新型定子通風結構的空冷汽輪發(fā)電機流體與溫度場研究
發(fā)布時間:2021-02-01 17:32
大型汽輪發(fā)電機自采用空冷技術以來,以其結構簡單、運行維護方便以及安全性高的優(yōu)點,逐漸受到世界各國的重視!叭細-蒸汽聯合循環(huán)”發(fā)電技術的發(fā)展,全球對節(jié)能和環(huán)保要求的提高,以及全球用電量的增長,促進了空冷汽輪發(fā)電機開發(fā)單機容量更大的機組。目前增加發(fā)電機單機容量的主要途徑是增加發(fā)電機的電磁負荷,隨之而來的是繞組銅耗的增加,如果發(fā)電機通風冷卻系統不能及時帶走產生的熱量,將造成發(fā)電機繞組溫度急劇升高,嚴重時會燒損繞組和鐵心,造成巨大的經濟損失。為了保證電磁負荷增加后的空冷汽輪發(fā)電機正常運轉,需要更好的通風冷卻結構來控制發(fā)電機的溫升。研究新型通風結構是空冷汽輪發(fā)電機向更大容量發(fā)展的必然條件,對于空冷汽輪發(fā)電機具有非常重要的意義。本文以一臺150MW全空冷汽輪發(fā)電機為例,提出在定子齒部開設軸向通風孔的新型定子通風結構。首先,根據發(fā)電機實際結構尺寸,建立了發(fā)電機全域二維電磁場模型,計算得到了發(fā)電機氣隙磁密、定子齒磁密和鐵耗,將鐵耗與實測值進行比較,驗證了計算的準確性;進一步計算并分析了軸向通風孔的大小和位置對發(fā)電機氣隙磁密、定子齒磁密和鐵耗的影響。其次,根據發(fā)電機實際結構尺寸,建立了發(fā)電機半個軸向的...
【文章來源】:北京交通大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:81 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 課題的研究背景及意義
1.2 汽輪發(fā)電機通風冷卻結構研究現狀
1.3 汽輪發(fā)電機流體和溫度場國內外研究現狀
1.3.1 國外研究現狀
1.3.2 國內研究現狀
1.4 本文的課題來源及主要研究內容
2 新型定子通風結構的空冷汽輪發(fā)電機損耗計算與分析
2.1 新型定子通風結構的空冷汽輪發(fā)電機二維電磁場模型的建立
2.1.1 空冷汽輪發(fā)電機新型定子通風結構
2.1.2 汽輪發(fā)電機二維電磁場模型的建立
2.2 新型定子通風結構對發(fā)電機磁密分布的影響研究
2.2.1 新型定子通風結構對發(fā)電機氣隙磁密分布的影響研究
2.2.2 新型定子通風結構對發(fā)電機定子齒磁密分布的影響研究
2.3 新型定子通風結構對發(fā)電機損耗的影響研究
2.3.1 新型定子通風結構對發(fā)電機鐵耗的影響研究
2.3.2 汽輪發(fā)電機其他主要損耗計算
2.4 本章小結
3 新型定子通風結構對空冷汽輪發(fā)電機流體場的影響研究
3.1 空冷汽輪發(fā)電機半軸向全域通風系統流體網絡建立與分析
3.1.1 空冷汽輪發(fā)電機流體網絡模型建立
3.1.2 空冷汽輪發(fā)電機全域通風冷卻系統計算結果分析
3.2 新型定子通風結構對空冷汽輪發(fā)電機風量的影響
3.2.1 定子齒開孔結構對發(fā)電機風量的影響
3.2.2 帶有導流板的定子齒開孔結構對發(fā)電機風量的影響
3.3 定子齒開孔結構對定子流體分布規(guī)律的影響
3.3.1 氣隙和定子徑向通風溝三維流體模型建立
3.3.2 原結構發(fā)電機求解域流體分布規(guī)律研究
3.3.3 通風孔大小和位置對定子流體分布規(guī)律的影響
3.4 帶有導流板的定子齒開孔結構對定子流體分布規(guī)律的影響
3.4.1 通風孔和導流板大小、位置對定子流體分布規(guī)律的影響
3.4.2 齒開孔結構有無導流板對定子流體分布規(guī)律的影響
3.5 本章小結
4 新型定子通風結構對空冷汽輪發(fā)電機定子溫度場的影響研究
4.1 新型定子通風結構定子三維流動-傳熱模型的建立
4.2 定子齒開孔結構對定子溫度場的影響
4.2.1 原結構發(fā)電機定子溫度場分析
4.2.2 通風孔大小對定子溫度場的影響
4.2.3 通風孔位置對定子溫度場的影響
4.3 帶有導流板的定子齒開孔結構對定子溫度場的影響
4.3.1 通風孔和導流板大小對定子溫度場的影響
4.3.2 通風孔和導流板位置對定子溫度場的影響
4.3.3 齒開孔結構有無導流板對定子溫度場的影響
4.4 本章小結
5 結論
參考文獻
