Аналіз теплового стану хрестовини гідрогенератора - двигуна великої потужності за особливих умов експлуатації

Abstract

В роботі проведено дослідження основних елементів конструкції гідрогенераторів вертикального виконання, а саме статору, ротору у складі втулки, спиць, обода ротору, полюсів і надставки валу, направляючого підшипника з пристроєм мащення і охолодження, підп’ятника з пристроєм мащення і охолодження, гальмівного і підйомного пристрою ротора з системою трубопроводів, насосом високого тиску, щитом гальмування, верхнім і нижнім перекриттям з сполучними і складальними елементами, системи вентиляції та охолодження гідрогенератора-двигуна, включаючи повітроохолоджувачі. Вказано на неможливість розв’язання прямої задачі для елементів конструкції, що знаходяться під дією циркуляційних струмів. Запропоновано рішення обернених задач для крупних елементів гідрогенератору. Виконано аналіз причин нагріву хрестовини гідрогенератора в процесі експлуатації при різних режимах роботи. Проведено детальний розрахунок теплового стану і переміщень центральної частини хрестовини при нагріванні, а також визначені зусилля які передаються на домкрат в результаті теплового розширення лап хрестовини. Проведений розрахунковий аналіз показав, що теплове розширення і внаслідок цього переміщення всієї хрестовини в цілому критичного характеру не мають.

In given article the study of the basic elements of Hydrogenerators of vertical design version namely the stator, the rotor including the bush, spokes, rotor rim, poles and shaft extension, guide bearing with lubrication and cooling, the thrust bearing with lubrication and cooling, braking and lifting device of the rotor with pipe lines systems, high pressure pump, braking shield, with top and bottom overlap with connection and assembly elements, ventilation and cooling system of Hydrogenerator-motor including air coolers. It is indicated to impossibility of the direct task solving for the design elements that are under action of circulation currents. Solving of the reverse tasks for large design elements of Hydrogenerator is proposed. The analysis of heating causes of the spider of Hydrogenerator during operation under various operating modes. Detailed calculation of the thermal state and the transfer of the central part of the spider at heating, as well as forces transmitted to the jack as a result of thermal expansion of the spiderlegs were determined. Calculation analysis has showed that the thermal expansion and thereby a transfer of the entire spider do not have critical nature generally. Submitted article gives opportunity to continue studying of the action of circulation currents to general condition of the design. Proposed methods let solve the reverse thermal task in three-dimensional model. As per got thermal release we succeed to specify the reaction in the spacing jacks supports connected with the thermal expansion of the construction. At that we succeed to determine heat release due to circulation currents in the spider top area. Calculations were made in the software programming complex SolidWorks Simulation.