國(guó)建鴻 顧國(guó)彪 傅德平 黃德書(shū)

（1.中國(guó)科學(xué)院電工研究所 北京 100080 2.上海汽輪發(fā)電機(jī)有限公司 上海 200240）

1 引言

隨著電網(wǎng)的容量愈來(lái)愈大，發(fā)電設(shè)備逐步邁向巨型化，如汽輪發(fā)電機(jī)已達(dá)到百萬(wàn)千瓦級(jí)，發(fā)電設(shè)備傳統(tǒng)的冷卻技術(shù)受到嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，人們?cè)趦?yōu)化設(shè)計(jì)、提高工藝的同時(shí)，通過(guò)嘗試各種冷卻組合，改變冷卻介質(zhì)形成各式各樣的冷卻方式?？梢哉f(shuō)發(fā)電機(jī)單機(jī)容量的增加，電機(jī)冷卻技術(shù)的提高是關(guān)鍵技術(shù)之一。汽輪發(fā)電機(jī)所采用的冷卻方式包括空冷、氫冷、水冷、油冷及蒸發(fā)冷卻[1-4]?？绽洹淅洹⑺浼夹g(shù)均為早期國(guó)外引進(jìn)技術(shù)后優(yōu)化設(shè)計(jì)，是很成熟技術(shù)，為解決水內(nèi)冷、氫冷存在的安全隱患問(wèn)題，同時(shí)繼承液冷方式有效帶走熱能的優(yōu)點(diǎn)，美、日、俄等國(guó)相繼開(kāi)展了將相變?cè)響?yīng)用于大型發(fā)電設(shè)備中的研究，并取得了一定的理論成果，但至今沒(méi)有成熟的運(yùn)行產(chǎn)品。

中科院電工所20世紀(jì)50年代開(kāi)始蒸發(fā)冷卻技術(shù)研究，已經(jīng)成功研制多臺(tái)蒸發(fā)冷卻水輪發(fā)電機(jī)，最大單機(jī)容量為三峽840MW機(jī)組，通過(guò)72小時(shí)試運(yùn)行，50MW蒸發(fā)冷卻汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行了十年，證明了蒸發(fā)冷卻電機(jī)運(yùn)行的安全可靠性[5-7]。本文依據(jù)兩相流與傳熱理論，采用有限元方法對(duì) 330MW級(jí)蒸發(fā)冷卻汽輪發(fā)電機(jī)對(duì)定子三維溫度場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，給出了在發(fā)電機(jī)溫度場(chǎng)求解域中的溫度分布規(guī)律。將計(jì)算結(jié)果與樣機(jī)出廠型式試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，表明了本文仿真分析方法的準(zhǔn)確性和適用性，同時(shí)分析了大型蒸發(fā)冷卻汽輪發(fā)電機(jī)的性能及特點(diǎn)。

2 蒸發(fā)冷卻技術(shù)特點(diǎn)

蒸發(fā)冷卻技術(shù)基于沸騰換熱機(jī)理，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)熱部件的冷卻，本文從下面兩點(diǎn)說(shuō)明其與傳統(tǒng)冷卻方式不同。

2.1 冷卻原理

蒸發(fā)冷卻發(fā)電機(jī)與目前汽輪發(fā)電機(jī)常規(guī)的冷卻方式，如空氣、水、氫氣冷卻最關(guān)鍵的不同之一就是冷卻介質(zhì)的不同，進(jìn)而冷卻介質(zhì)實(shí)現(xiàn)冷卻的原理稍有不同，除了利用冷卻介質(zhì)的物質(zhì)熱性質(zhì)比熱容來(lái)實(shí)現(xiàn)熱量交換，蒸發(fā)冷卻技術(shù)更主要的是利用相變傳熱原理[8,9]實(shí)現(xiàn)熱量交換的，即液體吸收發(fā)熱體熱量，由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，氣化過(guò)程中分子內(nèi)能發(fā)生變化而吸收發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱量，因此在含有相變的熱交換過(guò)程中，混合流體具有很大的表觀比熱，可明顯增大傳熱流體與流道管壁面間的傳熱能力[10]?？諝狻錃獾冉橘|(zhì)，是以顯熱的方式進(jìn)行熱交換，其傳熱的效率比蒸發(fā)冷卻低，見(jiàn)表1。

