汽輪發(fā)電機(jī)定子換位線棒的損耗與溫升問題研究.pdf

1、汽輪發(fā)電機(jī)是核電站中關(guān)鍵的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置，在我國(guó)大力發(fā)展安全、高效核電的大背景下，汽輪發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)研發(fā)已經(jīng)成為核電工業(yè)發(fā)展的重要問題。隨著汽輪發(fā)電機(jī)單機(jī)容量的增大，定子線棒的損耗與溫升隨之增加，為了有效控制其損耗與溫升，大容量汽輪發(fā)電機(jī)的定子線棒常采用編織換位的并繞股線結(jié)構(gòu)，換位方式的合理設(shè)計(jì)取決于定子線棒在不同換位方式下?lián)p耗與溫升的準(zhǔn)確計(jì)算。本文以百萬千瓦級(jí)核電汽輪發(fā)電機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)其定子換位線棒的漏磁場(chǎng)、環(huán)流損耗、渦流損耗以及溫

2、升等問題進(jìn)行了研究。
　　分別建立了研究定子線棒槽部漏磁場(chǎng)的二維瞬態(tài)時(shí)步有限元模型以及研究端部漏磁場(chǎng)的三維瞬態(tài)時(shí)步有限元模型，計(jì)算了定子線棒的槽部漏磁場(chǎng)與端部漏磁場(chǎng);討論了轉(zhuǎn)子主極磁場(chǎng)對(duì)定子線棒槽部漏磁場(chǎng)的影響以及端部結(jié)構(gòu)件對(duì)定子線棒端部漏磁場(chǎng)的影響，修正了傳統(tǒng)的定子換位線棒損耗的計(jì)算方法中關(guān)于槽部漏磁場(chǎng)與端部漏磁場(chǎng)的假設(shè)。
　　研究了定子換位線棒環(huán)流損耗的產(chǎn)生機(jī)理，提出了一種可以快速計(jì)算不同換位方式下定子線棒環(huán)流損耗的計(jì)算

3、方法—等效電路網(wǎng)絡(luò)法。建立了適用于各種換位方式的定子換位線棒的通用等效電路網(wǎng)絡(luò)模型，提出了以“離散積分”為基本思想的等效電路網(wǎng)絡(luò)模型中漏電抗參數(shù)的計(jì)算方法;計(jì)算了百萬千瓦級(jí)核電汽輪發(fā)電機(jī)定子換位線棒的股線電流以及環(huán)流損耗;針對(duì)百萬千瓦級(jí)核電汽輪發(fā)電機(jī)的定子線棒由四列股線組成的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出了能夠有效地減小環(huán)流損耗的定子換位線棒優(yōu)化結(jié)構(gòu)。
　　研究了定子換位線棒渦流損耗的產(chǎn)生機(jī)理，提出了一種可以考慮股線實(shí)際換位結(jié)構(gòu)以及端部漏磁場(chǎng)的定

4、子線棒渦流損耗計(jì)算方法—導(dǎo)體細(xì)分法。分別建立了定子換位線棒的槽部和端部導(dǎo)體細(xì)分模型并提出了求解方法;計(jì)算了百萬千瓦級(jí)核電汽輪發(fā)電機(jī)定子換位線棒的槽部和端部渦流損耗;討論了股線換位結(jié)構(gòu)以及導(dǎo)體細(xì)分段數(shù)對(duì)定子換位線棒渦流損耗計(jì)算結(jié)果的影響。
　　提出了能夠考慮股線實(shí)際換位結(jié)構(gòu)和實(shí)際熱源分布的定子溫升計(jì)算的三維流體—傳熱耦合網(wǎng)絡(luò)法。建立了適用于不同定子線棒換位方式的定子三維流體—傳熱耦合網(wǎng)絡(luò)模型并提出了求解方法;提出了流體—傳熱耦合網(wǎng)絡(luò)