內容簡介
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目錄
序前言
第1章緒論
1.1臥式電機歷史簡介
1.2臥式電機的定義
1.3臥式電機的冷卻方式
參考文獻
第2章臥式蒸發冷卻電機的研究基礎
2.1常規定子絕緣結構對臥式蒸發冷卻電機的限制
2.2蒸發冷卻介質簡介
2.3蒸發冷卻定子繞組直線部分的絕緣與傳熱
2.41200kV·A全浸式自循環蒸發冷卻汽輪發電機的研製及運行
2.5幾種蒸發冷卻電機定子絕緣結構方案的模擬試驗及結論
2.6定子絕緣材料的表面閃絡試驗
2.7補充試驗
2.8本章小結
參考文獻
第3章50MW蒸發冷卻汽輪發電機的研製
3.1臥式電機蒸發冷卻技術方案的比較
3.2蒸發冷卻技術對50MW汽輪發電機的改造
3.3機組運行的效果
參考文獻
第4章臥式蒸發冷卻電機定子絕緣體系及其傳熱的分析
4.1臥式蒸發冷卻電機定子絕緣與傳熱系統的組成
4.2複合式絕緣系統的電場分布特點
4.3臥式蒸發冷卻定子的傳熱規律
4.4臥式蒸發冷卻電機定子絕緣結構的設計原則
4.5本章小結
參考文獻
第5章高功率密度臥式蒸發冷卻電機定子絕緣結構的初步設計
5.1高功率密度臥式電機概述
5.2設計新型的定子絕緣結構
5.3計算模型的仿真工具
5.4初步設計的絕緣結構電場計算與仿真過程
5.5初步設計的絕緣結構溫度場計算與仿真過程
5.6初步設計的絕緣結構仿真結果中存在的問題及說明
5.7本章小結
參考文獻
第6章狹窄空間內蒸發冷卻介質的沸騰換熱係數的研究
6.1引言
6.2沸騰換熱關聯式
6.3浸潤式蒸發冷卻中微小溫差的測量
6.4狹窄空間內蒸發冷卻介質（F-113）沸騰換熱係數的試驗研究
6.5本章小結
參考文獻
第7章高功率密度臥式蒸發冷卻電機定子絕緣確定性結構的試驗研究
7.1引言
7.2試驗中的定子模擬結構
7.3傳熱及耐壓試驗裝置
7.4試驗過程
7.5試驗結果及分析
7.6試驗結論
7.7本章小結
參考文獻
第8章新型蒸發冷卻定子絕緣結構中三維溫度場的仿真計算
8.1引言
8.2定子最熱段三維溫度場的仿真計算模型
8.3計算定子中的熱源分布
8.4表面沸騰換熱係數和等效熱傳導係數的確定
8.5三種定子絕緣結構溫度場的仿真結果及分析
8.6高功率密度臥式蒸發冷卻電機定子絕緣結構的研究結論
8.7本章小結
參考文獻
第9章高功率密度臥式蒸發冷卻電機試運行的溫升試驗
9.1蒸發冷卻樣機定子實際運行的溫度分布
9.2蒸發冷卻樣機大功率器件的冷卻與實際溫度分布
參考文獻
第10章135Mw蒸發冷卻汽輪發電機定子VPI主絕緣厚度減薄的試驗研究
10.1引言
10.2問題的提出及解決的技術原理
10.3新絕緣結構及規範的試驗研究內容
10.4試驗研究結論
10.5本章小結
參考文獻
第11章高壓電機定子絕緣結構的最佳化設計
11.1引言
11.2最佳化設計的目標及路徑
11.3新型定子絕緣結構電場分布仿真的原理
11.4定子槽內的電場分布的計算模型
11.5蒸發冷卻定子槽內電場分布規律
11.6本章小結
參考文獻
第12章24kV等級及以上蒸發冷卻汽輪發電機定子絕緣結構的可行性研究
12.1引言
12.224kV蒸發冷卻汽輪發電機定子絕緣結構的試驗研究
12.324kV蒸發冷卻汽輪發電機定子絕緣結構的電場仿真研究
12.4新型定子絕緣結構的電場仿真研究結論
12.5本章小結
參考文獻
第13章330Mw大型蒸發冷卻汽輪發電機定子絕緣結構的研究