表1 幾種冷卻介質(zhì)性能比較Tab.1 Comparisons on different cooling technologies

2.2 冷卻結(jié)構(gòu)

冷卻介質(zhì)是依賴(lài)特定的冷卻循環(huán)回路對(duì)電機(jī)發(fā)熱體實(shí)現(xiàn)冷卻，其介質(zhì)循環(huán)結(jié)構(gòu)有管內(nèi)強(qiáng)迫循環(huán)和全浸式自循環(huán)兩種[11,12]。全浸式自循環(huán)冷卻結(jié)構(gòu)與空冷結(jié)構(gòu)相似，體積小于空冷，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)量少，系統(tǒng)基本處于零壓力運(yùn)行狀態(tài)，安全可靠性高，重點(diǎn)研究電機(jī)繞組溫升是否能達(dá)到冷卻技術(shù)要求。全浸式冷卻自循環(huán)原理結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 300MW汽輪發(fā)電機(jī)全浸式蒸發(fā)冷卻自循環(huán)結(jié)構(gòu)Fig.1 300MW evaporative cooling turbine generator structure

管內(nèi)強(qiáng)迫循環(huán)結(jié)構(gòu)類(lèi)似汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組水內(nèi)冷式結(jié)構(gòu)，是定子鐵心采用全浸式結(jié)構(gòu)，定子繞組管內(nèi)冷，這是因?yàn)閮?nèi)冷式是冷卻介質(zhì)直接與定子繞組導(dǎo)線發(fā)熱面接觸，是目前大容量機(jī)組普遍采用的一種更高效的冷卻方式，而全浸式是繞組導(dǎo)線的熱傳導(dǎo)要經(jīng)過(guò)絕緣層再與冷卻介質(zhì)進(jìn)行熱交換，熱阻較大，因此內(nèi)冷冷卻效果比全浸式冷卻效果更上一臺(tái)階，但結(jié)構(gòu)要比全浸式的結(jié)構(gòu)復(fù)雜些[13,14]。

我國(guó) 300MW汽輪發(fā)電機(jī)的冷卻方式主要是有雙水冷型、全氫冷型和水氫冷型，由于定子繞組發(fā)熱較嚴(yán)重，基本上均采用內(nèi)冷方式，而 300MW量級(jí)蒸發(fā)冷卻汽輪發(fā)電機(jī)為國(guó)內(nèi)首次設(shè)計(jì)，對(duì)于蒸發(fā)冷卻管內(nèi)冷和全浸泡式結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對(duì)比計(jì)算和試驗(yàn)后，經(jīng)過(guò)多方專(zhuān)家論證，認(rèn)為 300MW量級(jí)蒸發(fā)冷卻汽輪發(fā)電機(jī)采用全浸式自循環(huán)式蒸發(fā)冷卻方式能滿足電機(jī)冷卻技術(shù)要求，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單無(wú)需采用定子繞組管內(nèi)強(qiáng)迫循環(huán)冷卻方式。因此，本文重點(diǎn)分析全浸式蒸發(fā)冷卻結(jié)構(gòu)下的定子繞組兩相流傳熱性能。由于 300MW量級(jí)蒸發(fā)冷卻汽輪發(fā)電機(jī)樣機(jī)是針對(duì)平頂山姚孟電廠2號(hào)發(fā)電機(jī)進(jìn)行增容改造，平頂山姚孟電廠原2號(hào)機(jī)組為運(yùn)行了30多年的300MW雙水內(nèi)冷機(jī)組，方案設(shè)計(jì)時(shí)考慮轉(zhuǎn)子仍采用原來(lái)的水冷轉(zhuǎn)子，因此根據(jù)姚孟電廠原2號(hào)機(jī)組參數(shù)設(shè)計(jì)了新型蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)定子結(jié)構(gòu)。

3 蒸發(fā)冷卻發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)

3.1 主要技術(shù)參數(shù)

