需求提出單位：東方電氣集團(tuán)東方電機有限公司
需求目標(biāo)：為應(yīng)對未來更大容量、更高水頭以及變轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子繞組端部固定結(jié)構(gòu)與通風(fēng)散熱的矛盾、臥式貫流機組的定子、推力軸承和導(dǎo)軸承、高轉(zhuǎn)速立式機組的轉(zhuǎn)子等關(guān)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(zhuǎn)子端部通風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)特征和散熱參數(shù)，利用數(shù)值計算方法開展轉(zhuǎn)子端部的流固耦合傳熱規(guī)律研究，繼而提出變速機組轉(zhuǎn)子端部繞組通風(fēng)散熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，以期提升變速機組轉(zhuǎn)子端部的散熱性能;（2）在梳理現(xiàn)有貫流機組結(jié)構(gòu)特點及冷卻方式的基礎(chǔ)上，對定子鐵芯軸向穿管蒸發(fā)冷卻、定子通風(fēng)槽板蒸發(fā)冷卻、定子熱管冷卻三種冷卻方式進(jìn)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(jié)構(gòu)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(yīng)用效果，為未來工程方案選型和產(chǎn)品應(yīng)用打下基礎(chǔ);（4）通過廣泛的調(diào)研提出新型導(dǎo)軸承蒸發(fā)冷卻技術(shù)方案，采用數(shù)值仿真和實驗的方法對導(dǎo)軸承蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)流動換熱過程進(jìn)行研究，對采用液冷技術(shù)的導(dǎo)軸承原理模型方案的冷卻效果進(jìn)行分析評估，形成新型導(dǎo)軸承蒸發(fā)冷卻（或熱管）初步技術(shù)方案。
考核指標(biāo)：
（1）在2021年8月31日前提交階段研究報告，其中報告內(nèi)容包括:變速機組轉(zhuǎn)子端部結(jié)構(gòu)及散熱性能調(diào)研報告;貫流機組定子冷卻技術(shù)調(diào)研報告;貫流機組定子鐵芯穿管結(jié)構(gòu)電磁場仿真分析報告;推力軸承冷卻方案調(diào)研報告;新型導(dǎo)軸承蒸發(fā)冷卻技術(shù)方案調(diào)研報告;新型導(dǎo)軸承蒸發(fā)冷卻技術(shù)方案設(shè)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(nèi)容包括:護(hù)環(huán)式轉(zhuǎn)子繞組端部通風(fēng)散熱仿真分析報告;螺栓把合式轉(zhuǎn)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(shù)的三種推力軸承原理方案設(shè)計報告與流動傳熱仿真計算報告;推力軸承相變液冷技術(shù)可行性研究完整技術(shù)報告1份;新型導(dǎo)軸承蒸發(fā)冷卻技術(shù)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(nèi)容包括:變速機組轉(zhuǎn)子端部繞組結(jié)構(gòu)及通風(fēng)散熱優(yōu)化設(shè)計研究報告;變速機組轉(zhuǎn)子端部通風(fēng)冷卻結(jié)構(gòu)可行性研究完整技術(shù)報告;定子熱管冷卻實驗研究及仿真分析報告;定子通風(fēng)槽板蒸發(fā)冷卻流體傳熱仿真研究報告;新型導(dǎo)軸承蒸發(fā)冷卻技術(shù)實驗研究報告;導(dǎo)軸承蒸發(fā)冷卻技術(shù)的可行性研究完整技術(shù)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。