13.1330MW大型汽輪發電機冷卻方案改造的比較
13.2強迫循環蒸發冷卻定子繞組內冷的溫升計算
13.3330Mw汽輪發電機採用全浸式蒸發冷卻方案的可行性
參考文獻
第14章結束語
14.1主要結論
前言
我國蒸發冷卻技術和雙水內冷技術的研究工作差不多是同時在中華人民共和國建國初期開始的。當時的主導思想是希望採用最新的冷卻方式滿足我國增大單機容量的需要，使我國的汽輪發電機製造業在國際上占有領先的地位。20世紀50年代中後期，雙水內冷技術發展較快，125MW已形成系列產品，300MW汽輪發電機上也已經採用此項技術。隨著氫冷氣隙抽氣技術的發展，以及後來超導體勵磁繞組發電機的研究，這些技術被認為是發電機的未來技術。因此，蒸發冷卻技術一般被認為是沒有必要發展也沒有發展前途的冷卻技術。正是在這種困難條件下，有一批默默無聞的同志在十分艱難的處境下堅持研究、製造和試驗，使這一技術日臻完善。過去冷卻方式的改進主要是為了提高單機容量，所以只是在必須增大單機容量的條件下才想到需要發展一種新的冷卻方式。現在新的冷卻方式的研究和套用應以提高發電機運行可靠性和綜合經濟指標為主要目標。很多先進的電機製造廠都對提高可維修性傾注了極大的關注，以達到延長檢修周期，甚至達到基本免維修或縮短檢修時間的目的，從而獲得更高的經濟效益。
蒸發冷卻技術的研究和套用也出於同樣的目的，目前正在已研製出的機組上實現著上述目標。蒸發冷卻系統在利用液態介質汽化過程中吸收潛熱進行冷卻的同時，還充分利用了蒸發冷卻介質本身具備的較好的絕緣性能。從提高電機可靠性方面考慮，蒸發冷卻有可能成為一種新的冷卻方式。
經過多年的實踐，蒸發冷卻技術充分展現了其在發電機及其他電機電器上的可行性和發展前途。人們一致認為，大型汽輪發電機定子全浸式蒸發冷卻方式，在製造技術上是可行的，在製造和運行的綜合經濟上也會帶來很大的效益。如果對全浸式定子絕緣結構做進一步的開發研究，有可能大大減薄甚至取消以雲母為基礎的線棒絕緣，使銅線的槽滿率有所提高，導線的冷卻條件進一步改善，收到更大的經濟效益。
精彩書摘
第1章 緒論1.1 臥式電機歷史簡介
翻開電機百年的發展史，展現在大家面前的是一個不斷認識和克服傳統結構設計和工藝上的限制，在技術上推陳出新的創造性過程。從19世紀末第一台100kV?A空冷汽輪發電機隱極型轉子問世，到20世紀40年代空冷電機的製造技術趨於成熟，人們發現當容量超過60MW後，利用當時的空冷電機結構不僅溫升高，而且效率低，所以，100MW級的空冷汽輪發電機很快被後來居上的氫冷系列電機所取代。
同樣是為了突破容量提高所帶來的發熱嚴重、材料利用率降低等結構設計與工藝上的局限性，20世紀50年代出現了氫氣直接冷卻技術，五六十年代水內冷技術發展成熟，這些都被認為是汽輪發電機技術一系列革新的幾個劃時代的里程碑。然而，最近30年雖然是大型電機系列化發展的主要階段，200～300MW汽輪發電機的安全運行問題卻一直困擾著國內外的廠家和發電廠業主。據國內的不完全統計，1983～1995年，在20台200MW國產汽輪發電機中，共發生了24台次的發電機定子繞組短路事故，銅線的焊接工藝差，材料選擇不適宜，導致內冷水泄露，降低了線棒主絕緣末端的絕緣水平而擊穿短路；容量為300MW及以上的發電機（包括不同冷卻方式的汽輪發電機、水輪發電機），定子內冷系統的結構性事故與故障較為突出，包括氫冷的結構密封差引起的爆炸，水冷的空心銅線破裂漏水引發的絕緣故障等，占事故性停機的54.7％，一些事故還危及電廠中的其他設備，破壞性較大。