（1）額定容量：為適應(yīng)整個(gè)電站改造增容的要求，與汽輪機(jī)匹配容量確定為330MW。

（2）額定電壓：為節(jié)約資金電廠改造不更換變壓器，所以發(fā)電機(jī)額定電壓仍采用18kV。

（3）發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)原則為：利用原來(lái)的轉(zhuǎn)子、軸承、勵(lì)磁系統(tǒng)，保持機(jī)座的安裝尺寸不變。這樣電廠的廠房基礎(chǔ)設(shè)計(jì)可以不做太大的變化。

（4）主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 主要參數(shù)Tab.2 Main parameters

3.2 樣機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在吸取水氫氫 300MW 優(yōu)化設(shè)計(jì)和新 300MW雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì) 330MW蒸發(fā)冷卻發(fā)電機(jī)整體部件的結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了全新的設(shè)計(jì)。

定子鐵心兩端部各有6個(gè)階梯，定子鐵心共有108個(gè)通液道，能夠保證冷卻液及冷卻蒸汽流動(dòng)通道的暢通，從而使冷卻蒸汽順利地上升到冷卻器，起到了良好的冷卻作用。冷卻液在鐵心內(nèi)既能沿徑向流動(dòng)又能沿軸向流動(dòng)，改善了鐵心的冷卻效果。

發(fā)電機(jī)鐵心采用無(wú)磁性鑄鋼壓圈，壓圈外設(shè)有銅屏蔽，它們之間保持一定間隙，能保證冷卻液進(jìn)入它們之間的區(qū)域進(jìn)行冷卻，而且在金屬支架固定螺釘位置襯有銅墊塊，表面鍍銀，與壓圈和銅屏蔽保持良好接觸。

蒸發(fā)冷卻表面冷卻的定子線圈全部采用實(shí)心銅線，線圈的設(shè)計(jì)為上下層不同截面，上下層沿寬度方向?yàn)閮膳?。定子線圈槽內(nèi)固定設(shè)計(jì)中充分考慮了線圈和冷卻介質(zhì)的熱傳遞，楔下和層間固定墊條的結(jié)構(gòu)做了精細(xì)的布置使冷卻介質(zhì)在槽內(nèi)部分有流動(dòng)的空隙以加強(qiáng)定子線圈散熱效果。定子線圈端部固定為了考慮端部線圈的散熱和制造多方面原因，采用綁扎結(jié)構(gòu)。

4 發(fā)電機(jī)定子繞組溫度場(chǎng)仿真分析

4.1 計(jì)算模型

電機(jī)正常穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，內(nèi)部磁場(chǎng)近似為正弦交變磁場(chǎng)，在電機(jī)軸向橫截面相同半徑的圓周上，各處平均損耗近似相等，所以可以認(rèn)為其中的溫度不隨時(shí)間變化，近似為穩(wěn)態(tài)場(chǎng)。根據(jù)傅立葉熱傳導(dǎo)定律以及電機(jī)內(nèi)的熱交換情況，汽輪發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)定子鐵心和繞組溫度在直角坐標(biāo)系下定解問(wèn)題為

式中 λx, λy, λz—— x,y,z方向的導(dǎo)熱系數(shù) (W/(m·K));

Q——熱源密度(W/m3);

λn——邊界面外法線方向的導(dǎo)熱系數(shù);