作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果
學位論文數據集
【參考文獻】:
期刊論文
[1]75MW空冷汽輪發(fā)電機通風系統設計及試驗[J]. 史航,仝世偉,李勇. 大電機技術. 2016(01)
[2]轉子通風結構對永磁電機轉子流體場和溫度場的影響[J]. 李偉力,王耀玉,黃東洙,李棟,開志宏. 北京交通大學學報. 2015(02)
[3]直接空冷機組經濟背壓計算模型及其應用[J]. 高建強,陳冠兵,薛楠楠. 動力工程學報. 2014(02)
[4]空冷汽輪發(fā)電機冷卻技術探討[J]. 許利. 科技創(chuàng)新與應用. 2013(35)
[5]空冷發(fā)電機定子三維溫度場分布與試驗對比[J]. 王芳,郭瑞倩,安志華,牛蓮靜,董惠. 電機與控制學報. 2013(12)
[6]大型汽輪發(fā)電機定子變結構對溫度場的影響[J]. 王芳,董惠,安志華,牛蓮靜,郭瑞倩. 哈爾濱理工大學學報. 2013(06)
[7]永磁風力發(fā)電機通風結構優(yōu)化及性能分析[J]. 丁樹業(yè),郭保成,孫兆瓊. 中國電機工程學報. 2013(09)
[8]大型核電汽輪發(fā)電機轉子通風系統流動特性數值模擬[J]. 張小虎,袁益超,邊緣,胡曉紅. 能源研究與信息. 2011(02)
[9]空冷汽輪發(fā)電機定子繞組異結構下的不飽和同步電抗、繞組內渦流場與溫度場的計算與分析[J]. 李偉力,孫宏麗,于海濤. 電工技術學報. 2011(02)
[10]汽輪發(fā)電機不同冷卻介質對定子傳熱特性的影響[J]. 焦曉霞,管春偉,李偉力,鄭萍. 電機與控制學報. 2011(02)
博士論文
[1]磁性槽楔汽輪發(fā)電機電磁場與溫度場及參數研究[D]. 薛易.哈爾濱理工大學 2015
[2]汽輪發(fā)電機端部電磁—溫度耦合場的研究及其數值分析[D]. 夏海霞.浙江大學 2007
碩士論文
[1]大型空冷水輪發(fā)電機定轉子耦合場的計算與分析[D]. 劉小可.哈爾濱理工大學 2018
[2]大型汽輪發(fā)電機不同轉子結構內流體場數值研究與分析[D]. 劉野.哈爾濱理工大學 2018
[3]計及旋轉狀態(tài)的全空冷水輪發(fā)電機多物理場耦合計算與分析[D]. 李丹.北京交通大學 2017
[4]發(fā)電機轉子通風結構的熱流耦合特性研究[D]. 楊山坡.華中科技大學 2016
[5]變風量空調自動控制系統仿真與優(yōu)化[D]. 張美麗.華北電力大學 2016
[6]發(fā)電廠600MW機組直接空冷系統建模與仿真[D]. 鄭芹.華北電力大學 2014
[7]大型水輪發(fā)電機內部流體場和溫度場的數值計算[D]. 熊斌.哈爾濱理工大學 2006
[8]大型空冷汽輪發(fā)電機端部三維渦流場有限元分析[D]. 黃浩.哈爾濱理工大學 2006
本文編號:3013161
【文章來源】:北京交通大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:81 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 課題的研究背景及意義
1.2 汽輪發(fā)電機通風冷卻結構研究現狀
1.3 汽輪發(fā)電機流體和溫度場國內外研究現狀
1.3.1 國外研究現狀
1.3.2 國內研究現狀
1.4 本文的課題來源及主要研究內容
2 新型定子通風結構的空冷汽輪發(fā)電機損耗計算與分析
2.1 新型定子通風結構的空冷汽輪發(fā)電機二維電磁場模型的建立
2.1.1 空冷汽輪發(fā)電機新型定子通風結構
2.1.2 汽輪發(fā)電機二維電磁場模型的建立
2.2 新型定子通風結構對發(fā)電機磁密分布的影響研究
2.2.1 新型定子通風結構對發(fā)電機氣隙磁密分布的影響研究
2.2.2 新型定子通風結構對發(fā)電機定子齒磁密分布的影響研究
2.3 新型定子通風結構對發(fā)電機損耗的影響研究
2.3.1 新型定子通風結構對發(fā)電機鐵耗的影響研究
2.3.2 汽輪發(fā)電機其他主要損耗計算
2.4 本章小結
3 新型定子通風結構對空冷汽輪發(fā)電機流體場的影響研究
3.1 空冷汽輪發(fā)電機半軸向全域通風系統流體網絡建立與分析
3.1.1 空冷汽輪發(fā)電機流體網絡模型建立
3.1.2 空冷汽輪發(fā)電機全域通風冷卻系統計算結果分析
