300MW大型汽輪發(fā)電機流體場及溫度場分析計算.pdf

1、大型汽輪發(fā)電機作為電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分更是與電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性、電能質(zhì)量以及電力需求有著密切的關(guān)系。在提高汽輪發(fā)電機單機容量的同時又要保持其輸出電能的穩(wěn)定性，運行時的電磁負荷必然提高，要保證電機的運行可靠，需要控制電機整體的通風及溫度分布，因此準確計算汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子和定子通風流體分布以及溫度場分布對大型發(fā)電機穩(wěn)定運行有著重要的指導意義。
　　本文對一臺300MW水-氫-氫大型汽輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子與定子流體場及溫度場進行研究，主要工作如下

2、:
　　首先，利用UG軟件建立300MW汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)子通風模型，引入流體力學原理并結(jié)合Fluent軟件計算出大型汽輪發(fā)電機在額定運行、且整個轉(zhuǎn)子兩側(cè)通風時的流體場分布;模擬單側(cè)通風的流體場分布以及不同旋轉(zhuǎn)速度時轉(zhuǎn)子徑向通風道內(nèi)流體分布，并對風道中通入氫氣與空氣時，計算并比較了風道壓力，證明轉(zhuǎn)子兩側(cè)通氫氣時散熱效果更優(yōu)。
　　其次，利用UG軟件建立3D轉(zhuǎn)子溫度場模型，根據(jù)轉(zhuǎn)子流體場計算結(jié)果得到轉(zhuǎn)子溫度場計算的初始入口風速，將轉(zhuǎn)

3、子繞組熱量作為體熱源加載到Fluent中，根據(jù)傳熱學理論以及大型電機冷卻的經(jīng)驗知識，利用有限元體積法計算得到大型汽輪發(fā)電機額定運行時轉(zhuǎn)子溫度場分布，從徑向角度看，靠近轉(zhuǎn)子大齒的轉(zhuǎn)子槽位溫度較低，從軸向角度看，半軸長轉(zhuǎn)子整體溫度呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，之后分析轉(zhuǎn)子表面損耗對轉(zhuǎn)子各部件溫度變化的影響。
　　最后，建立3D定子通風冷卻模型，根據(jù)Maxwell軟件計算得到定子鐵芯熱源——鐵耗，再將定子繞組銅耗作為總熱源加載到Fluent中