大型汽轮发电机转子风道结构对空气流量分配影响

为使大型空冷汽轮发电机转子通风道中轴向分布的各径向风沟通风均匀,本文在150MW空冷汽轮发电机转子实验研究基础上,通过减小轴向中心处截面的面积、改变槽楔出风口沿轴向的直径大小等几何量,根据计算流体力学(CFD)原理,应用有限体积法求解转子通风道内空气的紊流流动等三维离散方程组,研究了转子风道几何结构等几何量变化对轴向各径向风沟通风均匀性的影响.研究结果表明,在相同的入口风速下,副槽通道中心处截面的高度越小,进入前部风沟内的空气流量越多,最小流量对应的出风口位置随着末端截面积减小向后移动.     

大型空冷汽轮发电机转子多种通风方案比较

为分析转子不同通风方案的冷却效果,以某大型空冷汽轮发电机转子为例,建立其端部绕组最长的单个线圈的物理模型,在各个通风段长度确定的情况下,改变进、出风口大小、位置及挡块布置.根据计算流体力学原理模拟额定工况转子内部流场及温度场,比较不同通风方案转子内部冷却介质流量分布、转子绕组最高温度以及温度分布的均匀性.研究结果表明,转子端部绕组风口位置决定了绕组内冷风路的长短、冷却风量大小、冷却介质温度分布及绕组温度分布.合理布置风口可增加进入转子绕组的冷却风量并调节进入各段绕组的进风百分比,保证转子在最高容许工作温度以下工作,并使转子温度分布较均匀.     

某新型通风方式空冷汽轮发电机转子三维温度场

某空冷汽轮发电机转子冷却风道采用新型通风方式,为了分析该转子内部温度分布特点,建立了该汽轮发电机转子8号槽半轴向段整体结构模型。依据计算流体动力学(CFD)原理,采用有限体积法,对转子三维温度场进行了计算。得到了冷却空气、绕组、绝缘材料、槽楔、铁心的温度分布,以及副槽段径向风孔内表面传热系数。结果表明:该种通风方式下,绕组温度沿轴向逐渐升高;转子端部绕组温度较低,绕组峰值温度位于副槽段转子中心对称面处。该结论为大型空冷汽轮发电机转子热设计提供理论参考。     

大型空冷汽轮发电机转子温度场数值模拟

随着空冷汽轮发电机容量增加,其组件的可靠性依赖于冷却系统散热能力。因而,了解关于发电机中各空气区域内的速度及温度分布是非常重要的。为了能够数值模拟出较详细和较准确的大型汽轮发电机转子温升分布,该文以150MW空冷汽轮发电机转子作为研究对象,建立了模拟转子本体及通风道内空气的传热及紊流流动二维数学模型及边界条件,并利用CFD原理,采用有限体积法进行求解,得出了转子周期截面较准确的不对称温度分布。并将计算结果与实验测量结果相比较,证明计算结果较准确。分析了副槽入口风速等参数对转子温度分布的影响。结论对汽轮发电机转子通风道优化设计及转子安全运行具有指导意义。     

空冷汽轮发电机转子温度场计算研究

针对国内各制造厂家对汽轮发电机转子温度分布的研究仍停留在平均温升的阶段,总结了在空冷汽轮发电机各部分风量分配及风温变化的前提下,以135Mw汽轮发电机转子为算例,从场的角度研究计算电机温升。从而为更大容量的空冷汽轮发电机的发展和研究提供有价值的通风冷却技术。     

湍流模型变化对汽轮发电机转子热流场影响

以某大型空冷汽轮发电机转子为例,建立了包括护环在内的半转子风路最长的线圈整槽三维物理模型,基于计算流体动力学原理,采用有限体积法,在相同的计算条件、网格划分前提下,研究了3种不同的湍流两方程模型——Standardk-ε模型、Realizablek-ε模型和RNGk-ε模型对转子三维流场和温度场的影响.结果表明:采用不同湍流模型对转子温度分布及峰值位置计算结果影响显著,RNGk-ε模型计算的温度结果偏高,Standardk-ε模型计算的温度结果偏低,Realiz-ablek-ε模型计算出的温度结果更接近实际情况.结论可为大型空冷汽轮发电机转子数值模拟提供理论参考.     

