国建鸿 顾国彪 傅德平 黄德书

（1.中国科学院电工研究所 北京 100080 2.上海汽轮发电机有限公司 上海 200240）

1 引言

随着电网的容量愈来愈大，发电设备逐步迈向巨型化，如汽轮发电机已达到百万千瓦级，发电设备传统的冷却技术受到严峻的挑战，人们在优化设计、提高工艺的同时，通过尝试各种冷却组合，改变冷却介质形成各式各样的冷却方式。可以说发电机单机容量的增加，电机冷却技术的提高是关键技术之一。汽轮发电机所采用的冷却方式包括空冷、氢冷、水冷、油冷及蒸发冷却[1-4]。空冷、氢冷、水冷技术均为早期国外引进技术后优化设计，是很成熟技术，为解决水内冷、氢冷存在的安全隐患问题，同时继承液冷方式有效带走热能的优点，美、日、俄等国相继开展了将相变原理应用于大型发电设备中的研究，并取得了一定的理论成果，但至今没有成熟的运行产品。

中科院电工所20世纪50年代开始蒸发冷却技术研究，已经成功研制多台蒸发冷却水轮发电机，最大单机容量为三峡840MW机组，通过72小时试运行，50MW蒸发冷却汽轮发电机组运行了十年，证明了蒸发冷却电机运行的安全可靠性[5-7]。本文依据两相流与传热理论，采用有限元方法对 330MW级蒸发冷却汽轮发电机对定子三维温度场进行数值计算，给出了在发电机温度场求解域中的温度分布规律。将计算结果与样机出厂型式试验结果进行对比分析，表明了本文仿真分析方法的准确性和适用性，同时分析了大型蒸发冷却汽轮发电机的性能及特点。……