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《中国科学院研究生院(电工研究所)》 2005年
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蒸发冷却电机空心导线内气液两相流动摩擦阻力的研究

蔡静  
【摘要】:1999 年李家峡电站400MW 蒸发冷却水轮发电机成功运行至今,证明了蒸发冷却技术的安全、可靠,与国外设计的水内冷发电机相比,其综合性能具有明显优势。近年来,三峡公司计划逐步将国外设计的水内冷机组改为蒸发冷却机组。在这种情况下,深入研究蒸发冷却发电机的核心技术——两相流的流动和传热特性,对优化蒸发冷却电机的设计理论和制造技术具有重要意义。本文主要针对定子蒸发冷却立式电机空心导线内气液两相流动的摩擦阻力和冷却系统回液管液位不同时的循环原理进行了深入地研究。 立式电机定子蒸发冷却系统属于全封闭无泵自循环方式,论文从能量的角度,结合实验数据,详细分析了冷却系统的循环原理,结果表明:上升管内流体吸收的热量的99%以上用来改变冷却介质的状态,增加其焓;提出了可以用介质的焓变估算上升管的流动阻力,和对冷凝器的设计高度进行校核;证明了当回液管为非满液位时,循环动力由两部分组成,一部分是回液管内液柱高产生的静压差,另一部分来源于循环介质具有的压头,合理解决了回液管液位较低时,循环动力的计算问题。本文用能量法进行分析计算,对原有的立式蒸发冷却电机循环原理进行了补充。 改进和完善了两相流水平强迫循环实验装置及其测试系统,以F113 为冷却介质,系统研究了热负荷、出口蒸汽品质、流量、压力等因素对摩擦阻力的影响,用M-N 方程,计算出了两相流动摩擦压力降的放大倍数,并根据实验数据对摩擦因子系数C 进行了修正。结果表明,在实验流量范围m=1.33g/s~4.69g/s(适用于蒸发冷却发电机)内,采用L-M 方程和M-N 方程计算得到的放大倍数适用的最佳流量为1.33g/s~3.34g/s,此时,在整个蒸汽品质范围内,误差小于10%;当m=3.34g/s~4.69g/s 时,蒸汽品质大于30%后,误差在10%以内,亦可以满足工业应用的需要。并绘制了不同流量下,放大倍数和出口蒸汽品质的关系曲线,便于工业应用。在压力影响研究方面,认为当运行压力0.2MPa 时,两相流动的放大倍数均可用常压时的物性参数计算得到,超过0.2MPa 后,由于摩擦阻力减小,放大倍数迅速减小,提出以一个大气压时测量得到的放大倍数K_0为基准,以(P/P_cr)~x为衰减系数,即可得到不同运行压力时的放大倍数K_P,即K_p=K_0=(P/P_cr)~x,依据理论计算结果拟合出了衰减指数的数值, 并在压力为0.2MPap0.3MPa 范围内进行了实验验证,相对误差为-30%~14%,可以满足工业应用的需要。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(电工研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TV734

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【引证文献】
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1 吕玉坤;刘伟;王海红;;汽轮发电机定子强迫蒸发冷却循环流动与传热计算[J];发电设备;2010年01期
2 郭朝红;顾国彪;;蒸发冷却电机冷却系统的热力循环分析[J];哈尔滨工业大学学报;2008年03期
3 董红伟;孙国刚;;气液逆喷撞击流洗涤器的阻力研究[J];石油化工设计;2007年03期
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1 温志伟;基于数值分析的大型同步电机内温度场的研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2006年
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1 刘伟;大型电机定子绕组内部蒸发冷却的数值模拟[D];华北电力大学(河北);2010年
【参考文献】
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1 顾国彪;田新东;;水轮发电机内冷技术的发展[J];电机与控制学报;1997年01期
2 李祥东,汪荣顺,顾安忠;低温气液两相流流型识别及相关测量技术[J];低温与超导;2004年02期
3 李永成,刘长厚,沈自求;垂直管中气液两相流传热研究[J];工程热物理学报;1989年01期
