风力发电机自循环蒸发内冷系统稳定性的研究

自循环蒸发内冷系统的冷却效率高,可以实现无泵自循环,运行安全可靠,基本免维护,因此适合在大型风力发电机中使用.蒸发内冷系统的稳定性对风力发电机的安全运行十分重要,本文基于非线性分岔理论及其数值延拓法,对自循环蒸发内冷系统应用于风力发电机的的静态稳定性进行了深入研究.获得了系统静态分岔解图,分析了系统演化特性,同时分析了系统分岔现象的参数效应.搭建了实验平台,通过实验观测到了自循环蒸发内冷系统的静态分岔现象,验证了理论计算的正确性.

330MW蒸发冷却汽轮发电机冷却技术的特点及性能

我国大型发电机蒸发冷却技术的研发已有60多年的历史,近年来实现了由实验室试验研究阶段向工业化、商品化应用的转变。本文以300MW量级蒸发冷却汽轮发电机为研究对象,讲述了蒸发冷却汽轮发电机的特点,并依据两相流与传热理论,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。并以此为依据完成了样机设计和制造,将计算结果与样机型式试验结果进行比较,表明浸泡在蒸发冷却介质中的电机定子绕组层间最高温升低于42K,铁心温升最高15K,远低于汽轮发电机冷却技术要求的温升限制,说明300MW级汽轮发电机应用蒸发冷却技术是可行的。也验证了仿真计算的准确性,为以后同类型更大容量电机设计提供了理论依据。

不同压力下的自然循环自动清洗蒸发器技术实验

自然循环自动清洗式蒸发器的综合效益相当高。其中的结晶垢自动清洗研究比较充分,技术也比较成熟,产生足够的自然循环推动力成为关键,并且与蒸发压力密切相关。为此研究它的蒸发压力适应性问题。得到的结果是,常压蒸发和加压蒸发中影响自然循环推动力大小的主要因素是汽化深度,分别在20℃、25℃以上的传热温差下,都可以达到带动长管加热室、光滑扭带自动清洗需要的11kPa以上,并且加压蒸发更有优势;真空蒸发中汽化深度和出口动能损失两者的影响都大,因此难以形成大的自然循环推动力,则需要采用旋流冲推齿形扭带自动清洗的短管加热室结构。该技术适用于国内普遍采用的0.6MPa加热蒸汽源的三效蒸发工艺。

新型自然循环自动清洗式蒸发器及设计原理

以高效蒸发器为目标,旨在以自然循环替代高能耗的强制循环泵、以自动清洗取代加热面盐垢的周期性停车清洗.主要研究沸腾室内的不平衡汽化过程机理,提出动力温度的新概念,采用显热与汽化热转换平衡的研究方法,得到自然循环推动力的工程设计计算式,并且由此引出推动力强化的基本原则,进而获得中试的成功.还提出加热室必须采用能够低流速下自转清洗又高效传热强化的螺旋齿带,才能保障循环总阻力低于推动力.

自循环蒸发冷却技术在水轮发电机上的应用

长期以来水轮发电机多用空气为介质对其定子、转子绕组以及铁芯进行冷却。随着大型水电站的开发建设和单机容量的增大 ,蒸发冷却将得到广泛的应用。蒸发冷却是采用低沸点、无毒、无污染、不腐蚀电机用材的冷却介质 ,具有高绝缘和不燃性能 ;是靠绕组损耗转化形成的动力进行密闭无泵自循环冷却。因此在水轮发电机上采用会获得良好的技术性能。这种冷却方式从 70年代末就开始进行工业机组研制和试验 ,1983年运用于云南大寨电站 2台 10MW机组 ;1992年运用于陕西安康火石岩电站的 5 2 5MW机组 ,1999年运用于李家峡 40 0MW的机组。实践证明 ,这种冷却方式具有广泛应用价值 ,可应用于中等容量以上的机组 ,特别适用于高速。

自然循环自动清洗式高效节能蒸发器的核心理论研究

严重影响现有蒸发器效益的焦点是高能耗的强制循环泵和加热面盐垢的周期性停车清洗。自然循环自动清洗式蒸发器能够满意地解决这两个问题 ,为企业创造相当可观的效益。以动力温度概念和不平衡汽化过程机理为基础的自然循环推动力理论研究 ,不仅得到有很大意义的计算模型 ,并且给出了自然循环推动力有效强化的思路 :设计较大截面、足够深度、出口部呈渐扩形的沸腾室来提高汽化的平衡度、降低出口动能损失 ;必须采用安装有像螺旋齿带那样能够低流速下自转、高效强化传热、较低流体阻力的自动清洗元件的短管加热室 ,以便增大动力温度 ,又使自然循环总阻力较低。按此动力学理论设计的自然循环自动清洗式蒸发器顺利地获得中试成功。

