大型半速汽轮发电机转子冷却效果的计算分析.pdf

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1、第49卷(总善雾第41期79期1)(EXPLOSION-PROOFELECTRICMACHINE')爆'l包乏二机U大型半速汽轮发电机转子冷却效果的计算分析米杨越，安志华，刘双，秦光宇，韩荣娜，于涛(水力发电设备国家重点实验室，黑龙江哈尔滨150040)摘要以1500MW核电半速大型发电机的转子通风系统为例，通过对副槽多段轴径向通风结构进行设计，并利用所需风量小的优势，提出了一种针对副槽多段轴径向通风结构的转子温升计算方法。关键词半速汽轮发电机；转子；冷却效果DOI：10．3969／J．ISSN．1008-7281．2014．04．02中图分

2、类号：TM311文献标识码：A文章编号：1008—7281(2014)04-0004-003CalculationandAnalysisonRotorCoolingEfectofLargeHalf-SpeedTurbOgenerat0rYangYue，AnZhihua，LiuHhuang，QinGuangyu，HanRongna，andTao(NationalKeyLaboratoryofHydroelectricEquipment，Harbin150040，China)AbstractTakingtherotorventilationsys

3、temofa1500MWnuclearpowerhalf—-speedgen-eratorasanexample，thispaperputsforwardatemperature—risecalculationmethodofradialventilationrotorwithsubslotmultistageshaftbyusingtheadvantagesofsmallairvolume．KeywordsHalf-speedturbogenerator；rotor；coolingeffect计，选择了一种可行的方式进行了计算，以供电机0引

4、言设计时进行参考。大型汽轮发电机的冷却瓶颈问题在于其转子1．2转子通风计算方法易发热，尤其随着容量的提升带来的转子轴向长由于转子副槽内存在动压静压转换，常见的度的增加，如何使转子导线的温升合理、分布均流体软件对这点模拟的都不太让人满意，因几‰此对个●U匀，一直是大型汽轮发电机冷却系统亟待解决的转子的流动研究采用编程数值计算的方法。关键问题。因此通过对转子冷却系统的研究，可对于图2所示的转子副槽通风冷却系统，转分析转子不同结构下的温升分布及冷却效果，为子径向风道i及i一1中的冷却介质应该满足下面合理选择转子冷却方式提供依据。三个方程，即l研究方

5、法1．1副槽多段轴径向通风的原理近年来针对大型半速汽轮发电机，提出了采用副槽多段轴径向通风方式，意在综合副槽径向通风和无昌4槽轴向通风两者的特点，其风路示意图如图1。这种方式增加了冷却介质的换热长度，提图2转千剐槽h-t冷却系统高了利用率。虽然风阻较大，但所需风量较小。+号(A威LRi)％(1)A+BG+C=0(2)式中，A(A威LRi)+(1一_1])]；图l副槽多段轴径向通风结构示意图本文针对副槽多段轴径向通风结构进行了设B=pK；国家科技重大专项子课题：大型核电半速汽轮发电机关键技术研究。编号(2O1OzxO6Oo41304)4爆1龟机

6、(EXPLOSION—PROOFELECTRICMACHINE)第492卷01(4年总第417期9期)一P一()¨×2计算结果与分析本文以某1500MW核电半速汽轮发电机为【I_1)+As(i-1)业]¨11)]sfi一1例，设计了副槽多段轴径向通风方式的转子风路，转子径向风道的流量为计算了风量分配及转子温升。Q胁=A(3)针对副槽多段轴径向通风方式，我们对比了式中，Q一第i径向风道冷却介质流量。多种副槽尺寸、径向流道和槽楔孔尺寸的组合，选通过式(1)、式(2)、式(3)可计算转子各径向择其中能够满足温升不超标又风量较小的一种组风道流量分配和

7、副槽静压分布。在计算时先对最合。过大风量带来不必要的通风损耗，这是我们靠近转子中心线的1对径向通风孔的气体流速赋想尽力避免的。该组合为副槽入口宽36ram，深初值，从转子中心线出发，计算出第2对径向75ram，转子本体中心副槽20mm深。其径向流道通风孔气体流速，依次类推，计算出第3、第4尺寸为双排长30mm宽3mm的腰圆孔，轴向流道⋯为高5mm宽30ram的矩形流道。本体共40个槽，直至副槽进口总流量。将计算所得总流量与转子设计流量相比较，当二者误差小于一定值时，楔出风口，其分布见下表1。表1槽楔孔分布表迭代结束。I．3转子本体温升计算方法

8、对于转子温升的计算采用了精细化的FLOWMASTER网络计算的方法。这种方法将转子导线、铁心、绝缘对应每匝沿轴向分成若干个单元，考虑其相互之间的传热。这种方法的优势