高温气冷堆氦气驱动电机风摩损耗与热交换影响因素研究

发布时间：2024-03-25 02:55

　　高温气冷堆由于其安全性好、温度高、用途广等特点,已成为今世界第四代核能发电系统的首选堆型之一,其中高温气冷堆氦气驱动电机是反应堆一回路中唯一的能动部件,保证其在高压氦气环境中的正常运行关系到整个反应堆的安全与稳定。因此,掌握驱动电机在高压氦气环境下全空间的热交换机理与规律是我国高温气冷堆核电站开发亟待解决的关键问题之一。本文以高温气冷堆氦气驱动电机为研究对象,对其腔内流体流动规律及换热过程,通风系统内风摩损耗计算和氦气环境对电机内热交换影响因素等热问题进行了研究。为研究高温气冷堆氦气驱动电机换热过程,本文从流体网络理论出发,建立了驱动电机轴-径向混合风路通风系统的流体网路模型,得到了驱动电机内部各等效节点处的流量和流速的分布。以流体网络法得出的相关参数作为边界条件,基于有限元法对简化后的驱动电机三维流体与传热耦合求解模型进行精确求解,确定了高温气冷堆氦气驱动电机求解域内高压氦气的流动形态,揭示了驱动电机内各部件的温度分布规律。通过比较定子绕组绝缘间仿真温度结果与实验监测结果,验证了边界条件和简化模型的准确性。在氦气换热机理与流动形态规律研究的基础上,对高温气冷堆氦气驱动电机定子侧的风摩...

【文章页数】：135 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-3蒸发冷却系统

关于这些常见的冷却介质和冷却方式在电机应用的相关问题,国内外专家学者都进行了卓有成效的详尽研究。印度PradeepJain等学者以某210MW氢冷发电机定子线圈弯曲处断裂为例进行了研究,发现若氢冷发电机冷却结构出现渗漏现象,漏水处的氢与绝缘层会发生反应形成形成氨,而金属铜在氨溶....

图1-4蒸发冷却下定子温度分布

图1-3蒸发冷却系统哈尔滨电机厂有限责任公司焦晓霞高级工程师为研究不同冷却介质对电机温升分布的影响,采用三维有限体积法,以空气和氢气为冷却介质,定量分析了流体性质对电机温升的影响,比较了相同通风结构下不同冷却介质的温度场和流体场,得到了流固交界面上散热系数分布以及定子槽内绝缘的温....

图1-5水氢冷汽轮发电机端部结构

哈尔滨电机厂有限责任公司焦晓霞高级工程师为研究不同冷却介质对电机温升分布的影响,采用三维有限体积法,以空气和氢气为冷却介质,定量分析了流体性质对电机温升的影响,比较了相同通风结构下不同冷却介质的温度场和流体场,得到了流固交界面上散热系数分布以及定子槽内绝缘的温升变化。结果表明不同....

图1-6定子线圈温度分布

图1-5水氢冷汽轮发电机端部结构在关于氦气冷却介质的利用上,美国的BrianFelker等学者研究了TheTokamakPhysicsExperiment(TPX)的低温氦气冷却系统,实验中的氦作为冷却介质以维持真空冷冻泵子系统的恒定运行[16]。俄罗斯V.I.Deev等....

本文编号：3938426