α——散熱系數(shù)(W/(m2·K)；

Tf——流體的溫度；

S1，S2——絕熱面；

S3, S4, S5, S6, S7, S8——散熱面；

n——邊界面外法線方向。

4.2 計(jì)算區(qū)域、基本假設(shè)及邊界條件

全浸式蒸發(fā)冷卻定子是將整個(gè)定子及鐵心密封在腔體內(nèi)，被其內(nèi)充放的液態(tài)蒸發(fā)冷卻介質(zhì)完全浸式，電機(jī)腔內(nèi)的流體熱交換可以視為池內(nèi)沸騰傳熱，定子的端部、鐵心表面與蒸發(fā)冷卻介質(zhì)充分接觸，沸騰區(qū)內(nèi)大量氣泡的形成、躍力和運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成了加熱面與流體之間的強(qiáng)烈對(duì)流傳熱，熱量很快被帶走，由于定子槽內(nèi)的繞組發(fā)熱最嚴(yán)重，并且與冷卻介質(zhì)的有效接觸面較小，所以定子最熱段應(yīng)位于直線部分中心定子槽內(nèi)的繞組中。據(jù)此，由電機(jī)定子結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性，溫度場(chǎng)求解域確定為半個(gè)鐵心段，周向半個(gè)齒距的范圍如圖2所示。發(fā)電機(jī)在穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程中內(nèi)部?jī)上嗔鲌?chǎng)不會(huì)發(fā)生變化，即可將其視為泡和沸騰，產(chǎn)生氣泡的活動(dòng)點(diǎn)數(shù)密度與所傳遞的熱流密度值關(guān)系密切，因此，依據(jù)電工所多年的研究成果及泡和沸騰傳熱計(jì)算相應(yīng)的公式計(jì)算出不同區(qū)域表面的散熱系數(shù)[14-16]。

圖2 定子三維溫度場(chǎng)的求解場(chǎng)域Fig.2 3D temperature distribution calculation region for stator

以 330MW蒸發(fā)冷卻汽輪發(fā)電機(jī)參數(shù)為依據(jù)，對(duì)定子三維溫度場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，鑒于結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，作如下假設(shè)：

（1）位于同一定子槽中的上、下層繞組是同相的，在同一時(shí)間內(nèi)流過(guò)相同的電流。

（2）考慮定子繞組銅耗時(shí)，渦流效應(yīng)對(duì)每根股線的影響相同，即取其平均值。

（3）槽楔近似當(dāng)作與槽同寬，槽內(nèi)的所有絕緣(股線絕緣、層間絕緣)其熱性能與主絕緣相同。

（4）鐵心齒部和軛部的表面、槽楔表面、軛背部及部分定子繞組與冷卻介質(zhì)接觸面的散熱系數(shù)分別取其分區(qū)域平均值。齒中心截面和槽中心截面為絕熱面。

以上分析表明: 在所討論的溫度場(chǎng)的求解問(wèn)題中，其邊界條件只有絕熱邊界和對(duì)流換熱邊界。鐵心軛背部S3、軛表面S4、徑向通液溝中鐵心齒表面S5、定子鐵心齒端面 S6、徑向通液溝中繞組散熱面S7以及槽楔與繞組之間夾有開(kāi)槽墊條及波紋板，因此該處有部分繞組與介質(zhì)接觸，形成對(duì)流換熱面S8與蒸發(fā)冷卻介質(zhì)接觸的面為沸熱換熱面，按傳熱學(xué)中的第三類(lèi)邊界條件處理，蒸發(fā)冷卻介質(zhì)區(qū)域面按等溫邊界條件處理。由于電機(jī)周向結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性，槽中心面S1及齒中心面S2都是絕熱面，即為絕熱邊界條件。

4.3 發(fā)電機(jī)定子溫度場(chǎng)仿真結(jié)果

根據(jù)上述汽輪發(fā)電機(jī)內(nèi)溫度場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型，采用有限元分析軟件Ansys 對(duì)姚孟330MW汽輪發(fā)電機(jī)在額定工況運(yùn)行條件下的溫度場(chǎng)進(jìn)行了分析與計(jì)算，如圖3、圖4所示。

圖3 求解域內(nèi)溫度分布Fig.3 Solved region of temperature distribution

圖4 求解域內(nèi)定子槽內(nèi)繞組及鐵心的溫度分布Fig.4 Temperature distribution of stator and core

從圖3可知，鐵心整體的溫度是很均勻的，而且鐵心表面溫度與介質(zhì)溫度接近（約 50℃左右）。說(shuō)明沸騰換熱過(guò)程中，冷卻液體快速由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)帶走熱量，使得發(fā)熱表面溫度保持在沸騰溫度范圍內(nèi)，利用氣化潛熱可以有效帶有鐵心的熱損耗，達(dá)到良好的冷卻效果，使得鐵心溫升遠(yuǎn)低于采用空冷、氫冷方式時(shí)的20K以上。

