Ефективність нового екранування крайніх пакетів осердя статора потужного турбогенератора

Д. І. Хвалін

Інститут проблем безпеки АЕС НАН України,
вул. Лисогірська, 12, Київ, 03028, Україна

DOI: doi.org/10.31717/2311-8253.21.2.3

Анотація

На основі комплексного дослідження електромагнітних і теплових процесів шляхом математичного та фізичного моделювання доведена ефективність нового конструктивного рішення торцевої зони осердя статора потужного генератора. Запропоновано конструкцію, застосування якої забезпечує максимальне зниження температури крайнього пакета статора. З метою підвищення достовірності експериментальних даних, отриманих на основі фізичного моделювання, а також тестування побудованої математичної моделі, за допомогою останньої, налагодженої на фізичну модель, було проведено чисельні експерименти щодо дослідження ефективності екранів зубцево-пазової конфігурації. Незначна відмінність значень магнітної індукції, отриманих шляхом математичного моделювання, від експериментальних даних дозволяє зробити висновок щодо достовірності результатів. Крім цього, було проведено тепловий розрахунок для номінального режиму роботи турбогенератора типу ТГВ-500 за допомогою математичної моделі та порівняння цих результатів з експериментальними даними, отриманими на реальному генераторі аналогічного типу та потужності. Розбіжності розрахункових і експериментальних значень не перевищили 7%. Усі дані, отримані як шляхом моделювання, так і натурного експерименту, відповідають одному й тому ж турбогенератору, що в сукупності робить достовірними результати математичного моделювання, які неможливо отримати на реальному об’єкті з різних причин об’єктивного та суб’єктивного характеру.

Ключові слова: потужний турбогенератор, торцева зона, екранування, масштабна фізична модель, математична модель, електромагнітне поле, температура

Список використаної літератури

1. Розвиток наукових засад та розробка засобів підвищення показників безвідмовності потужних турбоі гідрогенераторів (Звіт № ДР 0214U005180). — Київ : ІЕД НАН України, 2018. — 245 с.

2. Пат 111154 Україна МПК Н02К 3/42. Осердя статора електричної машини змінного струму / О. І. Титко, К. О. Кобзар, Д. І. Хвалін. — № u 2015 1257; заявл. 21.12.2015; опубл. 10.11.2016, Бюл. № 21.

3. Электромагнитные и тепловые процессы в концевых частях мощных турбогенераторов / И. М. Постников, Л. Я. Станиславский, Г. Г. Счастливый. — Киев : Наукова думка, 1971. — 360 с.

4. Турбо- и гидрогенераторы при переменных графиках нагрузки / Г. Г. Счастливый, Г. М. Федоренко, В. И. Выговский. — Киев : Наукова думка, 1985. — 208 с. 5. Физическое моделирование электрических систем / В. А. Веников, А. В. Иванов-Смоленский. — МоскваЛенинград : Госэнергоиздат, 1958. — 359 с.

6. Хвалін Д. І. Екрани зубцево-пазової конструкції в потужних синхронних генераторах / Д. І. Хвалін // Електромеханічні та енергетичні системи, методи моделювання та оптимізації: збірник наукових праць XV Міжнародної науково-технічної конференції молодих учених і спеціалістів (м. Кременчук, 11–12 квітня 2017 року). — Кременчук : КрНУ, 2017. — С. 165–166.

7. Титко О. І. Експериментальні дослідження ефективності екранів зубцево-пазової конструкції статорів турбогенераторів / О. І. Титко, М. Д. Мишастий, А. І. Воронін, Д. І. Хвалін // Пр. Ін-ту електродинаміки НАН України. — 2017. — № 46. — С. 34–42.

8. Милых В. И. Численные расчеты магнитных полей в торцевой зоне турбогенераторов / В. И. Милых, Н. В. Полякова // Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Сер. Електричні машини та електромеханічне перетворення енергії. — 2015. — № 5 (1114). — С. 3–11.

9. COMSOL Multiphysics modeling and simulation software. — Available at: www.comsol.com.

10. Кенсицький О. Г. Електромагнітне поле у торцевій зоні турбогенератора при зміні реактивного навантаження / О. Г. Кенсицький, Д. І. Хвалін // Технічна електродинаміка. — 2018. — № 1. — С. 62–68.

11. Кенсицкий О. Г. Математическая модель совместного расчёта электромагнитного поля и нагревов торцевой зоны мощного турбогенератора / О. Г. Кенсицкий, Д. И. Хвалин, К. А. Кобзарь // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. — 2019. — Т. 62. — № 1. — С. 37–46.

12. Турбогенераторы. Расчет и конструкция / В. В. Титов, Г. М. Хуторецкий, Г. А. Загородная [и др.]. — Ленинград : Энергия, 1967. — 896 с.

13. Проектирование турбогенераторов / Г. М. Хуторецкий, М. И. Токов, Е. В. Толвинская. — Ленинград : Энергоатомиздат, 1987. — 256 с.

14. Liu Y. Study of three-dimensional temperature field with changed structures of air-cooled turbo generator stator / Y. Liu, C. Li, G. Fu, S. Gao, Y. Tian, Y. Zhai // International Journal of Control and Automation. — 2015. — Vol. 8. — № 5. — P. 37–42.

15. Zhou G. 3D loss and heat analysis at the end region of 4-poles 1150 MW nuclear power turbine generator / G. Zhou, L. Han, Z. Fan, Y. Liao, S. Huang // Archives of electrical engineering. — 2014. — Vol. 63. — № 1. — P. 47–61.

Повна стаття(PDF)


Опубліковано
2020-12-16

Якщо стаття прийнята до друку в журналі «Ядерна енергетика та довкілля», автор має підписати угоду про передачу авторських прав. Угода надсилається на поштову (оригінал) або електронну адресу (сканована копія) Редакції журналу.

Всі матеріали поширюються на умовах ліцензії  Creative Commons Attribution License International CC-BY, яка дозволяє іншим розповсюджувати роботу з визнанням авторства цієї роботи і першої публікації в цьому журналі.

Insert math as
Block
Inline
Additional settings
Formula color
Text color
#333333
Type math using LaTeX
Preview
\({}\)
Nothing to preview
Insert