[01042333]汽轮发电机新型径切两向空冷系统的研究及应用

该项目属于电气工程学科领域。该项目研究一种大容量汽轮发电机新型径切两向空冷系统，其优点是效率高、环保、便于调峰、节材、节能、安全可靠，已应用于燃气-蒸汽联合循环电站或传统火电站的技术改造，其相关理论成果也已应用于风力发电机的设计和制造中。主要内容、特点1)提出基于流体力学理论计算汽轮发电机径切两向空冷系统定转子通风特殊结构温度场和流体场的新方法，解决了大容量新型空冷汽轮发电机特殊通风结构设计的难题；2)建立了在汽轮发电机径切两向空冷系统定子通风沟内壁面温度、表面散热系数和不可压缩流体耦合条件下定子三维非线性温度场数学模型，并给出相应新的算法，解决了准确求解电机定子径向通风沟散热系数这一国内外同行公认的难题，为提高大型发电机计算精度和产品质量奠定理论基础；3)提出一种新型定子绕组结构的设计思想，采用该绕组可有效地降低由定子绕组局部过热而导致定子线棒烧毁事故的发生，使所设计的大容量空冷汽轮发电机可靠性得到很大提高；4)提出定子径向通风沟内定子绕组为绕流物体的新见解，揭示流体形态对电机绕组散热影响的规律，所提出的理论方法已在新型通风结构和风力发电冷却系统中得到应用；5)提出股线绝缘显著影响温度分布的新见解，改变了认为股线绝缘存在对定子绕组温度分布影响不大的传统观念，显著地提高了汽轮发电机和风力发电机的可靠性和材料利用率；6)研究转子轴径向通风道内副槽中心高度、径向风沟宽度和出风口口径等多因素变化对转子三维流体场的影响关系，所提出转子通风结构优化设计方法已应用于空冷汽轮发电机和风力发电机产品设计中。应用、推广情况：1)该项目是与国内著名大型企业共同合作完成。该成果已成功应用于135MW、150MW、200MW级大型空冷汽轮发电机设计中，生产的产品技术水平达到国际先进水平。该公司2008-2010年制造该装置35台，新增产值近6亿元，利润8392万元，税收5330万元。节约电煤483万吨，折合人民币约31.43亿元。3年累计减少CO<,2>排放1086.75万吨，减少SO2排放9.66万吨。2)内蒙古汇全环保动力有限公司采用该项目中的先进冷却技术和电磁计算的理论成果所研制的并网风力发电机已并网发电。公司制造的并网型风力发电机质量和各项技术性能达到国际先进水平，增强了公司并网风力发电机自主开发和创新的能力。该公司2009-2010年总共制造该装置83台，新增产值近3.5亿元，利润5286万元，税收3171万元。节约电煤39.33万吨，折合人民币25841.7万元，2年减少CO<,2>排放88.5万吨，减少SO<,2>排放0.79万吨。在项目研究中，发表学术论文95篇，其中SCI收录4篇，EI收录52篇，获得发明专利6项，实用新型专利15项，7项发明专利正在审查中。