汽轮发电机定子冷却水路堵塞时的温度场分析与计算

水氢氢汽轮发电机定子冷却水系统发生堵塞的事故时有发生,对定子温度进行监测是诊断冷却系统故障的重要手段之一,因此掌握冷却系统的故障状态和电机中温度分布的对应规律是非常必要的.为此,根据流体力学和传热学的基本原理,结合水氢氢汽轮发电机的结构特点,提出了汽轮发电机定子线棒冷却水路发生堵塞时定子温度场的数学模型.采用热平衡方程对定子温度场的偏微分方程进行离散化处理,与冷却系统中水温及氢温的计算相耦合,形成联立方程组.在此基础上研究了定子线棒冷却水路发生堵塞时对发电机定子温度场的影响,分析总结了空心股线堵塞的严重程度与定子线棒出水口温度以及定子槽检温计温度之间的变化规律,为发电机发生水路堵塞时的故障诊断提供了理论依据.     

汽轮发电机水路堵塞时定子流体场和温度场的数值仿真

水冷汽轮发电机冷却水路的堵塞是其常见的故障,水路系统堵塞的检测手段之一是监测其温度的变化。由于水氢氢汽轮发电机采用氢气冷却定子铁芯和转子部分,采用水冷却定子绕组,使得其冷却系统比较复杂,并且流体流动状态直接影响到温度的变化。为了得到较好的温度仿真结果,将流体场与温度场进行耦合,建立了汽轮发电机定子三维流体场与温度场的耦合数学模型。在通过计算汽轮发电机二维电磁场从而获得定子铁芯损耗分布的基础上;利用有限体积法耦合计算了定子的三维流体场和温度场。采用所建立的数学模型,计算了定子线棒空心导线在不同堵塞故障下定子的三维流体场和温度场,总结了定子温度的变化规律:与正常运行相比较,空心导线堵塞时,定子最高温度点的位置由上层线棒的出水口处转移到了被堵塞的线棒;被堵塞的空心导线即使增加1根,也会使得其所在的线棒温度有较大的增加,但是定子铁芯齿部、轭部以及正常线棒的温度增加很少。     

汽轮发电机定子冷却水的温度场分析

采用有限元法对三维流体场和温度场控制方程进行了耦合计算。在保证液体总流量不变的情况下,分析在不同堵塞情况下定子空心股线中流体速度、绕组温度分布的特性。结果表明,空心股线堵塞情况的不同,直接影响定子线棒的温度分布,并且还会影响定子线棒最高温度和最低温度的温差。计算了一台QFSN-220-2型汽轮发电机在不同堵塞情况下定子线棒的三维温度场,与实测值比较,结果表明该模型以及计算方法是正确的。     

超临界汽轮发电机定子股线堵塞对温度分布的影响

为分析水内冷发电机定子绕组堵塞故障下绕组的发热问题,采用数值方法计算空心和实心股线的涡流损耗,建立定子流体场与温度场共轭传热计算模型,得到发电机径向通风沟和空心绕组内流体复杂分布,将所得温度结果与实测值进行了对比,验证计算结果的准确性;分析发电机空心股线发生堵塞故障下定子线棒的温度分布,研究股线堵塞位置及堵塞根数对发电机绝缘性能的影响;提出一种有效降低堵塞故障下绕组最高温度的绕组新结构,绕组采用该结构能使发电机发生堵塞故障后最高温度降低47℃,为预防主绝缘老化及热应力对电机绝缘的损害提供理论依据,降低发电机股线堵塞故障下绝缘烧毁隐患的发生。     

汽轮发电机换位线棒环流损耗对定子温度场的影响

为了研究定子换位线棒环流损耗分布对汽轮发电机定子温度场的影响,依据流体力学以及传热学理论,以一台水-氢-氢冷汽轮发电机为例,建立定子三维流体—传热耦合场物理模型和数学模型,采用等效电路网络法计算当定子线棒采用0°/540°/0°换位方式时定子线棒每根股线的环流损耗,在此基础上采用有限体积法求解三维流体—传热耦合方程,得到定子换位股线的环流损耗按平均分布以及按实际分布两种情况下的定子温度。结果表明:定子温度的分布规律与定子换位线棒环流损耗的分布规律有关,当考虑定子换位股线的实际环流损耗分布时,定子铁心和定子线棒最高温度的位置和大小都发生变化。     

1000MW汽轮发电机定子冷却水系统化学清洗技术

针对某1000MW汽轮发电机定子线棒层间温差和引水管出水温差超标的问题,分析了定子线棒空心铜线堵塞的原因。具体介绍一套酸洗,活化,镀膜的化学清洗工艺。发电机定子冷却水系统通过化学清洗,除去了空心铜线的腐蚀产物,降低了定子线棒层间温差,确保1000MW汽轮发电机安全、经济运行,具有较大的实用性和经济性。     

300MW水氢氢汽轮发电机定子线棒堵塞的处理

本文阐述了300MW水氢氢冷汽轮发电机定子线棒堵塞的处理方法,进一步说明了进行定子水路冲洗的重要性.     

大型发电机定子主绝缘温度场数值研究

为了研究大型汽轮发电机定子温度场以及主绝缘温降分布规律,以一台具有异结构股线的特殊大型汽轮发电机为例,根据发电机的通风性能和结构特点,建立了发电机定子径向通风沟内二维流体场模型.并采用有限体积元法对其进行了数值计算.同时建立了发电机定子三维温度场的数学模型和物理模型,基于获得的各个散热表面的散热系数,利用有限元法对其进行了数值研究.研究表明温度场的计算结果与实测结果相吻合,最高温度位于定子上层线棒靠近槽口的股线上,上下层线棒主绝缘温降的最高值以及平均值都存在差异,且上层线棒的主绝缘温降较大.本研究可为大型发电机股线结构优化提供参考.     

