135MW空冷汽轮发电机热流场分析

发布时间：2017-08-10 05:11

  本文关键词：135MW空冷汽轮发电机热流场分析

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【摘要】：随着我国经济的高速发展,对能源和资源的需求越来越大,尤其是对电力的需求与日俱增。目前我国电力的主要来源是汽轮发电机组,单机容量越来越大,机组散热的好坏直接影响着机组安全运行的重要标志。对大型汽轮发电机通风冷却研究的方法很多,由于之前计算机水平的限制,数值模拟的方法一直没有受到重视,现在计算机的高速发展为用数值计算模拟汽轮发电机的通风冷却结构提供了强大的保障。本文以某工厂研制的135MW空冷汽轮发电机作为研究对象,根据厂方提供的数据尺寸,建立汽轮发电机定子、定子端部、转子、转子端部、气隙一体化三维物理模型,进入转子、气隙、定子的风量都是自动分配的,更加贴近实际情况,这对汽轮发电机内部的流场和温度场进行数值模拟和分析更有实际意义。首先,选取转子端部风路最长的8号槽及它对应的定子槽作为研究对象,基于双向通风,通风结构是对称的特点,选该槽半轴及其所对应定子结构作为模拟计算的三维模型,在3000r/min的稳定工况下,计算得到各个风区间相对静压、相对风速及空气流量的分布情况,且与厂方给的流量数据进行对比,分析各个区域流量偏差的原因。其次,建立三维流场与温度场的耦合求解模型,计算各个区域冷却介质的温度分布规律,分析定子和转子主要部件的温升状况,找到不同结构温升最高的区域,分析高温区形成的原因,然后对通风不合理的区域进行结构优化。为该类型的汽轮发电机生产设计与优化改造提供理论依据。
【关键词】：汽轮发电机 空冷 流场 温度场 数值模拟
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM311
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究的目的及意义10-11
• 1.2 空冷汽轮发电机冷却的研究现状11-14
• 1.2.1 国内研究现状11-13
• 1.2.2 国外研究现状13-14
• 1.3 课题来源及主要研究内容14-16
• 第2章 发电机冷却理论基础及通风结构16-23
• 2.1 计算流体动力学概述16
• 2.2 计算流体力学控制方程16-19
• 2.3 空气冷却方式的优点与缺点19-20
• 2.3.1 空气冷却方式的优点19
• 2.3.2 空气冷却方式的缺点19-20
• 2.4 135MW空冷汽轮发电机通风结构20-22
• 2.5 本章小结22-23
• 第3章 空冷汽轮发电机内部流场数值分析23-39
• 3.1 物理模型23-25
• 3.2 数学模型及网格划分25-27
• 3.2.1 数学模型25-26
• 3.2.2 网格划分26-27
• 3.3 求解域边界条件27-28
• 3.3.1 基本假设27
• 3.3.2 边界条件27-28
• 3.4 流场求解结果分析28-38
• 3.5 本章小结38-39
• 第4章 空冷汽轮发电机温度场分析39-61
• 4.1 物理模型39-40
• 4.2 数学模型40
• 4.3 网格划分40-41
• 4.4 模型基本假设与求解条件41-42
• 4.4.1 基本假设41
• 4.4.2 求解条件41-42
• 4.5 求解结果分析42-60
• 4.5.1 发电机内空气温度场分析42-51
• 4.5.2 发电机内主要部件温度场分析51-60
• 4.6 本章小结60-61
• 第5章 优化电机内部通风结构61-67
• 5.1 优化后的流场物理模型61-62
• 5.2 结构优化后流场分析62-66
• 5.3 本章小结66-67
• 结论67-69
• 参考文献69-73
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文73-74
• 致谢74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：648973