CN110688738A - 带有轴向通风系统的核电汽轮发电机温度场计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种带有轴向通风系统的核电汽轮发电机温度场计算方法，属于汽轮发电机转子性能检测技术领域，该方法构建发电机转子流体与传热计算模型；计算核电汽轮发电机的铜排基本铜耗、铁芯基本铁耗及齿部附加铁耗；分别将所述铜排基本铜耗、铁芯基本铁耗及齿部附加铁耗分别转化为相应的热密，附加至发电机转子流体与传热计算模型的对应部位；设置发电机转子流体与传热计算模型的边界条件，采用有限体积方法对发电机转子流体与传热计算模型进行计算，得到对应的转子绕组的温度场分布。本发明通过构建转子的流体与传热计算模型，利用有限体积法，分析计算了转子绕组的温度分布，计算简单，且计算精度高。

Description

带有轴向通风系统的核电汽轮发电机温度场计算方法

技术领域

本发明涉及汽轮发电机转子性能检测技术领域，具体涉及一种计算方法简单的带有轴向通风系统的核电汽轮发电机温度场计算方法。

背景技术

汽轮发电机是电网的主要装备之一，是电能的直接生产者，约80％的电能由汽轮发电机产生。而核电汽轮发电机的造价多达上亿元，其安全发电也直接关系着很大一片区域的稳定用电。但由于汽轮发电机的尺寸巨大，很难建立整体的模型进行有限体积方法计算，通常根据结构对称性和风路对称性建立的模型也极大的耗费了计算的人工成本和时间，对工厂来说并不适用。

因此，如何合理的简化计算模型而又能保证计算精度对工程上有极大的实际意义，这需要通过对转子绕组的传热路径进行合理的分析才能完成。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简化了计算模型，又能保证计算精度的带有轴向通风系统的核电汽轮发电机温度场计算方法，以解决上述背景技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

本发明提供的一种带有轴向通风系统的核电汽轮发电机温度场计算方法，该方法包括如下流程步骤：

步骤S110：构建包括核电汽轮发电机两个半齿、一个槽及半个轴向长的三维实体模型，对所述三维实体模型进行网格划分，建立对应的发电机转子流体与传热计算模型；

步骤S120：计算核电汽轮发电机的铜排基本铜耗、铁芯基本铁耗及齿部附加铁耗；

步骤S130：根据不同的转子齿部附加损耗的透入深度，分别将所述铜排基本铜耗、铁芯基本铁耗及齿部附加铁耗分别转化为相应的热密，并附加至所述发电机转子流体与传热计算模型的对应部位；

步骤S140：设置所述发电机转子流体与传热计算模型的边界条件；

步骤S150：计算所述发电机转子流体与传热计算模型的传热方程，结合所述边界条件，计算得到对应的转子绕组的温度场分布。

优选的，所述步骤S110具体包括：

根据核电汽轮发电机的实际结构和尺寸，建立关于发电机转子流体与传热的所述三维实体模型；其中，所述三维实体模型包括转子铁芯、绕组内铜排、匝间绝缘、主绝缘、槽楔和通风沟；

对所述三维实体模型进行网格划分，建立所述发电机转子流体与传热计算模型，所述转子铁芯包含转子齿和转子轭，所述转子齿与所述转子轭连接，所述转子齿中间有长方体槽，所述长方体槽内放置了绕组，所述绕组包含所述绕组内铜排、所述匝间绝缘、所述主绝缘和所述槽楔，所述绕组内铜排和所述匝间绝缘交替排列在槽内，所述槽楔排列在靠近长方体槽的槽口的铜排上侧，所述主绝缘排列所述铜排、所述匝间绝缘和所述槽楔的外侧。

优选的，所述步骤S120具体包括：

基于电磁场理论方法计算出基本铜损耗和铁芯基本铁耗；

所述齿部附加铁耗的计算方法具体包括：

其中，Q_2SH表示齿部附加铁耗，Q_2vK表示定子磁场高次谐波在转子表面产生的短路损耗，Q_2zK表示定子齿谐波在转子表面产生的短路损耗，Q_2zo表示定子齿谐波在转子表面产生的空载损耗，Q_2H表示转子与氢冷流体的摩擦损耗；

其中，φ(β)表示定子磁场高次谐波在转子表面产生损耗的计算系数，AS₁表示定子线负荷，K_δ表示气隙系数，δ表示单边气隙，D_i表示定子铁芯内径，p为磁场极对数，l₂表示转子本体长度，f表示转子旋转频率；