风力发电机浸润式闭环自循环蒸发冷却系统冷启动特性

通过不同的时间间隔模拟风力发电机典型间歇运行工况,进行空冷式自循环蒸发冷却系统冷启动实验。分析空冷式自循环蒸发冷却系统启动过程中温度、压力等方面的特性。结果表明,随着时间间隔的增长,空冷式自循环蒸发冷却系统初始压力降低,启动时间延长、系统压力阈值升高、冷却介质循环建立难度增大。由于系统冷却及不凝性气体渗漏等原因造成冷凝管进气变难,空冷冷凝器壁温先下降后上升,总体呈下降趋势,研究结果可为风力发电系统的正常运行提供一定的借鉴与支持。

混炼机转子自蒸发循环冷却技术的研究

提出一种新型高效自蒸发循环旋转热管冷却技术来冷却连续混炼机的转子 ,并进行了模拟试验研究。研究结果表明 :采用自蒸发循环旋转热管冷却技术冷却连续混炼机的转子 ,具有高效的导热性、良好的表面均温性、无泄露、节水等优点。同时试验也表明 :充液比 (V+)、工作温度 (tv)、转速 (n)

制盐蒸发器高速自然循环推动力模拟试验

自然循环自动清洗技术是解决制盐蒸发器盐垢问题最理想的方案 ,关键在于能否产生足够大的自然循环推动力。为此进行了自然循环推动力的冷模试验 ,由试验数据分析推算表明 ,蒸发循环液经过加热室后只要上升 3℃以上 ,就可以形成 10 0 0 0Pa以上的自然循环推动力 ,使加热管内的自然循环流速达到 1 0m/s以上 ,满足带动塑料纽带自转清洗的要求。并且 ,蒸发压力愈高 。

自然循环自动清洗式蒸发器的试验研究

文章中研究的新型蒸发器,加热室内安装有旋流冲推力强化力矩的自动清洗螺旋,能够在低流速、循环总阻力11kPa以下实行自动清洗。沸腾室大截面、大深度、渐扩形出口部,循环母液低流速通过,能够在较大的深度处开始汽化;并且停留时间较长,在加热室得到的显热尽可能多的转化为汽化热;还能大幅度地降低出口动能损失,使自然循环的有效推动力强化达到11kPa～15kPa,从而省去高能耗的强制循环泵。因此新型蒸发器对于传热强化与节能具有很高的价值。

低速强化自然循环自动清洗式高效节能蒸发器

研究的新型蒸发器,加热管内安装具有低流速下强化转矩的自动清洗螺旋齿带,能够在低流速、循环总阻力11000Pa以下实行自动清洗。沸腾室大截面、大深度、渐扩形出口部,使循环母液低流速通过,能够在较大的深度处开始汽化,并且停留时间较长,在加热室得到的显热尽可能多地转化为汽化热,还能大幅度地降低出口动能损失,使自然循环的有效推动力强化达到11000—15000Pa。

高效蒸发器的循环动力学理论

以动力温度概念和不平衡汽化过程机理为基础的自然循环推动力理论研究 ,不仅得到具有很大意义的计算模型 ,并且给出了自然循环推动力有效强化的思路。设计较大截面、足够深度、出口部呈渐扩形的沸腾室来提高汽化的平衡度、降低出口动能损失 ,必须采用安装有像螺旋齿带那样能够低流速下自转、高效强化传热、较低流体阻力的自动清洗元件的短管加热室 ,以便增大动力温度 ,又使自然循环总阻力较低。

自转清洗式平带传热强化自然循环蒸发器的研究

为了解决传统蒸发器结垢需要频繁的停车清洗和强制循环泵高电耗两大难题,研究的新型蒸发器结构特点主要是加热室比较短、采用具有高效传热强化和较低流速下自转清洗功能的平带,沸腾室是大横截面的中心循环管,而且出口段截面为渐扩形。试验研究表明:这种平带的对流传热强化幅度可以达到92.3%,并且能够在传热管内流速大于0.35 m/s时开始自转;这种蒸发器能够为可靠自动清洗要求的自然循环设计流速0.70 m/s提供所需的推动力,并且对各种蒸发工艺条件具有良好的适应性。

