 中国电机工程学报. 2013(09)
[8]大型核电汽轮发电机转子通风系统流动特性数值模拟[J]. 张小虎,袁益超,边缘,胡晓红. 能源研究与信息. 2011(02)
[9]空冷汽轮发电机定子绕组异结构下的不饱和同步电抗、绕组内涡流场与温度场的计算与分析[J]. 李伟力,孙宏丽,于海涛. 电工技术学报. 2011(02)
[10]汽轮发电机不同冷却介质对定子传热特性的影响[J]. 焦晓霞,管春伟,李伟力,郑萍. 电机与控制学报. 2011(02)
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
硕士论文
[1]大型空冷水轮发电机定转子耦合场的计算与分析[D]. 刘小可.哈尔滨理工大学 2018
[2]大型汽轮发电机不同转子结构内流体场数值研究与分析[D]. 刘野.哈尔滨理工大学 2018
[3]计及旋转状态的全空冷水轮发电机多物理场耦合计算与分析[D]. 李丹.北京交通大学 2017
[4]发电机转子通风结构的热流耦合特性研究[D]. 杨山坡.华中科技大学 2016
[5]变风量空调自动控制系统仿真与优化[D]. 张美丽.华北电力大学 2016
[6]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
[7]大型水轮发电机内部流体场和温度场的数值计算[D]. 熊斌.哈尔滨理工大学 2006
[8]大型空冷汽轮发电机端部三维涡流场有限元分析[D]. 黄浩.哈尔滨理工大学 2006
本文编号：3013161
【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】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 汽轮发电机通风冷却结构研究现状
1.3 汽轮发电机流体和温度场国内外研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 本文的课题来源及主要研究内容
2 新型定子通风结构的空冷汽轮发电机损耗计算与分析
2.1 新型定子通风结构的空冷汽轮发电机二维电磁场模型的建立
2.1.1 空冷汽轮发电机新型定子通风结构
2.1.2 汽轮发电机二维电磁场模型的建立
2.2 新型定子通风结构对发电机磁密分布的影响研究
2.2.1 新型定子通风结构对发电机气隙磁密分布的影响研究
2.2.2 新型定子通风结构对发电机定子齿磁密分布的影响研究
2.3 新型定子通风结构对发电机损耗的影响研究
2.3.1 新型定子通风结构对发电机铁耗的影响研究
2.3.2 汽轮发电机其他主要损耗计算
2.4 本章小结
3 新型定子通风结构对空冷汽轮发电机流体场的影响研究
3.1 空冷汽轮发电机半轴向全域通风系统流体网络建立与分析
3.1.1 空冷汽轮发电机流体网络模型建立
3.1.2 空冷汽轮发电机全域通风冷却系统计算结果分析
3.2 新型定子通风结构对空冷汽轮发电机风量的影响
3.2.1 定子齿开孔结构对发电机风量的影响
3.2.2 带有导流板的定子齿开孔结构对发电机风量的影响
3.3 定子齿开孔结构对定子流体分布规律的影响
3.3.1 气隙和定子径向通风沟三维流体模型建立
3.3.2 原结构发电机求解域流体分布规律研究
3.3.3 通风孔大小和位置对定子流体分布规律的影响
3.4 带有导流板的定子齿开孔结构对定子流体分布规律的影响
3.4.1 通风孔和导流板大小、位置对定子流体分布规律的影响
3.4.2 齿开孔结构有无导流板对定子流体分布规律的影响
3.5 本章小结
4 新型定子通风结构对空冷汽轮发电机定子温度场的影响研究
4.1 新型定子通风结构定子三维流动-传热模型的建立
4.2 定子齿开孔结构对定子温度场的影响
4.2.1 原结构发电机定子温度场分析
4.2.2 通风孔大小对定子温度场的影响
4.2.3 通风孔位置对定子温度场的影响
4.3 带有导流板的定子齿开孔结构对定子温度场的影响
4.3.1 通风孔和导流板大小对定子温度场的影响
4.3.2 通风孔和导流板位置对定子温度场的影响
4.3.3 齿开孔结构有无导流板对定子温度场的影响
4.4 本章小结
5 结论
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]75MW空冷汽轮发电机通风系统设计及试验[J]. 史航,仝世伟,李勇. 大电机技术. 2016(01)
[2]转子通风结构对永磁电机转子流体场和温度场的影响[J]. 李伟力,王耀玉,黄东洙,李栋,开志宏. 北京交通大学学报. 2015(02)
[3]直接空冷机组经济背压计算模型及其应用[J]. 高建强,陈冠兵,薛楠楠. 动力工程学报. 2014(02)
[4]空冷汽轮发电机冷却技术探讨[J]. 许利. 科技创新与应用. 2013(35)
[5]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)
[6]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)
[7]永磁风力发电机通风结构优化及性能分析[J]. 丁树业,郭保成,孙兆琼. 中国电机工程学报. 2013(09)
[8]大型核电汽轮发电机转子通风系统流动特性数值模拟[J]. 张小虎,袁益超,边缘,胡晓红. 能源研究与信息. 2011(02)
[9]空冷汽轮发电机定子绕组异结构下的不饱和同步电抗、绕组内涡流场与温度场的计算与分析[J]. 李伟力,孙宏丽,于海涛. 电工技术学报. 2011(02)
[10]汽轮发电机不同冷却介质对定子传热特性的影响[J]. 焦晓霞,管春伟,李伟力,郑萍. 电机与控制学报. 2011(02)
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
硕士论文
[1]大型空冷水轮发电机定转子耦合场的计算与分析[D]. 刘小可.哈尔滨理工大学 2018
[2]大型汽轮发电机不同转子结构内流体场数值研究与分析[D]. 刘野.哈尔滨理工大学 2018
[3]计及旋转状态的全空冷水轮发电机多物理场耦合计算与分析[D]. 李丹.北京交通大学 2017
[4]发电机转子通风结构的热流耦合特性研究[D]. 杨山坡.华中科技大学 2016
[5]变风量空调自动控制系统仿真与优化[D]. 张美丽.华北电力大学 2016
[6]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
[7]大型水轮发电机内部流体场和温度场的数值计算[D]. 熊斌.哈尔滨理工大学 2006
[8]大型空冷汽轮发电机端部三维涡流场有限元分析[D]. 黄浩.哈尔滨理工大学 2006
本文编号：3013161
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