本文關(guān)鍵詞：135MW空冷汽輪發(fā)電機(jī)熱流場分析

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【摘要】：隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,對能源和資源的需求越來越大,尤其是對電力的需求與日俱增。目前我國電力的主要來源是汽輪發(fā)電機(jī)組,單機(jī)容量越來越大,機(jī)組散熱的好壞直接影響著機(jī)組安全運(yùn)行的重要標(biāo)志。對大型汽輪發(fā)電機(jī)通風(fēng)冷卻研究的方法很多,由于之前計算機(jī)水平的限制,數(shù)值模擬的方法一直沒有受到重視,現(xiàn)在計算機(jī)的高速發(fā)展為用數(shù)值計算模擬汽輪發(fā)電機(jī)的通風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)提供了強(qiáng)大的保障。本文以某工廠研制的135MW空冷汽輪發(fā)電機(jī)作為研究對象,根據(jù)廠方提供的數(shù)據(jù)尺寸,建立汽輪發(fā)電機(jī)定子、定子端部、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子端部、氣隙一體化三維物理模型,進(jìn)入轉(zhuǎn)子、氣隙、定子的風(fēng)量都是自動分配的,更加貼近實際情況,這對汽輪發(fā)電機(jī)內(nèi)部的流場和溫度場進(jìn)行數(shù)值模擬和分析更有實際意義。首先,選取轉(zhuǎn)子端部風(fēng)路最長的8號槽及它對應(yīng)的定子槽作為研究對象,基于雙向通風(fēng),通風(fēng)結(jié)構(gòu)是對稱的特點(diǎn),選該槽半軸及其所對應(yīng)定子結(jié)構(gòu)作為模擬計算的三維模型,在3000r/min的穩(wěn)定工況下,計算得到各個風(fēng)區(qū)間相對靜壓、相對風(fēng)速及空氣流量的分布情況,且與廠方給的流量數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,分析各個區(qū)域流量偏差的原因。其次,建立三維流場與溫度場的耦合求解模型,計算各個區(qū)域冷卻介質(zhì)的溫度分布規(guī)律,分析定子和轉(zhuǎn)子主要部件的溫升狀況,找到不同結(jié)構(gòu)溫升最高的區(qū)域,分析高溫區(qū)形成的原因,然后對通風(fēng)不合理的區(qū)域進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。為該類型的汽輪發(fā)電機(jī)生產(chǎn)設(shè)計與優(yōu)化改造提供理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：汽輪發(fā)電機(jī) 空冷 流場 溫度場 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM311
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題研究的目的及意義10-11
• 1.2 空冷汽輪發(fā)電機(jī)冷卻的研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 課題來源及主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 發(fā)電機(jī)冷卻理論基礎(chǔ)及通風(fēng)結(jié)構(gòu)16-23
• 2.1 計算流體動力學(xué)概述16
• 2.2 計算流體力學(xué)控制方程16-19
• 2.3 空氣冷卻方式的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)19-20
• 2.3.1 空氣冷卻方式的優(yōu)點(diǎn)19
• 2.3.2 空氣冷卻方式的缺點(diǎn)19-20
• 2.4 135MW空冷汽輪發(fā)電機(jī)通風(fēng)結(jié)構(gòu)20-22
• 2.5 本章小結(jié)22-23
• 第3章 空冷汽輪發(fā)電機(jī)內(nèi)部流場數(shù)值分析23-39
• 3.1 物理模型23-25
• 3.2 數(shù)學(xué)模型及網(wǎng)格劃分25-27
• 3.2.1 數(shù)學(xué)模型25-26
• 3.2.2 網(wǎng)格劃分26-27
• 3.3 求解域邊界條件27-28
• 3.3.1 基本假設(shè)27
• 3.3.2 邊界條件27-28
• 3.4 流場求解結(jié)果分析28-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第4章 空冷汽輪發(fā)電機(jī)溫度場分析39-61
• 4.1 物理模型39-40
• 4.2 數(shù)學(xué)模型40
• 4.3 網(wǎng)格劃分40-41
• 4.4 模型基本假設(shè)與求解條件41-42
• 4.4.1 基本假設(shè)41
• 4.4.2 求解條件41-42
• 4.5 求解結(jié)果分析42-60
• 4.5.1 發(fā)電機(jī)內(nèi)空氣溫度場分析42-51
• 4.5.2 發(fā)電機(jī)內(nèi)主要部件溫度場分析51-60
• 4.6 本章小結(jié)60-61
• 第5章 優(yōu)化電機(jī)內(nèi)部通風(fēng)結(jié)構(gòu)61-67
• 5.1 優(yōu)化后的流場物理模型61-62
• 5.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化后流場分析62-66
• 5.3 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文73-74
• 致謝74

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：648973