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。

蒸发器自循环推动力计算模型

蒸发器的自循环推动力至今尚无设计计算方法。作者在关系复杂的诸多影响因素中,抓住动力温度这个本质作为计算模型0的主要理论基础。在深入分析沸腾室内汽化蒸发过程的不平衡影响后,提出了包含不平衡过程的汽化温度影响系数1和开始汽化深度影响系数2的修正模型。经过沸腾室出口速度动能的试验测量和计算分析表明,出口动能消耗对推动力的值有明显影响,其幅度为10%左右,对此提出便于循环流路计算的有效推动力概念及其相应的计算模型。为了更全面地考虑过程非线性等其它影响因素,使计算结果有较高的可靠性,又使试验研究工作量不致过大和设计计算的简便性,推出采用综合影响系数处理模式的工程计算式。本文提出的理论体系将有益于蒸发器自循环推动力问题研究的展开和深入。

齿带强化传热自然循环蒸发器的优化设计

以斜齿动力学理论为指导、以动力矩强化为目标结构设计的短管加热室,能够在低流速(0．6m/s左右)下实现加热管(Φ38mm×3mm×2000mm或Φ32mm×3mm×2000mm)的自动清洗防垢；传热系数得以成倍强化,循环母液的进出口温度提高值达到自然循环推动力要求的3℃以上,并且阻力在5kPa以下。以自然循环推动力强化为目标进行沸腾室结构设计,自然循环推动力可以达到10kPa以上,足以保证取消强制循环泵后加热室自动清洗防垢的自然循环推动力需要。因此,这种新型结构能够成功地解决蒸发器周期性停车清洗和循环泵高电耗两大问题,实现高产节能高效益。

自然循环自动清洗式高产高效节能蒸发器

研究设计的自然循环自动清洗式高产高效节能新型蒸发器 ,加热室内安装有自动清洗螺旋 ,循环总阻力能够降低到 110 0 0Pa以下。沸腾室的特殊设计使循环母液能够在较大的深度处开始汽化 ,并且停留时间较长 ,比较充分地汽化 ,大幅度地降低出口动能损失 ,使自然循环的有效推动力高达 120 0 0Pa以上 ,不仅省去高能耗的强制循环泵 ,而且能够使蒸汽消耗大幅度降低 ,蒸发能力提高 30 %以上。

高效蒸发器技术研究

严重影响现有蒸发器效益的基本问题是高能耗的强制循环泵和加热面盐垢的周期性停车清洗。自然循环自动清洗式蒸发器能够满意地解决这两个问题,为企业创造相当可观的效益。以动力温度概念和不平衡汽化过程机理为基础的自然循环推动力理论研究,不仅得到有很大意义的计算模型,并且给出了自然循环推动力有效强化的思路:设计较大截面、足够深度、出口部呈渐扩形的沸腾室来提高汽化的平衡度、降低出口动能损失;必须采用安装有像螺旋齿带那样能够低流速下自转、高效强化传热、较低流体阻力的自动清洗元件的短管加热室,以便增大动力温度,又使自然循环总阻力较低。按此设计的自然循环自动清洗式蒸发器顺利地获得中试成功。

自动循环蒸发器的推动力研究

自动循环蒸发器的研究在国内外的报道不多见 ,笔者根据影响自动循环的推动力因素 ,找出了影响自动循环推动力的主要因素为动力温度δt0 ,并对其进行了科学的定义。在对沸腾汽化室的蒸发过程的不平衡影响等进行深入分析研究的基础上 ,提出了汽化温度影响系数K1,和开始汽化深度影响系数K2 ,以及沸腾汽化室出口动能影响系数K3 的修正模型。考虑蒸发过程的非线性影响 ,导出了蒸发器自动循环推动力的综合影响系数K的计算模型 ,并给出了设计计算式。

水轮发电机定子自循环蒸发冷却仿真计算与实验

本文简要介绍了自循环蒸发冷却的技术原理和一套在此基础之上开发的仿真软件。这套软件完善了蒸发冷却系统的计算模型 ,从而提高了计算稳定性 ,扩大了计算范围。同时考虑到蒸发冷却电机在实际中可能运行的不平衡工况 (线棒间负荷分布不均匀 ) ,在仿真计算中增加了对不平衡情况的计算。最后 ,为了验证这套软件的计算可靠性与精度 ,在李家峡 40