其中，φ(δ/t₁)表示定子齿谐波在转子表面产生损耗的计算系数，Z₁表示定子槽数；

其中，B_δ表示气隙中的磁通密度，K_δn表示定子槽的气隙系数，l_ef表示定子铁心净长度；

其中，D₂表示转子外径，P_H表示氢冷流体的压强，P_HO表示电机中的正常氢压。

优选的，所述步骤S130具体包括：

转子的齿部附加铁损耗由不同的谐波产生，其透入深度也不相同，分别计算不同谐波的透入深度后，进行加权平均后获得透入深度体积Δ：

式中，w为转子转子角速度；μ为磁导率；σ为电导率；

将所述铜排基本铜耗、铁芯基本铁耗和附加铁耗，除以相应透入深度体积，分别得到铜排基本铜耗热密、铁芯基本铁耗热密和附加铁耗热密。

优选的，所述步骤S140具体包括：

设置所述所述发电机转子流体与传热计算模型的边界面、入口和出口；

确定所述边界面、入口和出口在所述发电机转子流体与传热模型的边界条件；其中，

所述边界面的边界条件包括散热面和绝热面；所述入口的边界条件包括入口压力和入口温度；所述出口的边界条件包括出口压力和出口温度。

优选的，所述边界面在所述发电机转子流体与传热计算模型的边界条件包括：

所述绝热面满足以下条件：

式中，T是物体的温度，n是边界法向量；

所述散热面满足以下条件：

式中，λ为导热系数，α为散热系数，T_f为周围环境温度。

优选的，所述入口的边界条件和所述出口的边界条件包括：

入口压力和出口压力根据核电汽轮发电机的全域流体网络模型计算得出；入口温度转子给定的进风风温，出口温度为转子齿表面温度。

优选的，计算入口压力和出口压力包括：

建立所述核电汽轮发电机的全域流体网络模型，其中，根据多级压气机式轴流风扇产生的氢气压力值P_f和转子旋转产生的离心压力P_r，以及氢冷气流过的局部阻力和沿程阻力，计算转子入风压力和出风压力；

在所述核电汽轮发电机的全域流体网络模型中，计算出各个节点的压力值；

利用下式，得出所述转子入风压力和出口压力：

式中，ΔP为压力差值，ζ为阻力系数，l为计算区段的管长，d为计算区段的水力直径，ρ为流体密度，v为流体的速度矢量。

优选的，所述步骤S150中，计算所述传热方程具体包括：

对所述发电机转子流体与传热计算模型，采用标准的流固耦合k-ε模型模拟湍流方程，具体满足如下条件：

质量守恒方程：

动量守恒方程：

能量守恒方程：

其中，ρ为密度，v_r为相对速度矢量，r为转动坐标系中的微元体的位置矢量，p为作用于空气微元体上的静压力，τ为因分子粘性作用而产生的作用于微元体表面的粘性应力，ρ(2Ω×v_r+Ω×Ω×r)为科里奥里力，F为微元体上的体积力，T为温度，v为绝对速度，λ为导热系数，c为定压比热，S_r为单位体积内热源产生的热量与c的比值；

利用标准的流固耦合k-ε模型模拟湍流方程如下：

式中，k为湍流动能，ε为扩散因子，ρ为流体密度，V为流体速度矢量，t为时间，G_k为紊流产生率，u_t为紊流粘性系数，G_1ε、G_2ε为常量，σ_k和σ_ε为紊流普朗克常数；

则发电机转子流体与传热的传热方程为：

式中，λ_x、λ_y、λ_z分别是不同方向上的传热系数；q_V为内部热源密度。

本发明有益效果：通过构建转子的流体与传热计算模型，利用有限体积法，分析计算了转子绕组的温度分布，计算简单，且计算精度高。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所述的带有轴向通风系统的核电汽轮发电机温度场计算方法的流程图。