圖4顯示的是求解域內(nèi)定子鐵心齒、槽以及槽內(nèi)的各個(gè)絕緣、各根銅線等的總體溫度分布情況，其中最下端出現(xiàn)的水平彩帶是溫度場(chǎng)的標(biāo)尺，按照其上顏色由藍(lán)到紅的變化依次代表溫度由低到高的分布變化，標(biāo)尺上的數(shù)字是溫度值，單位是℃。從圖中可看出，定子繞組最高溫升約81K，平均溫升約65K，由于繞組的集膚效應(yīng)，定子槽內(nèi)的熱量集中在上層繞組內(nèi)，致使該處成為整個(gè)定子側(cè)的最熱點(diǎn)，符合電機(jī)運(yùn)行時(shí)的實(shí)際發(fā)熱狀況。下層線棒總的溫度分布情況要明顯低于上層線棒，主絕緣內(nèi)也存在一定的溫度梯度，槽內(nèi)的層間絕緣與上下層線棒緊貼，溫升為 40～60K。由于在上層繞組墊條設(shè)計(jì)中采用了開(kāi)槽和加波紋板結(jié)構(gòu)，增加槽內(nèi)液體流通通路，即增加了與冷卻介質(zhì)的換熱面，因此，貼近槽楔部位的繞組溫度下對(duì)比較低，說(shuō)明了該種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，可以發(fā)揮蒸發(fā)冷卻技術(shù)的兩相流動(dòng)換熱特性。

5 發(fā)電機(jī)型式試驗(yàn)結(jié)果

發(fā)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子裝配完成后進(jìn)行了型式試驗(yàn)。為全面了解電機(jī)溫度分布情況，埋設(shè)了較多的測(cè)溫元件，熱電阻測(cè)溫元件埋設(shè)位置為：在定子鐵心的兩端和中間擋，水平位置的齒部和軛部各埋置4個(gè)共12個(gè)（其中6個(gè)備用）；在發(fā)電機(jī)A、B、C每個(gè)相帶6個(gè)槽的層間，埋置兩個(gè)共12個(gè)（其中6個(gè)備用）；在汽勵(lì)端銅屏蔽埋置4個(gè)。短路試驗(yàn)和空載試驗(yàn)情況如圖5～圖7所示。

圖5 1.0IN短路溫升試驗(yàn)Fig.5 Short-circuit temperature rise test

圖6 1.0IN短路和1.1UN空載試驗(yàn)時(shí)鐵心溫升Fig.6 Shows the core temperature rise, the 1.0IN short circuit and 1.1UN no-load test

圖7 1.0IN短路和1.1UN空載試驗(yàn)時(shí)銅屏蔽溫升Fig.7 Shows the copper shielding temperature rise, the 1.0IN short circuit and 1.1UN no-load test

發(fā)電機(jī)性能試驗(yàn)測(cè)得電阻、電抗、時(shí)間常數(shù)等絕大部分參數(shù)均在允許范圍內(nèi)，短路比0.466。發(fā)電機(jī)效率損耗試驗(yàn)值中，損耗與設(shè)計(jì)值相當(dāng)或稍小，因此發(fā)電機(jī)的試驗(yàn)效率 98.90%略高于設(shè)計(jì)值98.89%（包括了勵(lì)磁機(jī)損耗）。經(jīng)過(guò)型式試驗(yàn)及仿真計(jì)算結(jié)果分析表明：

（1）如圖5所示，330MW蒸發(fā)冷卻發(fā)電機(jī)在1.0IN額定短路定子線圈層間的最高溫升約39K，而且，鐵心段內(nèi)的繞組層間溫度（見(jiàn)圖51、3、5點(diǎn)）高于通液溝段的繞組層間溫度（見(jiàn)圖 5的 2、4、6點(diǎn)），這是因?yàn)橥ㄒ簻蟽?nèi)繞組接觸冷卻介質(zhì)的散熱面更多，因此溫升只有20K左右，這符合蒸發(fā)冷卻換熱原理，由此也說(shuō)明，在兼顧繞組機(jī)械強(qiáng)度的同時(shí)，可以盡量增加鐵心段內(nèi)繞組的散熱面積，使液體滲入其中達(dá)到更好的冷卻效果。另外根據(jù)GB4071—2005標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電機(jī)繞組平均溫升可以采用電阻法測(cè)量熱態(tài)電阻，再根據(jù)公式推倒出繞組平均溫升。以電阻法測(cè)量得繞組內(nèi)導(dǎo)體平均溫度約107℃，溫升約59K。與仿真結(jié)果相對(duì)誤差9%（見(jiàn)圖4），表明理論分析方法的正確性。

