大型空冷汽輪發(fā)電機(jī)三維流場計(jì)算與分析.pdf

1、我國電力行業(yè)飛速發(fā)展，人們生產(chǎn)生活中越來越離不開電。隨著經(jīng)濟(jì)的騰飛以及環(huán)保理念越來越深入人心，為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，我國的發(fā)電廠正邁向大核電、大水電、大煤電、大型可再生能源基地的集約化開發(fā)的關(guān)鍵一步。大型發(fā)電機(jī)有其得天獨(dú)厚的優(yōu)越性，包括但不限于:減少備用容量、合理利用動(dòng)力資源、合理分配負(fù)荷、削峰填谷及提高供電可靠性。制約大型發(fā)電機(jī)容量提升的一個(gè)關(guān)鍵因素就是溫升。為此，人們?cè)O(shè)計(jì)出各種通風(fēng)冷卻方案，如空冷、水冷、氫冷、以及空-空冷、空-水冷這

2、些混合散熱方式。這些散熱方式中，水冷、氫冷等方式雖然冷卻效果好，但設(shè)備復(fù)雜，運(yùn)行維護(hù)不方便。所以空冷無疑是最行之有效的散熱方式。進(jìn)一步提升空冷的冷卻效果，進(jìn)而提升發(fā)電機(jī)額定容量，是解決這類問題的關(guān)鍵研究。
　　本文以一臺(tái)350MW大型空冷汽輪發(fā)電機(jī)為研究對(duì)象，構(gòu)建仿真模型。取1/2軸向域和1/2周向域?yàn)榉治鲅芯繉?duì)象。采用有限體積法對(duì)電機(jī)內(nèi)空冷系統(tǒng)的流體特征進(jìn)行了數(shù)值仿真計(jì)算。對(duì)電機(jī)內(nèi)定子、轉(zhuǎn)子及端部的流量、流速、壓強(qiáng)等特征量的大小

3、及演變過程進(jìn)行了著重的采樣與分析。所得結(jié)果的總流量與設(shè)計(jì)值相符，但定子端部的齒壓板處流量的分布還是有所差異的。定子端部齒壓板處風(fēng)道的流量遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)值，但該處散熱面積有限，使部分冷卻風(fēng)浪費(fèi)掉了。文中對(duì)齒壓板提出三種修改方案，對(duì)此進(jìn)行計(jì)算并比對(duì)分析。此外，轉(zhuǎn)子端部在設(shè)計(jì)時(shí)提出了三種方案，為分析轉(zhuǎn)子端部不同方案的優(yōu)劣，在計(jì)算域模型內(nèi)做出修改，而后又對(duì)其各自仿真進(jìn)行分析。通過大量的對(duì)該電機(jī)流體場進(jìn)行的數(shù)值仿真計(jì)算，基本掌握了該電機(jī)內(nèi)流體流動(dòng)趨勢(shì)