德阳“揭榜挂帅”项目榜单（技术攻关类）装备制造领域-水轮发电机关键部件冷却结构及高效冷却技术应用可行性研究实施周期与考核指标

需求提出单位：东方电气集团东方电机有限公司
需求目标：为应对未来更大容量、更高水头以及变转速水电机组新的开发难题，针对不同类型水电机组可能遇到的散热瓶颈，如变速抽水蓄能机组转子绕组端部固定结构与通风散热的矛盾、卧式贯流机组的定子、推力轴承和导轴承、高转速立式机组的转子等关键部件的高效冷却等难题，需要从如下四个方向开展研究:（1）通过分析变速发电电动机转子端部通风冷却结构特征和散热参数，利用数值计算方法开展转子端部的流固耦合传热规律研究，继而提出变速机组转子端部绕组通风散热结构优化方案，以期提升变速机组转子端部的散热性能;（2）在梳理现有贯流机组结构特点及冷却方式的基础上，对定子铁芯轴向穿管蒸发冷却、定子通风槽板蒸发冷却、定子热管冷却三种冷却方式进行对比寻优，以期摒弃定子对空气循环冷却的依赖，有效降低定子线圈及铁芯温升，提高绝缘寿命;（3）聚焦立式机组推力轴承的冷却结构创新，提出至少三种适用于立式机组推力轴承的相变液冷方案，利用流动和传热仿真手段，对比分析不同方案的应用效果，为未来工程方案选型和产品应用打下基础;（4）通过广泛的调研提出新型导轴承蒸发冷却技术方案，采用数值仿真和实验的方法对导轴承蒸发冷却系统流动换热过程进行研究，对采用液冷技术的导轴承原理模型方案的冷却效果进行分析评估，形成新型导轴承蒸发冷却（或热管）初步技术方案。
考核指标：
（1）在2021年8月31日前提交阶段研究报告，其中报告内容包括:变速机组转子端部结构及散热性能调研报告;贯流机组定子冷却技术调研报告;贯流机组定子铁芯穿管结构电磁场仿真分析报告;推力轴承冷却方案调研报告;新型导轴承蒸发冷却技术方案调研报告;新型导轴承蒸发冷却技术方案设计报告;（2）在2022年8月31日前提交阶段研究报告，其中报告内容包括:护环式转子绕组端部通风散热仿真分析报告;螺栓把合式转子绕组端部散热性能仿真分析报告;定子铁芯轴向穿管蒸发冷却流体传热仿真分析报告;定子铁芯轴向穿管蒸发冷却实验报告;相变液冷技术的三种推力轴承原理方案设计报告与流动传热仿真计算报告;推力轴承相变液冷技术可行性研究完整技术报告1份;新型导轴承蒸发冷却技术仿真计算报告；（3）在2022年11月30日前提交阶段研究报告，其中报告内容包括:变速机组转子端部绕组结构及通风散热优化设计研究报告;变速机组转子端部通风冷却结构可行性研究完整技术报告;定子热管冷却实验研究及仿真分析报告;定子通风槽板蒸发冷却流体传热仿真研究报告;新型导轴承蒸发冷却技术实验研究报告;导轴承蒸发冷却技术的可行性研究完整技术报告;（4）发明专利4项（申请)，发表论文6篇（含2篇EI)。
实施周期：不超过2年。
榜单金额：不超过764万元。