电机行业快讯：蒸发冷却技术的发展与应用

    蒸发冷却与空冷或水内冷相结合组成的新型冷却方式，为发电机的大型化或特殊用途电机的技术提升发挥重要作用，也有利于进入WTO后所面临的国际性竞争。

一、水轮发电机

    采用全空冷的水轮发电机，极限制造容量大体上是低速机组为600~700兆瓦；中速为400兆瓦；高速为200兆瓦。统计了全世界600兆瓦以上的56台机组，其中86%采用了定子水冷，三峡一期14台机组均采用了定子水内冷。发展总趋势是定子水内冷、转子空冷相结合的冷却方式。定子绕组水内冷后，具有温升低、绝缘寿命长、机组热应力小、推力轴承负荷减小等优点。蒸发冷却介质替代水以后，优点是温度分布更为均匀、介质绝缘必好、无泄漏及堵塞而伤害机组的危险，免除了水处理系统、节省厂房、维护及运行方便。可靠性高于水内冷，也高于全空冷。由于可靠性及绝缘寿命的延长，全空冷极限容量以下的机组，经济技术论证后，也可以选择采用。

    电工所与东方电机股份有限公司合作，1983年研制了两台10兆瓦高速机组，1992年的50兆瓦机组，以及1999年研制的400兆瓦机组均可靠地在电站运行，没有因蒸冷系统而发生过故障。为产业化以及特大型机组的研制打下了好的基础。2000年巴黎国际大电网会议评价为大型电机的四项进展之一。

二、汽轮发电机

    汽轮发电机冷却技术主流是水—氢—氢，也有定子油冷、转子水冷的技术，我国发展的双水内冷是属水—水—空冷却。1989年访苏时，得悉苏制两台800兆瓦水—氢冷发电机发生重大故障，1992年考察时了解到故障是水、氢相互引发而生成的，1995年起俄罗斯电站宣布不再接受氢冷机组。1994年访瑞士，应ABB公司邀请进行技术合作交流时，了解到他们在冷却技术上的改进，包括了冷却介质的更新。国际上俄罗斯将在300~500兆瓦等级容量的发电机上采用不燃爆液冷，500兆瓦以上的全液冷也在发展中。寻找新的冷却介质，研究新的冷却结构，从本质上避免冷却介质对机组可能造成的危害，已成为发电机的重要课题了。

    电工所与上海电机股份有限公司合作研制成的50兆瓦定子蒸发冷却、转子水内冷的发电机，1991年在上海西郊变电站调相运已十年。此方案消除了水内冷转子可能出现漏水而影响定子绕组的问题，去除了风扇、减小了风摩损耗、可靠性及效率均有提高。对于有水冷转子制造经验的制造厂，是一个可以发展的具有前景的冷却方式。全苏电机研究所（现为俄罗斯电工研究所），曾和电工所签订了合作发展协议，并建议蒸发冷却定子与他们研制的轴边进水的新水冷转子组合成新的冷却方式。

三、全蒸发冷却电机

    电工所曾与北京电力设备总厂研制了1.2兆伏安的全蒸发冷却机组，作为特殊应用的电机，现正在规划发展中。