图2为本发明实施例所述的发电机转子的流体与传热计算模型示意图。

图3为本发明实施例所述的汽轮发电机全域流体与网络计算模型示意图。

图4为本发明实施例所述的汽轮发电机转子传热示意图。

图5为本发明实施例所述的发电机转子1/8周向、半个轴向长发电机转子的流体与传热计算模型示意图。

其中：1-转子齿；2-转子轭；3-转子铜排；4-层间绝缘；5-槽楔；6-主绝缘；7-通风沟；S₂、S₃、S₄、S₆-绝热面；S₁、S₅-散热面；S₇-入口；S₈-出口；Z₁-短路流；Z₂-冷却器；Z₃-冷却器出口；Z₄-定子背部入口；Z₅-定子背部；Z₆-定子励端端部；Z₇-气隙进口；Z₈-气隙励端；Z₉-气隙汽端；Z₁₀-气隙出口；Z₁₁-转子线圈励端端部；Z₁₂-转子线圈励端直线段；Z₁₃-转子线圈汽端直线段；Z₁₄-转子线圈汽端端部；Z₁₅-转子入口；Z₁₆-出线盒I/O；Z₁₇-出线盒；Z₁₈-出线盒通风管；Z₁₉-励端磁屏蔽；Z₂₀-定子铁心轴向通风孔；Z₂₁-边段铁心励端齿压风道；Z₂₂-边段铁心汽端齿压风道；Z₂₃-汽端磁屏蔽。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或模块，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、模块和/或它们的组。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且实施例并不构成对本发明实施例的限定。

本领域普通技术人员应当理解的是，附图只是一个实施例的示意图，附图中的部件或装置并不一定是实施本发明所必须的。

实施例

如图1所示，本发明实施例提供一种带有轴向通风系统的核电汽轮发电机温度场计算方法，该方法包括如下流程步骤：

步骤S110：构建包括核电汽轮发电机两个半齿、一个槽及半个轴向长的三维实体模型，对所述三维实体模型进行网格划分，建立对应的发电机转子流体与传热计算模型；

步骤S120：计算核电汽轮发电机的铜排基本铜耗、铁芯基本铁耗及齿部附加铁耗；

步骤S130：根据不同的转子齿部附加损耗的透入深度，分别将所述铜排基本铜耗、铁芯基本铁耗及齿部附加铁耗分别转化为相应的热密，并附加至所述发电机转子流体与传热计算模型的对应部位；

步骤S140：设置所述发电机转子流体与传热计算模型的边界条件；

步骤S150：计算所述发电机转子流体与传热计算模型的传热方程，结合所述边界条件，计算得到对应的转子绕组的温度场分布。

具体的，在步骤S110中，根据核电汽轮发电机的实际结构和尺寸，建立发电机转子流体与传热的三维实体模型；所述三维实体模型分别包括：转子铁芯、绕组内铜排、匝间绝缘、主绝缘、槽楔和通风沟。

对所述三维实体模型进行网格划分，建立对应的发电机转子流体与传热计算模型，包括：对所述发电机转子实体模型进行网格划分，建立对应于所述发电机转子三维实体模型的发电机转子流体与传热计算模型；

所述发电机转子流体与传热计算模型，包括：转子铁芯、绕组内铜排、匝间绝缘、主绝缘、槽楔和氢通风沟。建立的发电机转子流体与传热计算模型如图2所示。

所述计算模型中，所述转子铁芯包含转子齿和转子轭两部分，构成了所述三维实体模型的主体部分，所述转子齿与所述转子轭连接，所述转子齿中间有长方体结构的槽，所述长方体结构的槽内放置了绕组，在所述的绕组内包含铜排、匝间绝缘、主绝缘和槽楔，所述的铜排和匝间绝缘交替排列在槽内，槽楔排列在靠近槽口的铜排上侧，主绝缘排列在整齐排列的铜排、匝间绝缘和槽楔的外侧，紧挨转子齿，所述的绕组内的通风沟中有氢气流过。

具体的，在步骤S120中，所述核电汽轮发电机转子的铜排为直流电产生，只有基本铜损耗，根据所述的损耗计算的表达式，基于电磁场理论方法计算出基本铜损耗。由于基本铁耗是由主磁场在铁芯内发生变化时产生的，而在汽轮发电机正常运行期间，转子为同步旋转，主磁场不会产生相对运动，因此，转子没有基本铁损耗。

转子的铁芯附加铁损耗，是基于电磁理论和机械理论的相关知识，采用如下公式进行计算得出：

转子铁芯表面的附加损耗Q_2SH主要有：1)定子磁场高次谐波在转子表面产生的短路损耗Q_2vK；2)定子齿谐波在转子表面产生的短路损耗Q_2zk；3)定子齿谐波在转子表面产生的空载损耗Q_2zo；4)转子与冷却气体的摩擦损耗Q_2H，计算单位为kW：