3.2 新型定子通風結構對空冷汽輪發(fā)電機風量的影響
3.2.1 定子齒開孔結構對發(fā)電機風量的影響
3.2.2 帶有導流板的定子齒開孔結構對發(fā)電機風量的影響
3.3 定子齒開孔結構對定子流體分布規(guī)律的影響
3.3.1 氣隙和定子徑向通風溝三維流體模型建立
3.3.2 原結構發(fā)電機求解域流體分布規(guī)律研究
3.3.3 通風孔大小和位置對定子流體分布規(guī)律的影響
3.4 帶有導流板的定子齒開孔結構對定子流體分布規(guī)律的影響
3.4.1 通風孔和導流板大小、位置對定子流體分布規(guī)律的影響
3.4.2 齒開孔結構有無導流板對定子流體分布規(guī)律的影響
3.5 本章小結
4 新型定子通風結構對空冷汽輪發(fā)電機定子溫度場的影響研究
4.1 新型定子通風結構定子三維流動-傳熱模型的建立
4.2 定子齒開孔結構對定子溫度場的影響
4.2.1 原結構發(fā)電機定子溫度場分析
4.2.2 通風孔大小對定子溫度場的影響
4.2.3 通風孔位置對定子溫度場的影響
4.3 帶有導流板的定子齒開孔結構對定子溫度場的影響
4.3.1 通風孔和導流板大小對定子溫度場的影響
4.3.2 通風孔和導流板位置對定子溫度場的影響
4.3.3 齒開孔結構有無導流板對定子溫度場的影響
4.4 本章小結
5 結論
參考文獻
作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果
學位論文數據集
【參考文獻】:
期刊論文
[1]75MW空冷汽輪發(fā)電機通風系統設計及試驗[J]. 史航,仝世偉,李勇. 大電機技術. 2016(01)
[2]轉子通風結構對永磁電機轉子流體場和溫度場的影響[J]. 李偉力,王耀玉,黃東洙,李棟,開志宏. 北京交通大學學報. 2015(02)
[3]直接空冷機組經濟背壓計算模型及其應用[J]. 高建強,陳冠兵,薛楠楠. 動力工程學報. 2014(02)
[4]空冷汽輪發(fā)電機冷卻技術探討[J]. 許利. 科技創(chuàng)新與應用. 2013(35)
[5]空冷發(fā)電機定子三維溫度場分布與試驗對比[J]. 王芳,郭瑞倩,安志華,牛蓮靜,董惠. 電機與控制學報. 2013(12)
[6]大型汽輪發(fā)電機定子變結構對溫度場的影響[J]. 王芳,董惠,安志華,牛蓮靜,郭瑞倩. 哈爾濱理工大學學報. 2013(06)
[7]永磁風力發(fā)電機通風結構優(yōu)化及性能分析[J]. 丁樹業(yè),郭保成,孫兆瓊. 中國電機工程學報. 2013(09)
[8]大型核電汽輪發(fā)電機轉子通風系統流動特性數值模擬[J]. 張小虎,袁益超,邊緣,胡曉紅. 能源研究與信息. 2011(02)
[9]空冷汽輪發(fā)電機定子繞組異結構下的不飽和同步電抗、繞組內渦流場與溫度場的計算與分析[J]. 李偉力,孫宏麗,于海濤. 電工技術學報. 2011(02)
[10]汽輪發(fā)電機不同冷卻介質對定子傳熱特性的影響[J]. 焦曉霞,管春偉,李偉力,鄭萍. 電機與控制學報. 2011(02)
博士論文
[1]磁性槽楔汽輪發(fā)電機電磁場與溫度場及參數研究[D]. 薛易.哈爾濱理工大學 2015
[2]汽輪發(fā)電機端部電磁—溫度耦合場的研究及其數值分析[D]. 夏海霞.浙江大學 2007
碩士論文
[1]大型空冷水輪發(fā)電機定轉子耦合場的計算與分析[D]. 劉小可.哈爾濱理工大學 2018
[2]大型汽輪發(fā)電機不同轉子結構內流體場數值研究與分析[D]. 劉野.哈爾濱理工大學 2018
[3]計及旋轉狀態(tài)的全空冷水輪發(fā)電機多物理場耦合計算與分析[D]. 李丹.北京交通大學 2017
[4]發(fā)電機轉子通風結構的熱流耦合特性研究[D]. 楊山坡.華中科技大學 2016
[5]變風量空調自動控制系統仿真與優(yōu)化[D]. 張美麗.華北電力大學 2016
[6]發(fā)電廠600MW機組直接空冷系統建模與仿真[D]. 鄭芹.華北電力大學 2014
[7]大型水輪發(fā)電機內部流體場和溫度場的數值計算[D]. 熊斌.哈爾濱理工大學 2006
[8]大型空冷汽輪發(fā)電機端部三維渦流場有限元分析[D]. 黃浩.哈爾濱理工大學 2006
本文編號:3013161
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