4 叶万仁;大型汽轮发电机采用蒸发冷却技术的可行性[J];华北电力技术;1996年07期
5 阎昌琪;反应堆核燃料组件定位格架的两相流动压降计算[J];核动力工程;1990年01期
6 熊扬恒;核电站蒸汽发生器研究设计中的几个问题[J];核动力工程;1994年04期
7 劳力云,张宏建,吴应湘,李东晖,郑之初;水平管道气液两相流中空隙率对动态压降信号的影响[J];化工学报;2000年04期
8 郭烈锦;陈学俊;;管内汽液两相环状流转变的机理研究[J];核科学与工程;1992年02期
9 黄海涛,翁羿浩,徐济;两相自然循环稳定性无量纲频域分析研究[J];核科学与工程;1994年03期
10 黄兴华,陆震,王启杰;电站冷凝器壳侧气液两相流动和传热的数值研究[J];机械工程学报;2002年02期
【共引文献】
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1 李淮江,楮家如,李淮海,徐善红;汽车轮胎压力传感器及电路[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2005年02期
2 祝立萍;钱付平;陈光;黄志甲;;工程热力学课程教学改革与实践[J];安徽工业大学学报(社会科学版);2012年01期
3 韦学勇,卢德江,蒋庄德;平行平板微型槽间气体的滑移流动[J];微纳电子技术;2005年03期
4 齐天华,高文秀;阵列式脉象采集探头的设计[J];微纳电子技术;2005年04期
5 孙凤玲;于海超;王金文;方建雷;杨永刚;;硅压阻式压力传感器温度补偿建模与算法研究[J];微纳电子技术;2007年Z1期
6 李新;庞世信;徐开先;孙承松;;耐高温SOI结构压力敏感芯片的研制[J];微纳电子技术;2007年Z1期
7 梁峭;孙海玮;郭丽娟;;压力开关传感器[J];微纳电子技术;2007年Z1期
8 张文群,张振山;应用Gibbs自由能最小法研究Li/SF_6气液浸没燃烧反应[J];兵工学报;2005年06期
9 张海涛,张杰,曹建国,荆友莲,吴长春;罩式退火炉不同内罩结构传热效率[J];北京科技大学学报;2005年05期
10 林德福;祁载康;宋锦武;;相近弹形气动参数的确定方法[J];北京理工大学学报;2006年11期
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1 王翠华;寇丽萍;战洪仁;张先珍;王立鹏;孙国永;;二次回风空调系统的分析[A];创新沈阳文集(A)[C];2009年
2 张其明;高亚南;张风琴;郑枫;;直流变频分体式空调简易设计[A];2011年全国冷冻冷藏行业与山东制冷空调行业年会暨绿色低碳新技术研讨会论文集[C];2011年
3 白延斌;黄翔;孙铁柱;文力;;蒸发冷却与机械制冷复合高温冷水机组分析[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
4 赵博;马国远;许树学;;水蒸汽再压缩热泵系统的性能分析[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
5 李增扬;武卫东;刘四美;陈盛祥;丁澎;;旋转磁场下纳米磁流体强化氨水鼓泡吸收的实验研究[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
6 宋晓燕;刘宝林;;真空冷却中上海青下表皮对其传热传质的影响[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
7 杨钢;徐小威;高隆隆;李宝仁;;高压气体定容积充放气特性研究[A];中国机械工程学会流体传动与控制分会第六届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2010年
8 肖峰;高建岭;刘建龙;;土壤源热泵的热力学性能分析[A];北京力学会第13届学术年会论文集[C];2007年
9 熊用;丁学俊;;电站双流程凝汽器壳侧流场的准三维数值模拟[A];2007年鄂、皖、苏、冀四省电机工程学会汽轮机专业学术研讨会论文集(湖北卷)[C];2007年
10 刘家友;;燃气热量计温度的计算[A];山东省暖通空调制冷2007年学术年会论文集[C];2007年
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1 吕洪坤;选择性非催化还原与先进再燃技术的实验及机理研究[D];浙江大学;2009年
2 田红;超声波在城市剩余活性污泥中的传输特性的模拟及实验研究[D];重庆大学;2010年
3 冯黎明;基于朗肯循环的发动机废热回收理论与试验研究[D];天津大学;2010年
4 高忠科;两相流复杂网络非线性动力学特性研究[D];天津大学;2010年