式中，

为定子磁场高次谐波在转子表面产生损耗的计算系数；A_S1为定子线负荷(A/cm)；K_δ为气隙系数；δ为单边气隙(mm)；D_i为定子铁芯内径；p为级对数；l₂为转子本体长度(mm)；f为频率(Hz)。

式中，

为定子齿谐波在转子表面产生损耗的计算系数；Z₁为定子槽数。

式中，B_δ为气隙中的磁通密度(Gs)；K_δn为定子槽的气隙系数；l_ef为定子铁心净长度(mm)。

式中，D₂为转子外径(mm)；P_H为所采用的氢压；P_HO为电机中的正常氢压。

根据所述的公式，基于电磁场理论方法和机械理论方法计算出所述核电汽轮发电机的铜排基本铜耗、铁芯附加铁耗。

具体的，在步骤S130中，考虑不同的齿部附加铁耗的透入深度，再将各个热密附加至所述流体与传热计算模型的对应部位，包括：

转子附加铁损耗由不同的谐波产生，其透入深度也不相同。但考虑到投入深度太小，导致转子齿外圆温度过高，与实际的运行情况不符，因此，分别计算不同谐波的透入深度后，加权平均出一个透入深度来计算体积。

式中，w为转子转子角速度(rad/s)；μ为磁导率(H/m)；σ为电导率(S/m)

将计算得到的所述核电汽轮发电机的铜排铜耗、铁芯基本铁耗和附加铁耗，除以相应体积，计算出单位体损耗，分别附加至所述发电机转子流体与传热计算模型。

如图3所示，在步骤S140中，设置所述所述发电机转子流体与传热计算模型的边界面、入口和出口；确定所述边界面、入口和出口在所述发电机转子流体与传热模型的边界条件；其中，所述边界面的边界条件包括散热面和绝热面；所述入口的边界条件包括入口压力和入口温度；所述出口的边界条件包括出口压力和出口温度。

如图4所示，建立核电汽轮发电机的计及转子旋转的全域流体网络模型，考虑了多级压气机式轴流风扇产生的氢气压力值P_f和转子旋转产生的离心压力P_r；以及氢气流过冷却器、定子轭背部、气隙、转子线圈、出线盒、定子铁芯等通风区域时，会产生局部阻力和沿程阻力，计算处转子入风压力和出风压力；

入口压力和出口压力根据核电汽轮发电机的全域流体网络模型计算得出；

发电机转子入口压力和出口压力的计算方式如下：

在此流体网络计算模型中，利用下式，可以计算出各个节点的压力值：

式中，ΔP为压力差值(Pa)，ζ为阻力系数，l为计算区段的管长(m)，d为计算区段的水力直径(m)，ρ为流体密度(kg/m³)，v为流体的速度矢量(m/s)。

利用式(7)，得出转子入风压力和出口压力。

在发电机转子流体与传热计算模型中，绝热面为四面，包括：S₂，S₃，S₄，S₆，绝热面分别满足以下条件：

式中，T是物体的温度，n是边界法向量；

散热面为两面，包括：S₁和S₅，分别满足以下条件：

式中，λ为导热系数，α为散热系数，T_f为周围环境温度；

进出口分别为：S₇和S₈，进出口分别满足入口压力边界和出口压力边界的给定条件，入口压力和出口压力根据核电汽轮发电机的全域流体网络模型计算得出；入口温度和出口温度是根据转子工厂给定的进风风温和计算得出的齿表面温度给出的。

对发电机转子流体与传热计算模型，采用标准的流固耦合k-ε模型模拟湍流方程，具体满足下述式(21)～(23)：

质量守恒方程：

动量守恒方程：

能量守恒方程：

其中，ρ为密度，v_r为相对速度矢量，r为转动坐标系中的微元体的位置矢量，p为作用于空气微元体上的静压力，τ为因分子粘性作用而产生的作用于微元体表面的粘性应力，ρ(2Ω×v_r+Ω×Ω×r)为科里奥里力，F为微元体上的体积力，T为温度，v为绝对速度，λ为导热系数，c为定压比热，S_r为单位体积内热源产生的热量与c的比值；

利用标准的流固耦合k-ε模型模拟湍流方程如下：

式中，k为湍流动能，ε为扩散因子，ρ为流体密度，V为流体速度矢量，t为时间，G_k为紊流产生率，u_t为紊流粘性系数，G_1ε、G_2ε为常量，σ_k和σ_ε为紊流普朗克常数；

