蒸发冷却汽轮发电机中两相流型的过渡准则

蒸发冷却汽轮发电机中的关键问题是线棒温度分布和两相压降的预测，而准确的流型判断准则是解决这些问题的前提。为了得到适用蒸发冷却汽轮发电机定子绕组内冷条件下的两相流型过渡准则，文中针对汽轮机定子空心导线的结构特点，搭建起冷却介质R113的水平两相流实验台，在110~140 kPa、1.72~19.78 g/s的条件下，对流型的过渡进行了实验研究。实验结果与常用的流型过渡计算方法比较后，发现Taitel & Dukler方法和Weisman方法不适用于定子空心导线，误差很大，Barnea方法与实验条件相似，误差比较小。最后，在Taitel & Dukle和Barnea方法的基础上，分析了不同流型转换时的受力情况，并结合汽轮发电机定子绕组内冷的特点，简化了导线尺寸与介质物性的影响，得到适于汽轮发电机定子绕组蒸发内冷条件下的流型过渡准则。     

汽轮发电机定子绕组内部蒸发冷却计算与实验

本文简介了汽轮发电机定子绕组内部蒸发冷却的技术原理，着重介绍了一套基于此基础之上的仿真软件。针对强迫循环管内蒸发冷却压力变化大的情况，提出了两相流阻计算中根据不同平均压力的分别处理以及蒸发占计算中未蒸发段阻力的处理方法。在初步实验的基础上，进行了扩展计算的分析。     

蒸发冷却技术专题讲座：定子线棒空心导体内两相流计算方法

蒸发冷却从热学原理上是利用流体沸腾时的汽化潜热带走热量。流体从开始沸腾到完全汽化是一个渐进的过程,不可能在瞬间完成,那么在蒸发冷却的冷却回路中就势必存在两相流,而且两相流的状态在不断地变化。蒸发冷却技术的难点问题和研究的核心课题就是两相流问题。两相流问题当中包     

新型浸润式蒸发冷却电机定子三维温度场的研究

浸润式蒸发冷却优越于其它冷却方式，为电机定子的运行提供了安全、可靠、高效的绝缘及传热的整体大环境，其对应的温度分布状况值得深入研究。文中以一台高功率密度、高速整流异步发电机的定子为研究对象，根据制造企业的工艺允许条件，提出一种适合于浸润式蒸发冷却电机定子的新型绝缘结构，对该结构中的气、液、固三相电绝缘体系的温度场分布等问题进行了系统的理论仿真计算与模型试验，基于仿真和试验两方面的结果，对这一结构给予了可行性分析，确定了其运行时的额定负荷，为以后同类型电机的设计提供理论依据。     

蒸发冷却电机管内气液两相流截面含气率测量的研究

本阐述了蒸发冷却电机管内气液两相流截面含气率测量的重要性及其测量的特点,分析了各种测量方法的优缺点．并对静态气液两相介质进行了射线吸收法的实验研究,认为采用射线吸收法测量蒸发冷却电机管内气液两相流出口处截面含气率是可行的,并且可以获得较高的精度。     

蒸发冷却大电机定子主绝缘的试验研究

针对大型蒸发冷却电机的定子设计出一种新的绝缘结构 ,由冷却介质承担主绝缘使主绝缘厚度大幅减薄。用13.8k V电压等级的定子模拟线棒试验的结果表明 ,这种新型主绝缘可行。     

锅炉内螺纹管汽液两相流摩擦压降特性试验研究

在压力为8～10 MPa、质量流速为350～600 kg/(m2.s)、含汽率为0～1的工况范围内,对直径为38.1 mm、壁厚为7.5 mm的六头内螺纹管中汽液两相流体的摩擦压降特性进行了试验研究,试验段采用水平绝热布置。试验结果表明:压力对两相流摩擦压降的影响很大,两相流摩擦压降倍率随压力增加而减小,在临界压力附近趋近于1;两相流摩擦压降倍率随含汽率增加而先增加,然后有减小的趋势;两相流摩擦压降倍率也随质量流速增加而减小。并对用于计算汽液两相流体摩擦压降的试验关联式中的B系数进行了讨论。     

蒸发冷却电机用磁脂密封的研究

磁脂密封作为一种新型的密封形式,在蒸发冷却电机中的应用有着广泛的前景和研究意义。本文研制了适合于蒸发冷却工艺的电机磁脂密封装置,对磁脂密封的承压能力进行理论研究和试验验证,证明了该装置实际的密封效果,研究了与磁脂密封承压能力密切相关的因素,幵分析该结构的功耗公式和温升影响因素,从试验角度验证了轴转速对温升有较大的影响,转速越高,磁脂温升速度越快,最终稳定下来的温度也越高。根据以上工作,提出了一些减小磁脂温升的方法。     

蒸发冷却对高压电机电场分布改善的研究

为尽早开发国内24 kV级大型汽轮发电机,提出了采用蒸发冷却方式的技术路线。根据蒸发冷却介质高绝缘性能提出了一种适于该冷却方式的高电压等级汽轮发电机新型定子绝缘结构。采用有限元数值计算软件仿真了电机定子槽内与端部高压静电场的分布状况,列出了若干组电场强度的计算结果,据此详尽地分析了蒸发冷却方式下形成的气、液、固三态绝缘系统的耐电晕、耐击穿的可靠性,系统地研究了新定子绝缘结构的特点及规律。结果表明该新型绝缘系统无需防晕处理,可实现主绝缘仅4 mm的24 kV等级蒸发冷却汽轮发电机。     

