汽轮发电机定子强迫蒸发冷却循环流动与传热计算

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1、汽轮发电机定子强迫蒸发冷却循环流动s传热／／-算发电设备(2010No．1)汽轮发电机定子强迫蒸发冷却循环流动与传热计算吕玉坤，刘伟，王海红(1．华北电力大学能源与动力工程学院，保定071003；2．中国水电顾问集团西北勘测设计研究院，西安710065)摘要：基于c语言编程软件和气液两相流相关理论，在忽略绕组线棒辐射散热的情况下，对汽轮发电机定子采用强迫蒸发冷却循环时的流动与传热进行了编程计算，得到了汽轮发电机定子的蒸发点、循环流量、压力和温度分布。结果表明，随着绕组线棒热负荷增加，蒸发点提前，

2、循环流量减小，压力平衡器前的含气率增加；当含气率增加到某一临界值时，可能造成危险工况，因此必须通过计算确定临界热负荷。关键词：发电机；蒸发冷却；蒸发点；循环流量；临界热负荷中图分类号：TM301．41文献标识码：A文章编号：1671-086X(20l0)01—0033-04CirculatingFlowandHeatTransferCalculationforForcedEvaporativeCoolingSystemofTurbine—GeneratorStatorsLUYu-kun，LIUW

3、ei，WANGHai-hong(1．SchoolofEnergyandPowerEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China；2．HydroChinaXibeiEngineeringCorporation，Xi’an710065，China)Abstract：BasedontheoriesofClanguageprogrammingsoftwareandgas—liquidtwo—phaseflow，andwi

4、thoutconsiderationofheatradiationfromwindingbar，circulatingflowandheattransfercalculationwererespectivelyperformedbycomputerprogramsforforcedevaporativecoolingsystemofaturbine—generatorstator，duringwhichtheevaporationpoint，circulatingflowrate，pressur

5、eandtemperaturedistributioncurveswereobtained．Resultsshowthatwiththeriseofheatloadonwindingbar，theevaporationpointwillmoveforward，thecirculatingflowrategodown，andthegasratiorisebeforepressureequalizer．Dangerousworkingconditionsmayoccurwhenthegasratio

6、risestoacriticalvalue，SOitisnecessarytodeterminethecriticalheatloadbycalculation．Keywords：generator；evaporationandcooling；evaporationpoint；circulatingflow；criticalheatload随着电力工业的发展，发电机单机容量不断却条件，于是一种新型的发电机定子强迫蒸发冷地提高，而制约发电机单机容量提高的主要因素却技术应运而生。本文主要讨论汽轮发电

7、机定有电机体积、转速、气隙磁密和绕组线棒负荷等子采用强迫蒸发冷却时，其绕组线棒蒸发段蒸发参数_1]。前三个因素受制造工业及材料限制，不点的确定、两相段摩擦阻力的计算以及温度和压能有太大的变化，因此，只有提高定子线圈负荷，力的分布规律。才能有效提高发电机单机容量。但是，增加电机1模型的建立定子线圈负荷，在冷却效率较低的情况下，可能导致超温，致使线圈绝缘老化，缩短发电机的寿由于汽轮发电机采用卧式结构，因此其冷却系命。为了提高冷却效率，就必须改变发电机的冷统须设置一个循环泵，以构成强迫蒸发冷却循环系收

8、稿日期：2009—07—01作者简介：吕玉坤(1964一)，男，副教授，主要研究热力设备和辅机系统优化及故障诊断。刘伟(联系人)E—mail：liuweifighting@126．COrn·33·发电设备(2010No．1)汽轮发电机定予强迫蒸发冷却循环流动s传热计算统(见图1)。当发电机运行时，由循环泵提供动力，力之和。冷却介质在绕组线棒内吸收定子由于铜损而产生2．1单相阻力计算的热量。当达到运行压力下的饱和温度时，冷却由流体力学可知，单相段的沿程阻力P。和局介质蒸发进入气、液两相共存状态，再