多风路空冷汽轮发电机定子内流体流动与传热耦合计算与分析

根据大型空冷汽轮发电机多风路通风系统内流体流动与传热的特点,建立了定子多风路通风系统三维流动与传热耦合计算的物理模型和数学模型,并给出求解域相应的边界条件及假设条件,采用有限体积法对三维流体场和温度场控制方程进行耦合计算;对定子各个径向通风沟内的流体速度、温度以及电机各部分温度的空间分布特性进行分析,并将耦合场计算结果与实测结果进行比较分析,为多风路大型电机综合物理场的准确计算提供理论依据。

空冷汽轮发电机冷却气流风量对定子内流体的影响

根据大型空冷汽轮发电机多风路通风系统内流体流动与传热的特点,建立定子多风路通风系统三维流动与传热耦合计算的物理模型与数学模型,并给出求解域相应的边界条件及假设条件,采用有限体积法对三维流体场和温度场控制方程进行耦合计算;在保证总风量不变的情况下,分析改变定子、气隙风量对定子各个径向通风沟内的流体速度、温度及电机各部分温度空间分布特性的影响。结果表明,适当增加气隙风量,会降低电机定子最高温度,还会降低电机定子最高温度与最低温度的温差。最后,以200MW两级大容量空冷汽轮发电机为例进行计算,将计算结果与实测结果进行比较分析,证明该方法的准确性。

集电环笛型通风冷却结构的温度分析及优化

汽轮发电机滑环与碳刷之间的摩擦造成滑环表面温度升高。采用流热耦合模型计算滑环表面的温度分布,通过分析滑环外侧气流分布与滑环温度分布的对应关系,提出在无碳刷区域滑环上方布置多排孔笛型管,强化滑环表面对流换热。计算结果表明:笛型通道沿滑环重新分配风机流量,并在笛型管孔口下方形成射流,直接冲击滑环表面,发挥强化换热作用;通风结构优化后,滑环碳刷的接触点最高温度降低了28.3%,平均温度降低了29%。