风力发电冷却系统研究

论文摘要

在全世界范围内,风力发电正迅速并持续地发展着。当今世界风力发电技术的发展趋势表现为单机容量增大、风机桨叶的变化、塔架高度上升、控制技术的进步以及海上风力发电的发展[1]。其中单机容量的逐步增大,将会直接导致发电机内各部件的散热量大大增加,如何有效解决发电机的温升瓶颈,已成为风力发电机进一步发展的关键问题之一。目前国内对风力发电技术的研究热点多集中在变频、控制系统和机械设计等学科领域,公开文献中涉及风力发电冷却系统内容的数量较少,且文献的发表日期较早,其内容相对于快速发展的风力发电技术存在较大的滞后性。针对该研究现状,本文首先对风力发电的原理与结构进行了综述,分析了风力发电机运行过程中热量产生的部件和原因,介绍了目前风力发电机组所采用的冷却技术,并提出了MW级风力发电机水冷系统的设计流程和优化设计方案,最后在此基础上对下一代大功率风力发电机冷却技术进行了展望,介绍了三种采用新型冷却技术的风力发电机系统。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究内容
• 第二章 风力发电机的散热与冷却
• 2.1 风力发电机工作原理
• 2.2 风力发电机组的散热
• 2.3 风力发电机组的冷却方式
• 第三章 MW 级风力发电机水冷系统设计流程
• 3.1 给定条件
• 3.2 冷却介质的选择
• 3.3 外部散热器类型选择
• 3.4 翅片与隔板的选择
• 3.5 换热器芯体尺寸计算
• 3.6 换热器其余参数计算
• 3.7 水冷系统流阻计算与泵的选取
• 3.8 板翅式换热器封头的选择
• 3.9 防腐措施
• 第四章 MW 级风力发电机水冷系统散热器的优选设计
• 4.1 优化设计流程前提条件
• 4.2 编程流程说明
• 4.3 计算结果分析
• 第五章 风力发电机冷却系统展望
• 5.1 风力发电技术发展趋势
• 5.2 采用蒸发循环冷却的风力发电机系统
• 5.3 集中冷却式风力发电机系统
• 5.4 利用海水冷却的海上风力发电机系统
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文