（2）在短路試驗(yàn)時(shí)，線圈中的熱損耗向鐵心傳遞，所以鐵心齒部熱流密度高于軛部相應(yīng)其溫度應(yīng)高于軛部的，由圖6可見(jiàn)，鐵心齒部測(cè)量點(diǎn)（1，3，5）測(cè)得的溫度高于軛部測(cè)量點(diǎn)（2，4，6），這符合傳熱原理。根據(jù)短路溫升和空載試驗(yàn)，可計(jì)算出發(fā)電機(jī)鐵心最高溫升約15K。通過(guò)三次的短路試驗(yàn)和空載試驗(yàn)，其重復(fù)性較好，測(cè)量是準(zhǔn)確的。也說(shuō)明設(shè)計(jì)時(shí)盡量使繞組能直接接觸蒸發(fā)冷卻介質(zhì)，會(huì)起到更好的冷卻效果。電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)在下層繞組和槽楔之間采用了波紋板，以增加散熱面積，由圖4可見(jiàn)，上層繞組得到了較好的冷卻效果。

（3）從圖7可見(jiàn)，短路溫升試驗(yàn)時(shí)銅屏蔽最高溫升36K，在1.1UN空載試驗(yàn)時(shí)，定子鐵心的最高溫升約 8K，銅屏蔽最高溫升 17K。這是由于銅屏蔽完全浸式在介質(zhì)中，與介質(zhì)直接進(jìn)行沸騰換熱，因此達(dá)到比較理想的冷卻效果，可以滿足電機(jī)進(jìn)行運(yùn)行要求。

6 結(jié)論

在吸取水氫氫 300MW 優(yōu)化設(shè)計(jì)和新 300MW雙水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合目前電力系統(tǒng)對(duì)新技術(shù)的需求和目前蒸發(fā)冷卻技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，對(duì) 330MW蒸發(fā)冷卻發(fā)電機(jī)從電磁設(shè)計(jì)和整體部件的結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了全新的設(shè)計(jì)。蒸發(fā)冷卻發(fā)電機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）定子鐵心和線圈全部浸入在蒸發(fā)冷卻介質(zhì)后，使定子鐵心無(wú)過(guò)熱點(diǎn)、溫度均勻，同時(shí)也降低了端部結(jié)構(gòu)件因渦流損耗引起的溫升；可以滿足發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行

（2）同容量高級(jí)發(fā)電機(jī)中，全浸式蒸發(fā)冷卻汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，省去了氫冷機(jī)組的制氫設(shè)備，比水內(nèi)冷結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

（3）鐵心及繞組溫度分布均勻，不會(huì)因熱變形帶來(lái)安全隱患。

（4）由于定子部分全密封結(jié)構(gòu)，無(wú)塵，清潔，定轉(zhuǎn)子間有套筒防止轉(zhuǎn)子漏水影響定子繞組和鐵心，提高了發(fā)電機(jī)運(yùn)行的可靠性，而且減少了運(yùn)行維護(hù)量。

蒸發(fā)冷卻技術(shù)以特有的絕緣介質(zhì)以及相變換熱特點(diǎn)，使得電機(jī)定子溫度分布均勻，安全性提高，具有較好的應(yīng)用前景。300MW量級(jí)蒸發(fā)冷汽輪發(fā)電機(jī)樣機(jī)的制造完成，標(biāo)志著蒸發(fā)冷卻技術(shù)在電機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用上了一個(gè)新臺(tái)階，為向更大容量電機(jī)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

[1]倪天軍.大型發(fā)電機(jī)主要冷卻方式及特點(diǎn)[J].東方電氣評(píng)論,2007,20(1): 31-37.Ni Tianjun.Major cooling methods and features of large gengerator[J].Dongfang Electric Review,2007,20(1): 31-37.

[2]顏正輝, 王拯元.趙昌宗.汽輪發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)回顧與展望[J].東方電機(jī),2008(3-4): 55-68.

