[00113491]600MW~700MW全空冷水輪發電機通風冷卻系統研究

對大容量水輪發電機，冷卻技術是設計中的關鍵問題。目前大型水輪發電機的冷卻方式主要有全空冷、半水冷和蒸發冷卻3種。其中，全空冷方式采用不需要任何成本投入的空氣作為冷卻介質，同時具有結構簡單、安裝簡便、維護方便、可靠性高、事故率低、啟停機方便快速等特點。但該冷卻方式一直只能在單機容量400MW以下的水輪發電機中使用，而對于600MW以上的大型水輪發電機，國際上普遍認為使用全空冷存在很多技術障礙，而推薦采用半水冷方式，但其定子接頭、介質處理裝置及保護裝置的可靠性及試驗復雜、安裝周期長等因素使得業主和制造廠家在500MW等級的全空冷二灘水輪發電機成功投運后對開發600MW~700MW等級全空冷發電機更加迫切。東方電機充分借助已有的先進分析技術和試驗手段，將一維網絡計算，三維CFD分析，模型試驗及現場試驗等手段有機結合，相互促進，為成功開發多臺套水輪發電機貢獻了重要力量。對于全空冷水輪發電機，衡量發電機通風性能的指標之一為發電機單位容量所需要的風量，即Q/PN（Q為有效冷卻風量，m3/s；PN為發電機功率，MW），它反映了發電機的散熱強度，目前國內外同類先進機組的Q/PN約在0.42~0.48，我公司600~700MW發電機為0.4~0.45，已經達到國內外先進水平。隨著發電機散熱強度的提高，全空冷發電機的通風損耗逐漸減小，可用發電機單位容量產生的通風損耗，即Pv/PN及單位風量自身產生的通風損耗，即Pv/Q比風損，來衡量，前者代表通風損耗在總損耗中的比例，后者反映了通風系統自身的阻力性能進行衡量，一臺具有良好的通風系統的發電機應具有較低的Pv/PN和Pv/Q值。目前我公司600~700MW全空冷發電機的Pv/PN值在0.32*10-2~0.42*10-2，Pv/Q值在6.9~9.7，均達到了國內外同類發電機的先進水平值。通過對600~700MW全空冷水輪發電機通風冷卻系統的研究，為巨型全空冷水輪發電機通風冷卻系統提供了一套完整的設計方法，為700MW以上更大容量的全空冷發電機的設計提供了技術支持。