倾斜蒸发内冷强迫循环系统与自循环系统的两相流摩擦压降研究对比

与传统的冷却方式相比,蒸发冷却技术有着其独特的优势,未来必将有广阔的应用前景.在不同的应用领域,蒸发冷却技术的应用方式可以是自循环,或是强迫循环.相应地,针对两种系统内压降的研究方法就有其各自的特点.本文以应用于风力发电机的倾斜蒸发内冷系统为研究对象,针对自循环方式与强迫循环方式的不同,分别对其提出不同的研究方法.经过实验验证,证明了这些方法的可行性.本文最终得到的压降计算式可以应用于工程实际,这将为蒸发冷却技术在风力发电机上的应用奠定基础.     

顺列管束间气液两相流型及压降特性研究

采用高速摄像仪研究矩形通道内气液两相流体垂直向上横掠节距比P/D为1.3和1.8的顺列水平管束的流型,拍摄到泡状流、间歇流和雾状流3种典型流型。采用气液折算速度绘制了流型图,发现在低折算液速和折算气速下与前人研究较一致。对比分析了2种管束间不同流型的压降,结果表明:2种管束的泡状流压降最大,间歇流次之,雾状流最小。含气率a在0.15~0.67范围内,P/D=1.8管束的压降大于P/D=1.3管束的压降。含气率a小于0.15和大于0.67时,大节距比管束的压降反而小于小节距比管束的压降。对压差波动信号的功率谱特征进行分析的结果表明,利用压差时域信号的功率谱特性可以鉴别流型。     

低质量流速下内螺纹管摩擦压降特性研究

在低质量流速下,对绝热水平布置的φ31.8 mm×6.0 mm西门子公司优化内螺纹管进行了高压汽水两相流摩擦压降特性试验研究;为进行比较,又对同规格的水平绝热光管的两相摩擦压降进行了测定。同时探讨超临界压力下优化内螺纹管摩擦压降特性。根据试验结果,得到了优化内螺纹管的两相摩擦压降倍率随压力、蒸汽干度和质量流速变化,分析超临界压力下优化内螺纹管的摩擦压降随质量流速、工质焓值和压力的变化。通过与水平光管比较发现:在高干度区,水平内螺纹管的两相摩擦压降倍率比水平光管有一明显得多的峰值存在。与亚临界压力下单相摩擦阻力系数相比,超临界压力下内螺纹管摩擦阻力系数的特点是在拟临界温度处摩擦阻力系数存在一个突跳变化,即存在一个峰值。     

汽轮发电机定子内冷水系统流量测量方法建议

对用超声波流量法现场测量汽轮发电机定子冷却水流量遇到的问题进行了探讨,提出了更为简单可行的测量方法。     

基于EMTP-RV电网电压对称跌落对双馈风电机组影响分析

为了研究电网三相电压对称跌落对双馈风电机组运行特性影响,从磁链守恒定律出发,定性分析了电网电压对称跌落时双馈风电机组定、转子输出的有功功率和无功功率、电磁转矩、机械转矩、转速以及直流电容电压等电磁分量的变化情况。并采用了定子电压定向矢量控制技术,在EMTP鄄RV中搭建了双馈风力发电机组的并网模型,仿真分析了电网电压发生40%～1s对称跌落条件下双馈风电机组的各个电磁量的变化情况,结果验证了理论推导的准确性。     

管束间气液两相过渡流型及其压力波动特性

采用高速摄像技术对矩形通道内气液两相流体垂直向上横掠2种节距比顺列管束的过渡流型及压差信号进行实验研究,在泡状流流动过程中拍摄到了S形泡状流。分析了各种流型转变的机制,基于实验数据绘制了流型界限图。对比分析了2种管束间不同过渡流型的压差波动信号,发现从泡状流到间歇流再到雾状流压差信号呈减小趋势。2种管束的压差信号波动幅值不同,节距比大的压差信号波动幅值大。实验发现气液两相折算速度对压差信号的波动有明显影响。     

循环流化床炉内气固两相流流体特性研究

通过对两相流的概念以及循环流化床锅炉炉内气固两相流的特点和规律的阐述,并结合循环流化床锅炉炉内两相流的表现形式,运用物理学的基本知识,比较分析了气固两相流与水流之间的联系与区别,阐述了锅炉内流态化的特点及其规律,从而对循环流化床锅炉有了重新认识。     

一种新的低含液率气液两相流槽式孔板压降倍率相关式

为准确测量凝析天然气流量,对低含液率气液两相流条件下槽式孔板的压降相关式进行了实验研究。总结了孔径比为0.50、0.60和0.75的槽式孔板气相压降倍率FG随Lockhart-Martinelli参数X、气体Froude数Frg和孔径比b变化的规律;将X、Frg和b作为变量对Murdock相关式进行修正,提出了一种新的适用于不同孔径比槽式孔板的压降相关式,并与前人建立的标准孔板压降相关式进行了对比分析。结果表明：对于3种不同孔径比的槽式孔板,所提出的相关式流量计算精度最高,平均相对误差均小于4%。