汽轮发电机带有交替径向风道的转子流体与传热耦合分析

• Published in: 电机与控制学报 Vol. 28; no. 2; pp. 11 - 20
• Main Authors: 李伟力, 乔田怀, 李亚磊, 李程昊, 刘明洋, 李志强
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 北京交通大学 电气工程学院,北京100044%国网河南省电力公司电力科学研究院,河南 郑州450015%中国电力科学研究院有限公司,北京100192 01.02.2024
• Subjects: 流体流动与传热; 通风网络; 有限体积法; alternate radial ducts; 交替径向风道; water-hydrogen-hydrogen-cooled turbogenerator; ventilation fluid network; finite volume method; fluid flow and heat transfer; 水氢氢冷汽轮发电机
• ISSN: 1007-449X
• DOI: 10.15938/j.emc.2024.02.002

TM311; 针对汽轮发电机带有交替径向通风道的转子发热冷却问题,以一台350 MW水氢氢冷汽轮发电机为研究对象,依据流体力学和传热学的基本理论,首先建立计及旋转的电机全域通风网络模型,采用逐次迭代法计算得到各支路流量和节点压力.其次,建立了带有交替径向风道的发电机转子流体-传热三维物理模型和数学模型,给出了基本假设和相应的边界条件,同时将通风网络计算得到的风速和压力作为转子求解域的耦合边界,采用有限体积法进行求解,计算结果与实测值吻合.然后分析了交替径向风道内流量分配和氢气流动情况,研究了转子内部氢气温度分布和槽楔出风口风温变化规律,探明了转子绕组和铁心轴向温度分布特性,讨论了副槽入口流量和槽楔出口直径对转子流体和温度的影响.得出副槽入口流量应控制在0.1～0.16 m3/s范围内,且选择较小的槽楔出口直径,可以提高通风系统的效率与风量分配均匀性,降低转子轴向热不平衡.