5 王振亚;垂直上升油水及油气水多相流流动参数测量方法研究[D];天津大学;2010年
6 曾建邦;基于气泡生长及多相流动的格子Boltzmann模型及应用研究[D];重庆大学;2011年
7 李杨;高温燃料电池—燃气轮机混合动力系统变工况性能分析与实验研究[D];上海交通大学;2011年
8 郑彬;低温热源喷射式发电制冷复合循环理论与实验研究[D];上海交通大学;2011年
9 黄利亚;镁基水冲压发动机内部燃烧过程与燃烧组织方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
10 齐利晓;整流翼型均速管流量传感器研究[D];天津大学;2010年
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1 李华;热电厂能量利用与节能技术改造研究[D];山东科技大学;2010年
2 董广宇;基于HLA船舶仿真系统设计和时间管理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 田文凯;多功能燃烧弹的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 高明全;水声换能器压力补偿与拖体设计方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 艾振宙;管道保温结构的优化设计研究[D];长沙理工大学;2010年
6 于海涛;同步发电机断股时电磁场与温度场分析及稳态端部场计算[D];哈尔滨理工大学;2010年
7 岳亚蛟;空气源热泵热水器的换热优化设计[D];华南理工大学;2010年
8 刘东方;三元工质用于空气源热泵容量调节的理论与实验研究[D];浙江大学;2010年
9 吴英哲;120Hz单级脉管制冷机理论与实验研究[D];浙江大学;2011年
10 杨志;燃气—蒸汽联合循环余热锅炉特性分析及数学建模[D];昆明理工大学;2009年
【同被引文献】
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1 熊楠;蒸发冷却技术面对的几个重要问题[J];电工电能新技术;2000年03期
2 关铮,顾国彪,傅德平;汽轮发电机定子绕组内部蒸发冷却计算与实验[J];电工电能新技术;2002年01期
3 阮琳,顾国彪,傅德平;300MW汽轮发电机定子绕组蒸发内冷的实验研究[J];电工电能新技术;2002年02期
4 温志伟,顾国彪;蒸发冷却汽轮发电机负序能力的改进计算[J];电工电能新技术;2004年04期
5 李德基,邓立平;汽轮发电机间接冷却转子三维温度场计算[J];大电机技术;1986年03期
6 曹惠玲,顾国彪,田新东;大型水轮发电机蒸发冷却实验研究及理论分析[J];大电机技术;2004年02期
7 徐松,顾国彪,李作之;50MW蒸发冷却汽轮发电机瞬态负序能力的计算机仿真研究[J];大电机技术;1994年02期
8 孙玉田,杨明;电机动态有限元法中的运动问题[J];大电机技术;1997年06期
9 顾国彪;田新东;;水轮发电机内冷技术的发展[J];电机与控制学报;1997年01期
10 傅德平;俞康;;汽轮发电机定子绕组内部蒸发冷却与循环系统[J];电力设备;2001年01期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 孙宇光;同步发电机定子绕组内部故障的暂态仿真和保护分析[D];清华大学;2003年
2 阮琳;大型水轮发电机蒸发内冷系统的基础理论研究及自循环系统的仿真计算[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2004年
3 栾茹;卧式蒸发冷却电机定子绝缘与传热系统的研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 关铮;汽轮发电机定子绕组强迫循环内部蒸发冷却分析计算与实验[D];中国科学院电工研究所;2001年
2 阎洪峰;卧式蒸发冷却电机楔形气隙内流体流动和传热问题的研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2003年
3 叶超;空冷及蒸发冷却条件下电机定子温度场研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2004年
4 熊斌;大型水轮发电机内部流体场和温度场的数值计算[D];哈尔滨理工大学;2006年
【二级引证文献】
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1 韩伟;雷彬;李治源;李鹤;;电机类装置冷却方式综述[J];装备制造技术;2009年09期
