[00113491]600MW~700MW全空冷水轮发电机通风冷却系统研究

对大容量水轮发电机，冷却技术是设计中的关键问题。目前大型水轮发电机的冷却方式主要有全空冷、半水冷和蒸发冷却3种。其中，全空冷方式采用不需要任何成本投入的空气作为冷却介质，同时具有结构简单、安装简便、维护方便、可靠性高、事故率低、启停机方便快速等特点。但该冷却方式一直只能在单机容量400MW以下的水轮发电机中使用，而对于600MW以上的大型水轮发电机，国际上普遍认为使用全空冷存在很多技术障碍，而推荐采用半水冷方式，但其定子接头、介质处理装置及保护装置的可靠性及试验复杂、安装周期长等因素使得业主和制造厂家在500MW等级的全空冷二滩水轮发电机成功投运后对开发600MW~700MW等级全空冷发电机更加迫切。东方电机充分借助已有的先进分析技术和试验手段，将一维网络计算，三维CFD分析，模型试验及现场试验等手段有机结合，相互促进，为成功开发多台套水轮发电机贡献了重要力量。对于全空冷水轮发电机，衡量发电机通风性能的指标之一为发电机单位容量所需要的风量，即Q/PN（Q为有效冷却风量，m3/s；PN为发电机功率，MW），它反映了发电机的散热强度，目前国内外同类先进机组的Q/PN约在0.42~0.48，我公司600~700MW发电机为0.4~0.45，已经达到国内外先进水平。随着发电机散热强度的提高，全空冷发电机的通风损耗逐渐减小，可用发电机单位容量产生的通风损耗，即Pv/PN及单位风量自身产生的通风损耗，即Pv/Q比风损，来衡量，前者代表通风损耗在总损耗中的比例，后者反映了通风系统自身的阻力性能进行衡量，一台具有良好的通风系统的发电机应具有较低的Pv/PN和Pv/Q值。目前我公司600~700MW全空冷发电机的Pv/PN值在0.32*10-2~0.42*10-2，Pv/Q值在6.9~9.7，均达到了国内外同类发电机的先进水平值。通过对600~700MW全空冷水轮发电机通风冷却系统的研究，为巨型全空冷水轮发电机通风冷却系统提供了一套完整的设计方法，为700MW以上更大容量的全空冷发电机的设计提供了技术支持。