需求提出單位：東方電氣集團東方電機有限公司
需求目標：為應對未來更大容量、更高水頭以及變轉速水電機組新的開發(fā)難題，針對不同類型水電機組可能遇到的散熱瓶頸，如變速抽水蓄能機組轉子繞組端部固定結構與通風散熱的矛盾、臥式貫流機組的定子、推力軸承和導軸承、高轉速立式機組的轉子等關鍵部件的高效冷卻等難題，需要從如下四個方向開展研究:（1）通過分析變速發(fā)電電動機轉子端部通風冷卻結構特征和散熱參數(shù)，利用數(shù)值計算方法開展轉子端部的流固耦合傳熱規(guī)律研究，繼而提出變速機組轉子端部繞組通風散熱結構優(yōu)化方案，以期提升變速機組轉子端部的散熱性能;（2）在梳理現(xiàn)有貫流機組結構特點及冷卻方式的基礎上，對定子鐵芯軸向穿管蒸發(fā)冷卻、定子通風槽板蒸發(fā)冷卻、定子熱管冷卻三種冷卻方式進行對比尋優(yōu)，以期摒棄定子對空氣循環(huán)冷卻的依賴，有效降低定子線圈及鐵芯溫升，提高絕緣壽命;（3）聚焦立式機組推力軸承的冷卻結構創(chuàng)新，提出至少三種適用于立式機組推力軸承的相變液冷方案，利用流動和傳熱仿真手段，對比分析不同方案的應用效果，為未來工程方案選型和產品應用打下基礎;（4）通過廣泛的調研提出新型導軸承蒸發(fā)冷卻技術方案，采用數(shù)值仿真和實驗的方法對導軸承蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)流動換熱過程進行研究，對采用液冷技術的導軸承原理模型方案的冷卻效果進行分析評估，形成新型導軸承蒸發(fā)冷卻（或熱管）初步技術方案。
考核指標：
（1）在2021年8月31日前提交階段研究報告，其中報告內容包括:變速機組轉子端部結構及散熱性能調研報告;貫流機組定子冷卻技術調研報告;貫流機組定子鐵芯穿管結構電磁場仿真分析報告;推力軸承冷卻方案調研報告;新型導軸承蒸發(fā)冷卻技術方案調研報告;新型導軸承蒸發(fā)冷卻技術方案設計報告;（2）在2022年8月31日前提交階段研究報告，其中報告內容包括:護環(huán)式轉子繞組端部通風散熱仿真分析報告;螺栓把合式轉子繞組端部散熱性能仿真分析報告;定子鐵芯軸向穿管蒸發(fā)冷卻流體傳熱仿真分析報告;定子鐵芯軸向穿管蒸發(fā)冷卻實驗報告;相變液冷技術的三種推力軸承原理方案設計報告與流動傳熱仿真計算報告;推力軸承相變液冷技術可行性研究完整技術報告1份;新型導軸承蒸發(fā)冷卻技術仿真計算報告；（3）在2022年11月30日前提交階段研究報告，其中報告內容包括:變速機組轉子端部繞組結構及通風散熱優(yōu)化設計研究報告;變速機組轉子端部通風冷卻結構可行性研究完整技術報告;定子熱管冷卻實驗研究及仿真分析報告;定子通風槽板蒸發(fā)冷卻流體傳熱仿真研究報告;新型導軸承蒸發(fā)冷卻技術實驗研究報告;導軸承蒸發(fā)冷卻技術的可行性研究完整技術報告;（4）發(fā)明專利4項（申請)，發(fā)表論文6篇（含2篇EI)。
實施周期：不超過2年。
榜單金額：不超過764萬元。