Con el crecimiento continuo de la demanda de energía, las ventajas de la energía nuclear, como la alta densidad energética, bajas emisiones y limpieza, se destacan gradualmente. Sin embargo, el aumento de la capacidad del generador de turbina en las plantas nucleares ha llevado a mayores pérdidas y problemas críticos de calentamiento. Diseñar un sistema de refrigeración efectivo juega un papel importante en la mejora de la capacidad de disipación de calor del rotor, especialmente bajo la condición de espacio limitado en el rotor. En este estudio, se comparan y analizan los efectos de refrigeración del rotor utilizando una estructura de refrigeración radial de tipo recto y una estructura de refrigeración compuesta radial-axial-radial para un generador de turbina nuclear enfriado por hidrógeno de 1555 MVA. Se establecen modelos acoplados de fluidos térmicos tridimensionales del rotor con ambas estructuras de refrigeración, y se proporcionan las condiciones de contorno correspondientes. Los modelos se resuelven utilizando el método de volúmenes finitos. Se estudia en detalle la ley de flujo del gas de hidrógeno refrigerante dentro del rotor y la distribución de temperatura de varias partes del rotor. En comparación con la estructura de refrigeración radial de tipo recto, adoptar la estructura de refrigeración compuesta radial-axial-radial puede reducir la temperatura media de los devanados del campo del rotor en 4.5 grados Celsius. Los resultados de la investigación proporcionan una referencia para el diseño y la optimización del sistema de refrigeración del rotor para generadores de turbina nuclear de gran capacidad.