[3]關(guān)達(dá)生, 曹文.空冷 200MW 汽輪發(fā)電機(jī)與氫冷200MW汽輪發(fā)電機(jī)的比較[J].黑龍江電力,2010(1):3-5.Guan Dasheng, Cao Wen.Compare 200MW aircooled turbo-generator with 200MW hydrogen-cooled turbo-generator[J].Heilongjiang Electric Power,2010(1): 3-5.

[4]楊俊東.南汽 350MW 空冷汽輪發(fā)電機(jī)[J].科技資訊,2009(5): 155-156.

[5]廖毅剛, 侯小全, 周光厚, 三峽地下電廠水輪發(fā)電機(jī)蒸發(fā)冷卻模擬試驗(yàn)研究[J].上海大中型電機(jī),2010(1): 59-6 2.

[6]傅德平, 朱榮建.50MW 蒸發(fā)冷卻汽輪發(fā)電機(jī)運(yùn)行情況[J].電力設(shè)備,2001,2(3): 32-34.Fu Deping, Zhu Rongjian.Operation of 50 MW turbo generator with evaporative cooling[J].Electrical Equipment,2001,2(3): 32-34.

[7]汪耕, 黃德書(shū).60MW 定子氟利昂蒸發(fā)冷卻轉(zhuǎn)子水內(nèi)冷汽輪發(fā)電機(jī)的研制[J].科技情報(bào), 1992(2).

[8]丁舜年.大型電機(jī)的發(fā)熱與冷卻[M].北京: 科學(xué)出版社, 199 2.

[9]林瑞泰.沸騰換熱[M].北京: 科學(xué)出版社, 1988.

[10]徐濟(jì)鋆.沸騰傳熱和汽液兩相流[M].北京: 原子能出版社,2001.

[11]欒茹, 傅德平, 唐龍堯.新型全浸式蒸發(fā)冷卻汽輪發(fā)電機(jī)定子三維溫度場(chǎng)的研究[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2004,24(8): 205-209.Luan Ru, Fu Deping, Tang Longyao.Study on 3D temperature distribution in new evaporative cooling asynchronous generator[J].Proceedings of the CSEE,2004,24(8)；205-209.

[12]溫志偉, 顧國(guó)彪, 王海峰.浸潤(rùn)式與強(qiáng)迫內(nèi)冷結(jié)合的蒸發(fā)冷卻汽輪發(fā)電機(jī)定子三維溫度場(chǎng)計(jì)算[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2006, 12(23): 133-138.Wen Zhiwei, Gu Guobiao, Wang Haifeng.Calculation of 3D thermal field in the stator of turbo generator with immersion evaporative-cooling system and forced inner-cooling[J].Proceedings of the CSEE,2006, 12(23): 133-138.

[13]劉偉.大型電機(jī)定子繞組內(nèi)部蒸發(fā)冷卻的數(shù)值模擬[D].保定: 華北電力大學(xué),2009.

[14]國(guó)建鴻, 傅德平.300MW汽輪發(fā)電機(jī)強(qiáng)迫循環(huán)蒸發(fā)冷卻定子繞組溫升計(jì)算[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2008,28(26): 92-97.Guo Jianhong, Fu Deping.Calculation of temperature distribution of larger evaporative cooling turbo-generator with forced inner cooling system[J].Proceedings of the CSEE,2008,28(26): 92-97.

[15]劉隆波, 金家善.電機(jī)定子蒸發(fā)冷卻溫度場(chǎng)研究[J].船海工程,2009(2).Liu Longbo, Jin Jiashan.On the temperature field of evaporation cooling electromotor stator[J].Ship &Ocean Engineering,2009(2).

[16]國(guó)建鴻, 傅德平, 李振國(guó), 等.大型蒸發(fā)冷卻汽輪發(fā)電機(jī)定子繞組溫度計(jì)算[J].電機(jī)與控制學(xué)報(bào),2008, 12(5): 509-51 3.Guo Jianhong, Fu Deping, Li Zhenguo, et al.Calculation of temperature distribution in the stator of larger evaporative cooling turbo-generator[J].Electric Machines and Control,2008, 12(5): 509-51 3.