空内冷汽轮发电机的转子多路通风均匀性

建立110MW空内冷汽轮发电机转子冷却通风道一个槽(包括端部、轴径向及副槽)的半轴向段三维物理模型,并基于有限体积法对该物理模型进行旋转湍流流场数值模拟,分析了端部、轴向段和副槽通风段的空气速度、流量分布特点。采用绕组轴向单位长度供风量等概念评价冷却风量分布均匀性,分析了轴向及副槽通风段长度、副槽中心截面高度、出风口直径变化对转子各通风道风量分布的影响。结论可为空内冷汽轮发电机转子风道优化设计提供理论参考。     

汽轮发电机氢内冷转子三维温度场研究

本文对一类大型汽轮发电机氢内冷转子的三维稳态温度场进行数值仿真,与迄今为止的多数算法不同,本文将通风道气流也作为计算对象,将气流与转子本体统一进行网格剖分和计算。仿真结果指出槽与槽之间温度近乎绝缘。 本文研究了通风孔道阻塞、平均换热系数、局部换热系数以及表面损耗等对温度场的影响,并建立了温度分布与平均换热系数以及表面高频与摩擦损耗的经验公式     

氢内冷汽轮发电机转子局部风路堵塞时温度场计算

本文以转子通风道检查测试数据做统计分析，用测试值去近似模拟动态时转子内部氢速度场分布，在此基础上，给出了局部风路堵塞时转子温度场计算方法和计算实例。     

某新型空冷汽轮发电机转子通风方式的流场分析

某空冷汽轮发电机转子冷却风道采用了新型通风方式。为得到该新型通风方式流场特性,建立了该汽轮发电机转子半轴向段单槽通风道整体结构模型;依据计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)原理,采用有限体积法,计算得到转子端部、轴向及副槽通风道内速度、压力与流量分布特点;利用单节距副槽三维温度场模型计算转子温升,计算结果与实验数据相符,验证了模拟计算的准确性。结果表明,弧段风道流动阻力由风扇压头克服,副槽风道流动阻力由旋转科氏力克服,该新型通风方式有利于减小轴向温差。     

副槽及出风口结构尺寸对汽轮发电机转子三维温度场的影响

以某大型空冷汽轮发电机转子为例,建立了护环以及风路最长的半个转子线圈的三维物理模型,采用计算流体动力学方法,研究本体部分的风道结构,如副槽中心截面高度、槽楔出风口直径大小分布对转子三维温度场的影响。结果表明：根据流量分布情况预测温度分布会使设计值与实际存在偏差,应根据具体的仿真计算结果确定风道结构。针对该文电机采用的风路布置方法,副槽采用直槽、槽楔采用等出风口直径更加合理。结论可为大型空冷汽轮发电机转子的通风冷却设计提供理论参考。     

汽轮发电机转子径向空气流量分布数值计算

为减少大型空冷汽轮发电机转子轴向的温差及其热应力,有必要对沿转子轴向的各径向风道内空气质量流量分布进行研究。该文以150MW空冷汽轮发电机转子为例,应用有限体积法,在实验研究基础上,求解转子半轴向段通风道内空气的紊流流动等三维方程组,在变结构条件下,研究了转子紊流模型、副槽入口风速等物理量变化对轴向各径向风沟空气质量流量分布的影响。研究结果表明,在不同的副槽入口风速下,沿轴向转子各径向风沟内的空气流量偏差随转子风道结构参数变化。结论对更大容量空冷汽轮发电机转子通风均匀性设计具有指导意义。     

水氢氢冷却四级汽轮发电机转子温度场数值分析

本文以某大型水氢氢冷却四级汽轮发电机转子为研究对象,根据转子内冷却介质的流动特性和转子的结构特点建立转子的三维温度场模型。选择合理的基本假设和边界条件,对转子内冷却介质和固体区域的温度场进行数值求解,分析转子的温度分布规律。计算结果表明转子内冷却介质的最高温度为111.6℃,固体部件的最高温度均为113.3℃,在工程允许的范围内,没有超过最高温度限制。     

多风路大型空冷汽轮发电机三维流场计算

针对某大型空冷汽轮发电机,其中定子采用三进四出多风路通风冷却,转子端部采用弧段进风与直段补风,本体采用副槽通风结构,为研究定子压指、冷热风区及转子与气隙中各部分的冷却空气流量分布与内部流场特征,建立了半轴向段包括转子一个槽和与之对应的气隙及定子两个槽的物理模型。依据计算流体动力学原理,采用有限体积法,利用工程计算得到的压力入、出口边界条件,对计算域内的三维湍流流场进行了数值模拟。结果表明:转子轴径向段槽楔出风口的静压急剧增大,副槽段各出风口的压力约为3600Pa,以150Pa幅度上下波动。气隙中空气静压在3000～4000Pa之间变化,局部存在反向流,有涡流形成。     

汽轮发电机径切两向空冷系统转子温度场的计算方法

以俄罗斯电力问题研究所生产的转子带有副槽和径向通风沟的２０ＭＷ、２极汽轮发电机为例,给出了转子求解域中的热传导方程和相应的泛函方程,并采用有限元方法计算了当转子副槽和径向通风沟沿转子轴变截面和变步长分布时的温度场。同时,根据流体相似理论计算了转子通风沟内流体速度和表面散热系数,给出了该电机计算结果。