О тепловом состоянии обмотки ротора турбогенератора с самовентиляцией из подпазового канала

Дмитрий Александрович Верховцев; Эльрих Иосифович Гуревич; Николай Владимирович Коровкин

doi:10.34831/EP.2021.1078.5.006

О тепловом состоянии обмотки ротора турбогенератора с самовентиляцией из подпазового канала

Дмитрий Александрович Верховцев, Эльрих Иосифович Гуревич, Николай Владимирович Коровкин

Аннотация

Исследована средствами математического моделирования детальная картина течения газа и распределения температуры в обмотке ротора турбогенератора с самовентиляцией из подпазовых каналов. На этой основе обсуждены возможности направленного воздействия на геометрию подпазового канала для минимизации разностей температуры медных проводников в пределах пазовой части обмотки. Расчётные данные сопоставлены с вентиляционным экспериментом на вращающейся физической модели ротора и результатами натурных тепловых испытаний действующих турбогенераторов с воздушным и водородным охлаждением.

Ключевые слова

ротор, турбогенератор, подпазовый канал, самовентиляция, температура, скорость газа.

Полный текст:

PDF

Литература

Титов, В.В. Турбогенераторы [Текст] / В.В. Титов, Г.М. Хуторецкий, Г.А. Загородная [и др.]. – Л.: Энергия. – 1968. – 895 с.

Алексеев, Б.А. Проблемы электрических машин на сессии СИГРЭ [Текст] / Б.А. Алексеев, Л.Г. Мамиконянц, Ф.А. Поляков, Ю.Г. Шакарян // Электричество. – 2009. – № 3. – С. 60 – 67.

Joho, R. Type Tested Air-cooled Generator in the 500 MVA Range [Text] / R. Joho, J. Baumgartner, T. Hinkel, C.-E.Stephan, M. Jung // Cigré Session. – 2000.

Kitajima, T. The World’s Largest Capacity Turbine Generators with Indirect Hydrogen-Cooling [Text] / T. Kitajima, H. Ito, S. Nagano, Y. Kazao // CIGRE 40th Meeting in Paris. – July 2004. – Report A1-106.

Филиппов, И.Ф. Теплообмен в электрических машинах [Текст] / И.Ф. Филиппов. -- Л.: Энергоатомиздат. – 1986. – 256 c.

Zhou, G.-H. Ventilation Cooling Design for a Novel 350-MW Air-Cooled Turbo Generator [Text] / G.-H. Zhou, L. Han, Z.-N. Fan, H.-B. Zhang, X.-C. Dong, J. Wang, Z. Sun, and B.-D. Zhang // IEEE Access. – 2018. – Vol. 6. – P. 62184 -- 62192.

Thomas, Н. Thermal Optimization of Radially air-cooled rotor for a pumped storage hydro power motor generator, applying advanced 3D conjugate heat transfer simulations [Text] / H. Thomas // CIGRE SC. – 2019. – A1.

Antonjuk, O. Series of air-cooled turbogenerators of power up to 410 MVA [Text] / O. Antonjuk, T. Kartashova, M. Roytgarts // International Conference POWER-GEN Europe. – 2009. -- Cologne, Germany.

Прандтль, Л. Гидро- и аэромеханика [Текст] /Л. Прандтль, О. Титьенс. – М.-Л.: ОНТИ НКТП. – 1935. – Т. 2. – 283 c.

Bergman, T.L. Fundamentals of Heat and Mass Transfer [Text] / T.L. Bergman, A.S. Lavine, F.P. Incropera, D.P. DeWitt // 7th Ed., Wiley & Sons, NY. – 2011.

ANSYS FLUENT 12.0 User's Guide [Electronic resource]. – 2009. – (https://www.afs.enea.it/project/neptunius/docs/fluent/html/ug/main_pre.htm)

Menter, F. R. Ten Years of Industrial Experience with the SST Turbulence Model [Text] / F. R. Menter, M. Kuntz, and R. Langtry // Turbulence, Heat and Mass Transfer. -- Begell House, Inc. – 2003. – P. 625 – 632.

Филиппов, И.Ф. Распределение среды по однотипным ответвлениям неподвижных и вращающихся систем [Текст] / И.Ф. Филиппов // Сборник Электросила. – 2001. – № 40.

Антонюк, О.В. Разработка и обоснование новых конструкций мощных турбогенераторов с газовым охлаждением [Текст]: дис.. канд. техн. наук: 05.09.01 / Антонюк О.В.. – Л., 2015. – 187 с.

Гуревич, Э.И. Определение температуры обмотки ротора турбогенератора с бесщеточной системой возбуждения при испытании на электростанции [Текст] / Э.И. Гуревич, К.А. Шишкина // Сборник Электросила. – 2000. – № 39.

Uprate of Air-Cooled Generators [Electronic resource]: AG 2018 Article-No. PSPG-B10274-00-7600. – Siemens. – (https://assets.new.siemens.com/siemens/assets).

Korovkin, N.V. Rotor Air-Cooling Efficiency of Powerful Turbogenerator [Text] / N.V. Korovkin, D. Verkhovtsev, S. Gulay // IEEE Trans. on Energy Conversion (Early Access). – 2020.

DOI: http://dx.doi.org/10.34831/EP.2021.1078.5.006