空冷350MW汽轮发电机转子通风系统研究及结构优化

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1、工程硕士学位论文空冷350MW汽轮发电机转子通风系统研究及结构优化ROTORVENTILATIONSYSTEMSTUDYANDSTRUCTUREOPTIMIZATIONOF350MWAIRCOOLEDTURBINEGENERATOR秦光宇哈尔滨工业大学2017年9月国内图书分类号：TM311学校代码：10213国际图书分类号：621.22密级：公开工程硕士学位论文空冷350MW汽轮发电机转子通风系统研究及结构优化硕士研究生：秦光宇导师：蔡伟华副教授李广德研究员级高工申请学位：工程硕士学科：动力工程所在单位：哈尔滨大电机研究所答辩日期：2017年9月授予学位单位：哈尔滨

2、工业大学ClassifiedIndex:TM311U.D.C:621.22DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringROTORVENTILATIONSYSTEMSTUDYANDSTRUCTUREOPTIMIZATIONOF350MWAIRCOOLEDTURBINEGENERATORCandidate：QinGuangyuSupervisor：AssociateProf.CaiWeihuaProfessorateSeniorEngineerLiGuangdeAcademicDegreeAppliedfor：MasterDegr

3、eeinEngineeringSpeciality：PowerEngineeringAffiliation：HarbinInstituteofLargeElectricMachineryDateofDefence：September,2017Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要能源需求正在下降，能源结构发生转型，但目前燃煤发电仍是我国新增能源的主要部分，所以汽轮发电机仍将是未来发电设备中的重要组成部分。高容量发电机可以提高能量转换效率，减少建设及运行费用，因

4、此汽轮发电机单机容量不断提高。汽轮发电机转子冷却流道尺寸小、结构复杂，要求冷却流体分布满足不同位置的冷却需要，转子冷却是汽轮发电机容量升级的关键问题。目前350MW已达到空冷汽轮发电机的极限容量，该容量电机的热负荷比低容量机型显著提高，对转子通风系统的研究可以避免转子线圈局部过热，温升满足温升限值的要求。本文考虑汽轮发电机通风系统内部相互作用，采用数值模拟分析方法对350MW汽轮发电机进行整场流体计算研究，以获得优化的转子结构，实现改善电机内流场、提高冷却能力的目的。首先，为准确模拟电机转子通风系统内的空气流动情况，对350MW汽轮发电机进行三维实体建模，进而确定计算

5、域。计算中改变转子结构设计，针对不同转子通风道结构对整个发电机的流场进行计算，通过流场计算获得不同转子结构时电机内的流场特性。其次，根据流场计算结果进行了不同转子结构时转子的温升计算，获得了转子端部及直线段的温度分布情况，掌握了不同流场特点下的转子温升情况。最后，完成真机设计制造后对真机进行了转子温升试验，考察转子的冷却效果。试验结果显示，进行优化设计的发电机转子温升合理，冷却性能能够满足运行的要求。关键词：汽轮发电机；转子；通风冷却；模拟数值-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractEnergydemandisdecliningnowandenergyst

6、ructureistransformingconsequentially,butthepowergenerationbycoalisstillamajorpartofdomesticnewincreasingenergy,soturbinegeneratorwillcontinuetobeanimportantpartofthepowergenerationequipmentforthefuture.Becausethegeneratorwithhighcapacitycanimprovetheefficiencyofenergyconversion,reduceth

7、ecostsofconstructionandoperation,thesingle-unitcapacityofturbinegeneratoriscontinuouslyincreasing.However,therotorcoolingchannelsinturbinegeneratoraresmallinsizeandcomplexinstructure,thedistributionofcoolingfluidinthesechannelsshouldmeetthecoolingrequirementsindifferentparts,so