发电机转子流体与传热模型采用有限体积方法计算，则发电机转子流体与传热的传热方程为：

式中，λ_x、λ_y、λ_z分别是不同方向上的传热系数；q_V为内部热源密度。

在本发明实施例中，由于本转子计算模型的齿部不等间距、槽不等高，而且转子存在大齿，为了分析本发明实施例所述的方法的优越性，建立了建立1/8圆周、半个轴向长的计算模型，如图5所示。

转子铁芯包含转子齿和转子轭两部分，构成了三维实体模型的主体部分，转子齿与转子轭连接，转子齿为不等间距的弧形结构，两相邻的弧形结构中间有长方体结构的槽，长方体结构的槽内放置了绕组，在绕组内包含铜排、匝间绝缘、主绝缘和槽楔，铜排和匝间绝缘交替排列在槽内，槽楔排列在靠近槽口的铜排上侧，主绝缘排列在整齐排列的铜排、匝间绝缘和槽楔的外侧，紧挨转子齿，所述的绕组内的通风沟中有氢气流过。

采用有限体积方法计算如图5所示的计算模型，得到转子的温度分布，通对比计算结果，得出两个不同的计算模型的绕组最值温度和平均温度相差很小，可以看出通过氢内冷通风系统的转子绕组产生的热量基本上由该通风沟本身带走，只有很少的热量从齿顶传递出去，如图4所示。

综上所述，本发明实施例提出的方法，是以大型核电汽轮发电机转子为例；但该方法不仅仅局限于核电汽轮发电机的转子部分，同时适用于任意含有内冷通风形式的电机，具有广泛的适用性。

与传统的计算模型对比，内冷型式的通风系统的热量基本上全部由通风沟本身带走，齿顶散热很少。因此，对含有内冷通风型式的电机，通过采用有限体积方法，仅计算一个槽内线圈的温度分布，不仅节省计算时间，又不影响计算精度，可以很好地应用于工厂。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种带有轴向通风系统的核电汽轮发电机温度场计算方法，其特征在于，该方法包括如下流程步骤：

步骤S110：构建包括核电汽轮发电机两个半齿、一个槽及半个轴向长的三维实体模型，对所述三维实体模型进行网格划分，建立对应的发电机转子流体与传热计算模型；

步骤S120：计算核电汽轮发电机的铜排基本铜耗、铁芯基本铁耗及齿部附加铁耗；

步骤S130：根据不同的转子齿部附加损耗的透入深度，分别将所述铜排基本铜耗、铁芯基本铁耗及齿部附加铁耗分别转化为相应的热密，并附加至所述发电机转子流体与传热计算模型的对应部位；

步骤S140：设置所述发电机转子流体与传热计算模型的边界条件；

步骤S150：计算所述发电机转子流体与传热计算模型的传热方程，结合所述边界条件，计算得到对应的转子绕组的温度场分布。

2.根据权利要求1所述的带有轴向通风系统的核电汽轮发电机温度场计算方法，其特征在于，所述步骤S110具体包括：

根据核电汽轮发电机的实际结构和尺寸，建立关于发电机转子流体与传热的所述三维实体模型；其中，所述三维实体模型包括转子铁芯、绕组内铜排、匝间绝缘、主绝缘、槽楔和通风沟；

对所述三维实体模型进行网格划分，建立所述发电机转子流体与传热计算模型，所述转子铁芯包含转子齿和转子轭，所述转子齿与所述转子轭连接，所述转子齿中间有长方体槽，所述长方体槽内放置了绕组，所述绕组包含所述绕组内铜排、所述匝间绝缘、所述主绝缘和所述槽楔，所述绕组内铜排和所述匝间绝缘交替排列在槽内，所述槽楔排列在靠近长方体槽的槽口的铜排上侧，所述主绝缘排列所述铜排、所述匝间绝缘和所述槽楔的外侧。

3.根据权利要求1所述的带有轴向通风系统的核电汽轮发电机温度场计算方法，其特征在于，所述步骤S120具体包括：

基于电磁场理论方法计算出基本铜损耗和铁芯基本铁耗；

所述齿部附加铁耗的计算方法具体包括：

其中，Q_2SH表示齿部附加铁耗，Q_2vK表示定子磁场高次谐波在转子表面产生的短路损耗，Q_2zK表示定子齿谐波在转子表面产生的短路损耗，Q_2zo表示定子齿谐波在转子表面产生的空载损耗，Q_2H表示转子与氢冷流体的摩擦损耗；

