空冷汽轮发电机通风结构改进的三维流体与温度场的计算与分析

摘要

空冷汽轮发电机的温度状况直接影响着电机的性能,因此发电机的散热状况一直备受关注,发电机的通风结构成为了研究的重点。采用不同的通风结构直接影响着发电机内部的风量分配,进而对电机的散热状况产生很大的影响。针对这种通风结构对温度的影响,本文进行了以下内容的研究。
　　 本文以空冷汽轮发电机为例,改变定子通风槽钢的形状,在定子通风沟内加装挡风板结构,并且改变挡风板与电机径向的夹角度数,全面计算流体从各个不同角度进入通风沟内部情况下流体的分布情况以及对发电机定子温度的影响。此外,进一步改变发电机定子的通风结构,在定子绕组上加装六根空管,并在空管内通入空气来冷却定子绕组。用有限元计算的方法,通过建立定子轴向段的三维模型,对该电机定子内部的流体分布进行计算分析,同时得到该发电机定子各部分的温度状况,以及空内冷通风方式对定子绕组温度的影响状况。然后,在以上研究的基础之上,针对发电机稳态负序的运行进行了一些研究:根据流体动力学原理,建立空冷汽轮发电机转子周向一周,轴向包括一个径向通风沟的三维模型,对稳态负序情况下的转子温度及径向风沟内空气流量分布特性进行计算分析,并与非负序情况下得出的结果进行对比,同时验算了该电机的最大稳态负序能力。将转子表面温度的计算结果与运行试验数据进行比较,验证了该计算结果的可靠性。
　　 本文采用有限元法计算所得出的计算值与试验实测值的误差均满足工程实际要求,证明了所用计算方法的正确性。并且其他类型的汽轮发电机皆可使用本方法进行分析研究。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题的研究意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文的主要研究内容

第2章 空冷汽轮发电机定子通风槽变化对定子流体及温度影响的分析

2．1 定子通风槽钢变化后的三维流体温度耦合场模型

2．2 定子通风槽钢形变对流体分布的影响

2．3 定子通风槽钢变化的定子温度分析

2．4 本章小结

第3章 空冷汽轮发电机定子空内冷绕组对定子温度的影响

3．1 定子空内冷绕组情况下的定子三维模型及边界条件

3．1．1 数学模型的建立

3．1．2 空内冷绕组模型的边界条件及基本假设

3．2 定子空内冷绕组的流体及温度状况分析

3．3 空内冷与实心绕组温度和流体的比较分析

3．4 本章小结

第4章 负序工况下的转子三维流体及温度场的计算与分析

4．1 发电机转子三维流体温度耦合场模型

4．2 额定工况下转子圆周模型的三维流体及温度分析

4．2．1 额定工况下转子风道内流体分布

4．2．2 额定工况下转子温度分布

4．3 额定工况下转子简化模型三维流体及温度分析

4．3．1 简化的转子模型

4．3．2 简化模型的转子流体及温度分布

4．4 负序工况下转子风道内三维流体及温度分析

4．5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