汽轮发电机带有交替径向风道的转子流体与传热耦合分析

针对汽轮发电机带有交替径向通风道的转子发热冷却问题，以一台350 MW水氢氢冷汽轮发电机为研究对象，依据流体力学和传热学的基本理论，首先建立计及旋转的电机全域通风网络模型，采用逐次迭代法计算得到各支路流量和节点压力。其次，建立了带有交替径向风道的发电机转子流体-传热三维物理模型和数学模型，给出了基本假设和相应的边界条件，同时将通风网络计算得到的风速和压力作为转子求解域的耦合边界，采用有限体积法进行求解，计算结果与实测值吻合。然后分析了交替径向风道内流量分配和氢气流动情况，研究了转子内部氢气温度分布和槽楔出风口风温变化规律，探明了转子绕组和铁心轴向温度分布特性，讨论了副槽入口流量和槽楔出口直径对转子流体和温度的影响。得出副槽入口流量应控制在0.1～0.16 m³/s范围内，且选择较小的槽楔出口直径，可以提高通风系统的效率与风量分配均匀性，降低转子轴向热不平衡。