特殊绕组结构的空冷汽轮发电机定子三维温度场计算与分析

对于具有特殊股线结构的大型空冷汽轮发电机温度场计算具有一定的难度。文中推导了大型空冷汽轮发电机定子上、下层线棒的股线数和截面不等时绕组涡流损耗的表达式,求解出发电机额定运行时定子股线沿径向分布的菲尔德系数;建立了定子径向通风沟内二维流体场的物理模型和数学模型,采用有限体积法对其进行了数值计算;建立定子三维温度场的物理模型和数学模型。以1台大型空冷汽轮发电机为例,在先前推导的基础上,采用有限元法对定子三维温度场进行数值计算,给出了在发电机温度场求解域中的温度分布规律。将计算结果与实测结果进行比较,得出了一些有益的结论。     

大型汽轮发电机定子线棒局部堵塞的处理

介绍了大型汽轮发电机定子线棒空心铜线发生局部阻塞后,用常规方法无法处理时所采用的紧急处理措施。     

采用混合单元的汽轮发电机定子 温度场的分析与计算

为了提高大型汽轮发电机温度场计算的精度,提出采用混合单元(混合坐标系)计算电机温度场的方法。根据传热学和流体力学的基本原理,建立汽轮发电机定子三维温度场的数学模型;采用热平衡原理对定子温度场的偏微分方程进行离散化处理,形成电机的等效热网络。给出采用混合单元对电机进行网格划分的方法,并推导了不同坐标系下热导的求解方法,进而给出采用等效热网络方法求解定子温度场的非线型方程组。将其应用于一台QFSN-200-2型汽轮发电机定子温度场的计算,并将计算结果与实测值进行了比较,结果表明所提出的方法是正确可行的。     

核电百万千瓦级发电机定子空心铜导线防腐研究

本文通过对核电百万千瓦级发电机定子空心铜导线冷却水系统铜含量超标和流量下降的原因进行分析,论述了定子冷却水溶解气体、p H值、电导率、水温等因素对发电机定子空心铜导线腐蚀的影响,讨论了安装调试、功率运行及大修期间定子冷却水系统的运行方式和保养方法,为核电站全周期控制和优化发电机定子空心铜导线的腐蚀提供参考。     

双水内冷同步调相机定子温度场分析

温度场的研究对双水内冷同步调相机安全运行具有重要的意义。针对双水内冷同步调相机,采用有限元法建立了电磁场二维模型以及流体-温度三维温升计算模型,求取了电机不同运行工况下的电枢电流、励磁电流以及对应的电机定子损耗。在此基础上,根据流体-温度耦合的传热理论,以定子线圈和铁心损耗为热源,求解定子各部分温度分布,研究电枢电流、冷却水流速、冷却水进水温度对定子温升的影响。结果表明,双水内冷同步调相机运行时定子下层线圈温度高于定子上层线圈温度,定子线圈最高温升与电枢电流的二次方呈正比,且其温升与冷却水的流速相关,与进水温度成正比。本文中关于温度场的研究可为大型同步调相机散热结构优化及过载能力分析提供理论参考价值。     

300MW发电机定子绕组温差大缺陷分析及处理

对某发电厂5号发电机定子线棒层间及定子线棒引水管出水温差大的缺陷进行了分析,介绍了采用内窥镜对定子线棒空心导线进行检查的情况.采用化学清洗的办法清除堵塞物,解决了定子绕组温差大的缺陷.     

TBB-800-2EY3型汽轮发电机定子绕组及其端部支撑结构的改造

由于 TBB-800-2EY3型汽轮发电机定子端部绕组支撑结构等的设计存在严重弊病,导致运行中数次发生线棒磨损、漏水故障。按原结构修复投运后再次发生类似故障。为根除上述弊病,采用当代汽轮发电机设计、制造新技术,改造800 MW大容量汽轮发电机定子端部绕组的支撑结构、定子绕组、定子压圈及屏蔽结构。发电机改造后,定子端部绕组的振动值、定子绕组的附加铜损耗和基本铜损耗以及压圈的损耗与温升均大幅度降低,发电机的效率和运行可靠性均有提高。     

330MW水氢氢发电机定子线棒堵塞处理

某电厂7号机组投运半年后,发电机52号槽线棒温度达66.5℃,线棒间温差高达14℃以上。分析原因为52号槽线棒发生堵塞,用反冲洗方法无法清除。大修时,采用水锤法吹扫,冲洗出大量的黑色氧化物,处理后机组带330 MW负荷时,52号槽线棒温度为52℃,温差仅为4.6℃。但发电机定冷水化验显示pH值偏低。文章主要介绍了水锤法的处理过程和方法,并对发电机内冷水质提出了建议,为防止绕组空心导线被局部腐蚀,应适时采取化学方法对线棒进行清洗除垢。     

发电机内冷却水系统高含量单质铜垢的化学清洗

发电机内冷却水（内冷水）系统腐蚀及腐蚀产物沉积所引起的绝缘性能与通流冷却能力下降,是发电机运行的重要安全隐患。某发电厂发电机内冷水系统出现堵塞、超温异常,其腐蚀产物中单质铜含量高。为消除隐患,首次采用以氨基磺酸为主的复合酸并添加双氧水作为清洗介质,辅以分步去除氧化铜和单质铜的工艺,对该发电机内冷水系统实施了化学清洗。结果表明,所采用的清洗工艺技术有效去除了线棒内的腐蚀产物,且对线棒本体损伤较小;与清洗前相比,清洗后定子线棒最高温度下降了9.9 ℃,线棒间最大温差下降了10 ℃,不同线棒间出水最大温差下降了11 ℃,确保了发电机安全经济运行。