随着水轮发电机单机容量的不断提高,电机的热负荷也大幅增加,由此而引起的绕组、汇流环的温升、温差都在加剧。因此,降低电机绕组、汇流环温升及改善温度分布的均匀性,对大型发电机的可靠运行是至关重要的。
截至2014年,水轮发电机定子水内冷技术,国际上已有40余年历史,使上述问题迎刃而解,但该技术增加了泵循环纯水供应及去离子系统,而且泄漏和氧化物堵塞造成事故的可能性等所带来的不可靠性风险也在同时加剧。
蒸发冷却作为水轮发电机的一种新型内冷技术,不仅可以提高材料利用率,减少特大型发电机制造难度,降低发电机定子绕组、汇流环的运行温升及温差和发电机定子热应力。更重要的是蒸发冷却比水内冷具有更好的优越性。首先,由于蒸发冷却采用自循环系统,不需要另外的水处理设备,不占用厂房布置面积;另一个突出的优越性是消除了由于泄露和氧化物堵塞造成事故的可能性,即使发生冷却介质泄露,也不会产生大事故,可以采用降负荷运行,让其发电机空冷运行或少介质蒸发冷却运行,待停机后再维修,这是水内冷电机无可比拟的。但传统的发电机蒸发冷却技术只解决了定子绕组发热体的冷却,定子汇流环发热体还是采用空冷方式,作为采用蒸发冷却技术的定子绕组和汇流环联合循环装置,不仅在定子汇流环发热体上采用了蒸发冷却技术,而且将两者有机地统一起来,形成联合循环 。