本文综述了700MW级巨型及大中型水轮发电机的各种冷却方式;对水冷、空冷和蒸发冷却等冷却方式的特点和适用范围进行了对比分析;同时对国内外在水轮发电机通风冷却方面的发展过程和取得的成果进行了总结。在此基础上得出了三峡右岸、拉西瓦等700MW级水轮发电机组应采用全空冷冷却方案的初步结论。进一步通过理论计算分析和试验研究证明此方案的可行性。
论文简述了利用流体连续性方程和网络理论求解通风系统内冷却空气的流动问题的基本原理和利用有限元分析法进行水轮发电机定子、转子三维温度场计算的基本原理。
以三峡右岸为算例,建立了通风系统和温度场计算的数学模型,应用流体动力分析软件FLOWMASTER 和ANSYS 有限元软件,对三峡右岸水轮发电机通风系统分别进行了通风计算、水轮发电机定子、转子温度分布计算。对通风冷却效果进行了初步分析,从而掌握了三峡右岸水轮发电机的各部分温度分布情况,为700MW 级水轮发电机采用空冷方式提供了理论依据。
本文还采用了相似通风模型的研究方法,这种方法将在验证真机各部分计算所采用的数学建模方法的正确性,检验真机通风系统设计的可行性,评价改进真机通风结构的合理性等方面发挥作用。
通过通风系统的计算分析和模型试验对比研究得出了三峡右岸、拉西瓦等700MW级水轮发电机采用全空冷方式可行的结论。