2 刘娅娟;张伟;洪玉萍;王超;;水轮发电机转子磁极悬挂结构动应力研究[J];大电机技术;2012年04期
3 刘伟;白晶;;气液两相流数值模拟中UDF的应用[J];科技视界;2012年34期
4 李广;张鸣;朱煜;段广洪;Masayoshi Tomizuka;;六自由度微动台热特性分析与散热设计[J];组合机床与自动化加工技术;2011年03期
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1 张洪亮;永磁同步电机铁心损耗与暂态温度场研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 付兴贺;永磁—感应子式混合励磁发电机电磁场计算及运行特性分析[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 路义萍;大型空冷汽轮发电机转子流场与温度场数值模拟[D];哈尔滨理工大学;2007年
4 朱卫国;汽车爪极发电机的设计及三维温度场数值模拟[D];合肥工业大学;2010年
5 王磊;电励磁同步电机无传感器控制检测技术研究[D];中国矿业大学;2012年
6 于雅莉;储能飞轮动发一体机电磁关键问题及温度场的研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
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1 王成立;基于Ansoft的发电机定子端部短路故障分析研究[D];浙江大学;2011年
2 庄艳;永磁伺服电动机电磁场与温度场耦合计算及冷却系统设计[D];沈阳工业大学;2011年
3 吴桂珍;采煤机用隔爆型牵引电动机冷却系统设计与研究[D];哈尔滨理工大学;2008年
4 刘亮;兆瓦级直驱式永磁风力发电机关键技术研究[D];山东大学;2008年
【二级参考文献】
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1 程振国,顾国彪,田新东,李清发;蒸发冷却电机新冷却介质FF31L的实验研究[J];电工电能新技术;1995年01期
2 黄兴华,沈坤全,史剑戟,王启杰;电站凝汽器蒸汽流动和换热的数值模拟[J];动力工程;1998年03期
3 黄兴华,王启杰,陆震;管壳式换热器壳程流动和传热的三维数值模拟[J];化工学报;2000年03期
4 申国强,林宗虎;应用动态法进行气液两相流的双参数测量[J];计量学报;1993年02期
5 劳力云,郑之初,吴应湘,李东晖;关于气液两相流流型及其判别的若干问题[J];力学进展;2002年02期
6 佟允宪,王文然,仲朔平,俞美英;孔板在两相流中的相分离效应与两相流湿度测量[J];清华大学学报(自然科学版);1991年03期
7 佟允宪,王文然,王志宣;利用节流装置噪音测量两相流流量的理论模型[J];清华大学学报(自然科学版);1992年06期
8 盛昌达;三峡工程发电机采用蒸发冷却技术的可行性[J];中国电力;1994年03期
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1 卓美燕;;平面定轮闸门的滚轮设计[J];黑龙江水专学报;2005年04期
2 李大用;关于ЗИФ型油压钻机称重方法的体会[J];探矿工程(岩土钻掘工程);1958年04期
3 卢玉明;自润滑组合式气动密封[J];液压气动与密封;1982年02期
4 秦舜英,蔡树铭;气动O形圈的设计和应用[J];液压与气动;1983年02期
5 徐大伟;压缩机活塞环产生的摩擦阻力[J];化工装备技术;1989年05期
6 徐辅仁;;关于船舶机械液压缸O形密封圈总摩擦阻力的理论研究及试验分析[J];机电设备;1992年06期
7 全丰明;解放牌CA1091型刮水器开关调速阀的损坏与修复[J];汽车与配件;1993年06期
8 陈功振;估算密封装置的摩擦阻力[J];机械制造;2002年06期
9 骆晓臣;张堃元;;侧压式进气道内部阻力分析[J];推进技术;2007年02期
10 王刚;赵文军;;地下管道纵向摩擦阻力分析[J];内江科技;2007年05期
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1 赵建福;;微重力气液两相流动与传热[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
2 崔占荣;李建桥;李因武;;45钢凹坑形表面与土壤摩擦阻力的试验研究[A];农业机械化与新农村建设——中国农业机械学会2006年学术年会论文集(上册)[C];2006年