其中，φ(β)表示定子磁场高次谐波在转子表面产生损耗的计算系数，AS₁表示定子线负荷，K_δ表示气隙系数，δ表示单边气隙，D_i表示定子铁芯内径，p为磁场极对数，l₂表示转子本体长度，f表示转子旋转频率；

其中，φ(δ/t₁)表示定子齿谐波在转子表面产生损耗的计算系数，Z₁表示定子槽数；

其中，B_δ表示气隙中的磁通密度，K_δn表示定子槽的气隙系数，l_ef表示定子铁心净长度；

其中，D₂表示转子外径，P_H表示氢冷流体的压强，P_HO表示电机中的正常氢压。

4.根据权利要求3所述的带有轴向通风系统的核电汽轮发电机温度场计算方法，其特征在于，所述步骤S130具体包括：

转子的齿部附加铁损耗由不同的谐波产生，其透入深度也不相同，分别计算不同谐波的透入深度后，进行加权平均后获得透入深度体积Δ：

式中，w为转子转子角速度；μ为磁导率；σ为电导率；

将所述铜排基本铜耗、铁芯基本铁耗和附加铁耗，除以相应透入深度体积，分别得到铜排基本铜耗热密、铁芯基本铁耗热密和附加铁耗热密。

5.根据权利要求1所述的带有轴向通风系统的核电汽轮发电机温度场计算方法，其特征在于，所述步骤S140具体包括：

设置所述所述发电机转子流体与传热计算模型的边界面、入口和出口；

确定所述边界面、入口和出口在所述发电机转子流体与传热模型的边界条件；其中，

所述边界面的边界条件包括散热面和绝热面；所述入口的边界条件包括入口压力和入口温度；所述出口的边界条件包括出口压力和出口温度。

6.根据权利要求5所述的带有轴向通风系统的核电汽轮发电机温度场计算方法，其特征在于，所述边界面在所述发电机转子流体与传热计算模型的边界条件包括：

所述绝热面满足以下条件：

式中，T是物体的温度，n是边界法向量；

所述散热面满足以下条件：

式中，λ为导热系数，α为散热系数，T_f为周围环境温度。

7.根据权利要求5所述的带有轴向通风系统的核电汽轮发电机温度场计算方法，其特征在于，所述入口的边界条件和所述出口的边界条件包括：

入口压力和出口压力根据核电汽轮发电机的全域流体网络模型计算得出；入口温度转子给定的进风风温，出口温度为转子齿表面温度。

8.根据权利要求7所述的带有轴向通风系统的核电汽轮发电机温度场计算方法，其特征在于，计算入口压力和出口压力包括：

建立所述核电汽轮发电机的全域流体网络模型，其中，根据多级压气机式轴流风扇产生的氢气压力值P_f和转子旋转产生的离心压力P_r，以及氢冷气流过的局部阻力和沿程阻力，计算转子入风压力和出风压力；

在所述核电汽轮发电机的全域流体网络模型中，计算出各个节点的压力值；

利用下式，得出所述转子入风压力和出口压力：

式中，ΔP为压力差值，ζ为阻力系数，l为计算区段的管长，d为计算区段的水力直径，ρ为流体密度，v为流体的速度矢量。

9.根据权利要求1所述的带有轴向通风系统的核电汽轮发电机温度场计算方法，其特征在于，所述步骤S150中，计算所述传热方程具体包括：

对所述发电机转子流体与传热计算模型，采用标准的流固耦合k-ε模型模拟湍流方程，具体满足如下条件：

质量守恒方程：

动量守恒方程：

能量守恒方程：

其中，ρ为密度，v_r为相对速度矢量，r为转动坐标系中的微元体的位置矢量，p为作用于空气微元体上的静压力，τ为因分子粘性作用而产生的作用于微元体表面的粘性应力，ρ(2Ω×v_r+Ω×Ω×r)为科里奥里力，F为微元体上的体积力，T为温度，v为绝对速度，λ为导热系数，c为定压比热，S_r为单位体积内热源产生的热量与c的比值；

利用标准的流固耦合k-ε模型模拟湍流方程如下：

式中，k为湍流动能，ε为扩散因子，ρ为流体密度，V为流体速度矢量，t为时间，G_k为紊流产生率，u_t为紊流粘性系数，G_1ε、G_2ε为常量，σ_k和σ_ε为紊流普朗克常数；

则发电机转子流体与传热的传热方程为：

式中，λ_x、λ_y、λ_z分别是不同方向上的传热系数；q_V为内部热源密度。

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