高溫氣冷堆由于其安全性好、溫度高、用途廣等特點,已成為今世界第四代核能發(fā)電系統(tǒng)的首選堆型之一,其中高溫氣冷堆氦氣驅動電機是反應堆一回路中唯一的能動部件,保證其在高壓氦氣環(huán)境中的正常運行關系到整個反應堆的安全與穩(wěn)定。因此,掌握驅動電機在高壓氦氣環(huán)境下全空間的熱交換機理與規(guī)律是我國高溫氣冷堆核電站開發(fā)亟待解決的關鍵問題之一。本文以高溫氣冷堆氦氣驅動電機為研究對象,對其腔內流體流動規(guī)律及換熱過程,通風系統(tǒng)內風摩損耗計算和氦氣環(huán)境對電機內熱交換影響因素等熱問題進行了研究。為研究高溫氣冷堆氦氣驅動電機換熱過程,本文從流體網(wǎng)絡理論出發(fā),建立了驅動電機軸-徑向混合風路通風系統(tǒng)的流體網(wǎng)路模型,得到了驅動電機內部各等效節(jié)點處的流量和流速的分布。以流體網(wǎng)絡法得出的相關參數(shù)作為邊界條件,基于有限元法對簡化后的驅動電機三維流體與傳熱耦合求解模型進行精確求解,確定了高溫氣冷堆氦氣驅動電機求解域內高壓氦氣的流動形態(tài),揭示了驅動電機內各部件的溫度分布規(guī)律。通過比較定子繞組絕緣間仿真溫度結果與實驗監(jiān)測結果,驗證了邊界條件和簡化模型的準確性。在氦氣換熱機理與流動形態(tài)規(guī)律研究的基礎上,對高溫氣冷堆氦氣驅動電機定子側的風摩...

【文章頁數(shù)】：135 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-3蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)

關于這些常見的冷卻介質和冷卻方式在電機應用的相關問題,國內外專家學者都進行了卓有成效的詳盡研究。印度PradeepJain等學者以某210MW氫冷發(fā)電機定子線圈彎曲處斷裂為例進行了研究,發(fā)現(xiàn)若氫冷發(fā)電機冷卻結構出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象,漏水處的氫與絕緣層會發(fā)生反應形成形成氨,而金屬銅在氨溶....

圖1-4蒸發(fā)冷卻下定子溫度分布

圖1-3蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)哈爾濱電機廠有限責任公司焦曉霞高級工程師為研究不同冷卻介質對電機溫升分布的影響,采用三維有限體積法,以空氣和氫氣為冷卻介質,定量分析了流體性質對電機溫升的影響,比較了相同通風結構下不同冷卻介質的溫度場和流體場,得到了流固交界面上散熱系數(shù)分布以及定子槽內絕緣的溫....

圖1-5水氫冷汽輪發(fā)電機端部結構

哈爾濱電機廠有限責任公司焦曉霞高級工程師為研究不同冷卻介質對電機溫升分布的影響,采用三維有限體積法,以空氣和氫氣為冷卻介質,定量分析了流體性質對電機溫升的影響,比較了相同通風結構下不同冷卻介質的溫度場和流體場,得到了流固交界面上散熱系數(shù)分布以及定子槽內絕緣的溫升變化。結果表明不同....

圖1-6定子線圈溫度分布

圖1-5水氫冷汽輪發(fā)電機端部結構在關于氦氣冷卻介質的利用上,美國的BrianFelker等學者研究了TheTokamakPhysicsExperiment(TPX)的低溫氦氣冷卻系統(tǒng),實驗中的氦作為冷卻介質以維持真空冷凍泵子系統(tǒng)的恒定運行[16]。俄羅斯V.I.Deev等....

本文編號：3938426