3 王高国;;粗轧机靠辊事故的分析[A];冶金企业自动化、信息化与创新——全国冶金自动化信息网建网30周年论文集[C];2007年
4 额日其太;沈遐龄;刘火星;王菲;;飞机层流控制技术及其在大型运输机上的应用[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
5 李月红;;关于600MW以上火电机组与电除尘器配制的探讨[A];第十二届中国电除尘学术会议论文集[C];2007年
6 张流;鲁梅尔 F;;高温高压下岩石的剪切破裂能[A];第一届高温高压岩石力学学术讨论会论文集[C];1986年
7 郑捷;;混凝土泵送压力的几种计算方法[A];2009'中国商品混凝土可持续发展论坛暨第六届全国商品混凝土技术与管理交流大会论文集[C];2009年
8 李操;刘磊;鲍青波;张翔;周芳德;;水平管两相流减阻率与单相流减阻率的基本关系[A];中国化工学会2009年年会暨第三届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛会议论文集(上)[C];2009年
9 李爱军;曲庆文;;滑动摩擦机理的研究与设想[A];2006全国摩擦学学术会议论文集(三)[C];2006年
10 练章华;李孝军;宋周成;林铁军;叶顶鹏;;新型内防喷器安放位置分析[A];2008年石油装备学术年会暨庆祝中国石油大学建校55周年学术研讨会论文集[C];2008年
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1 孔庆山;外球面调心磨机专用轴承在管磨机上的应用[N];中国建材报;2007年
2 谭嘉;水里乾坤知多少[N];健康报;2008年
3 记者 任荃;去南汇聆听“风言电语”[N];文汇报;2006年
4 吴洣麓;中国游泳队等待“鲨鱼皮”[N];北京科技报;2008年
5 记者 王振清;美推出“波能吞噬推进器船”技术[N];中国船舶报;2006年
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9 全国炼钢-连铸知识竞赛组委会专家组;功能结晶器,生产优质钢的利器[N];中国冶金报;2008年
10 王琪;气动调节阀的故障原因及维护方法[N];中国安全生产报;2006年
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1 蔡静;蒸发冷却电机空心导线内气液两相流动摩擦阻力的研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2005年
2 刘维凯;大位移井钻柱力学分析及延伸能力研究[D];大庆石油学院;2008年
3 齐凤升;旋流作用下RH精炼工艺中气液两相流动与脱碳行为的模拟研究[D];东北大学 ;2009年
4 宋云超;气液两相流动相界面追踪方法及液滴撞击壁面运动机制的研究[D];北京交通大学;2013年
5 王京春;基于昆虫刺吸式口器的仿生耦合无痛注射针头的研究[D];吉林大学;2008年
6 刘国敏;蚯蚓体表减粘降阻功能耦合仿生研究[D];吉林大学;2009年
7 管会生;土压平衡盾构机关键参数与力学行为的计算模型研究[D];西南交通大学;2008年
8 季喜燕;微通道内气液两相流动及传质过程研究[D];天津大学;2011年
9 张成春;旋成体仿生非光滑表面流场控制减阻研究[D];吉林大学;2007年
10 贺旭照;高超声速飞行器气动力气动热数值模拟和超声速流动的区域推进求解[D];中国空气动力研究与发展中心;2007年
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1 薛韬;利用流体边界层微气泡降低壁面摩擦阻力的基础研究[D];天津大学;2004年
2 王吉强;利用流体边界层微气泡降低轴对称体壁面摩擦阻力的基础研究[D];天津大学;2004年
3 刘国栋;液体火箭发动机燃烧室内两相流动特性的数值分析[D];哈尔滨工业大学;2006年
4 张德实;特高含水期水驱及聚驱抽油机井管流特性与泵特性研究[D];大庆石油学院;2007年
5 赵玉明;水平井钻柱纵向振动研究[D];大庆石油学院;2007年
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7 王忠伟;压电型两自由度惯性冲击式精密驱动器试验研究[D];吉林大学;2004年
8 徐勤花;仿生鱼尾推进船模研究[D];烟台大学;2007年
9 邹存伟;气泡逸出控制措施对气泡船减阻效果影响的数值研究[D];武汉理工大学;2009年
10 孙小庚;二维凹槽内加机翼减阻效果的数值分析[D];武汉理工大学;2009年
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