350MW空冷汽轮发电机内复杂流场分析与通风结构优化
Analysis of Complex Fluid Field and Ventilation Structure Optimization of 350MW Air-cooling Turbo-generator
研制具有全完自主知识产权的350MW空冷汽轮发电机对提高我国大容量空冷汽轮发电机的研发能力与设计制造水平,加快步伐赶超世界一流具有重要意义.但是为突破发电机的容量极限,在其研发、设计、制造等方面仍有一些亟待解决的问题,其中通风冷却技术水平是限制空冷汽轮发电机单机容量增加的关键因素之一.提高350MW空冷汽轮发电机的通风冷却能力的重要方法之一是,在十分有限的结构尺寸下,通过优化发电机的冷却结构,以改善机内冷却气体的分布、流动特性等.本文围绕350MW空冷汽轮发电机内复杂流场分析与通风结构优化问题展开研究.首先,本文以一台350MW空冷汽轮发电机为例,详细分析了发电机内冷却介质的分布特点;通过合理简化得到了发电机定、转子内流体的求解域,并确定了合适的单元类型与网格数量;根据发电机内流体特点,得到了流体场的控制方程,并选择了合适的数值计算方法.然后,本文研究了发电机的定子流场与转子流场,分析了发电机全域流场的迹线分布规律,获得了定子各通风道、转子副槽等关键通风路径中的风量分布情况,以及定子各通风道、转子副槽等关键通风路径中的压强分布情况.最后,针对转子冷却较为困难问题,重点研究了当分别采用转子带小风扇以及加挡风板的优化结构时,发电机内定转子、端部流量以及流体轨迹.定量地对比分析了多种优化结构与原始结构的差异,进而确定合理了冷却结构.
- 作者：
- 陈景易
- 学位授予单位：
- 哈尔滨理工大学
- 专业名称：
- 工程硕士(专业学位)
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2019年
- 导师姓名：
- 吕德刚；靳慧勇
- 中图分类号：
- TM311
- 关键词：
- 汽轮发电机；数值计算；流体场；通风结构；优化设计
- Turbo-generator; Numerical calculation; Fluid field; Ventilation structure; Optimization design;