双馈水轮发电机传热特性研究

发布时间：2017-04-12 13:13

  本文关键词：双馈水轮发电机传热特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着水利发电的不断发展，双馈水轮发电机组凭借自身良好的发电稳定性与环境适应能力，越来越受到国内外的广泛关注。但是随着双馈水轮发电机单机容量的不断增加及其运行工况复杂程度的不断加深，在发电机进行能量转换过程中产生的损耗不断增大，使其运行的温升问题日趋严峻，因此针对双馈水轮发电机内部传热特性的研究具有重要理论意义和工程指导价值。 本文基于电机学、计算流体力学、传热学等基本理论，根据双馈水轮发电机的实际发电容量以及通风冷却结构，依托电机厂提供的详细设计数据单以及相关工程图纸，分别建立了两种流—热耦合场求解的三维稳态有限体积法物理模型，即电机单通风沟三维简化模型和多结构件的三维全域模型；采用共轭传热问题的相关求解技术，根据不同工况下发电机不同结构件的损耗分布数据，通过改变电机内不同结构件热源密度的方式，对双馈水轮发电机工作在4.4MW试验工况和6.5MW额定工况两种发电容量下的传热特性进行了详细的计算与分析；该电机在人民电站进行了试验工况的试运行，，并采集了事先埋设在预测最高温升位置处的铂电阻对应温度值，与本文所研究的数值计算结果进行对比分析，进而佐证本文建立计算模型以及选取研究方法的合理性和准确性。 通过本文针对双馈水轮发电机内传热特性的研究，得出了不同计算模型的准确性与适用范围，准确获得了发电机在不同工况下详细的温升分布情况，实现了最高温升位置确定以及对温升安全裕量校核的目的。
【关键词】：双馈水轮发电机 传热特性 温升裕量 流—热耦合场
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM312
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 课题研究的背景及意义10-11
• 1.2 双馈水轮发电机温升问题研究现状11-12
• 1.3 课题来源及主要研究内容12-14
• 第2章 主要技术参数与流—热耦合场理论14-22
• 2.1 发电机基本结构及技术参数14-17
• 2.1.1 双馈水轮发电机的基本结构14-15
• 2.1.2 双馈水轮发电机的主要技术参数15-17
• 2.2 电机内流—热耦合场计算的基本理论17-21
• 2.2.1 流体流动的基本特性17-18
• 2.2.2 流体流动与传热的控制微分方程18-20
• 2.2.3 湍流的时间平均方程20-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第3章 单风沟模型下发电机温升分析22-37
• 3.1 单风沟求解模型的确定22-23
• 3.1.1 基本假设22
• 3.1.2 物理模型22-23
• 3.1.3 边界条件23
• 3.2 发电机试验工况温升分析23-30
• 3.2.1 试验工况整体温升分布23-25
• 3.2.2 试验工况典型位置温升分析25-28
• 3.2.3 实验数据对比验证28-30
• 3.3 发电机额定工况温升分析30-35
• 3.3.1 额定工况整体温升分布30-32
• 3.3.2 额定工况典型位置温升分析32-35
• 3.4 温升安全裕量分析35-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第4章 双馈水轮发电机多结构温升分析37-58
• 4.1 多结构求解模型的确定37-39
• 4.1.1 基本假设37
• 4.1.2 物理模型37-39
• 4.1.3 边界条件39
• 4.2 发电机试验工况温升分析39-48
• 4.2.1 试验工况整体温升分布39-40
• 4.2.2 试验工况典型位置温升分析40-48
• 4.2.3 实验数据对比验证48
• 4.3 发电机额定工况温升分析48-57
• 4.3.1 额定工况整体温升分布48-49
• 4.3.2 额定工况典型位置温升分析49-57
• 4.4 温升安全裕量分析57
• 4.5 本章小结57-58
• 结论58-59
• 参考文献59-63
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文63-64
• 致谢64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 董新亮;夏传清;张秋菊;王靖;张敏;;水电在能源可持续发展战略中的地位及水电战略布局浅析[J];中国三峡;2013年03期

2 周世春;周晓蔚;;中国水电可持续发展最佳实践[J];中国三峡;2013年03期

  本文关键词：双馈水轮发电机传热特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：301350