Turbina a vapore e refrigeratori del generatore di turbine idrauliche

Turbina a vapore e refrigeratori del generatore di turbine idrauliche

Come apparecchiature di base nei sistemi di alimentazione, i generatori di turbine a vapore e i generatori di turbine idro generano un calore significativo durante il funzionamento a causa di perdite elettromagnetiche e meccaniche. Senza un raffreddamento tempestivo, questo calore può causare invecchiamento del materiale di isolamento, ridotta efficienza delle attrezzature o persino guasti. I dispositivi di raffreddamento sono attrezzature ausiliarie fondamentali che garantiscono il loro funzionamento sicuro e stabile.

Tube - Coolier per pinna (air - acqua / idrogeno - Water Universal)

Questo è il design mainstream per i dispositivi di raffreddamento del generatore, particolarmente adatto per i sistemi di raffreddamento indiretti (ad es. Air - Scambio di calore dell'acqua in aria - unità raffreddate, idrogeno - Scambio di calore dell'acqua in idrogeno - unità raffreddate). La sua struttura e principio sono i seguenti:

Componenti strutturali:

Bundle tubo: il componente di trasferimento di calore centrale, costituito da tubi di trasferimento di calore in acciaio in rame/inossidabile (attraverso i quali flussi d'acqua di raffreddamento) e pinne di alluminio/rame (avvolte/estruso attorno ai tubi per aumentare l'area di trasferimento del calore);

Intestazione: diviso in camere di ingresso e uscita per la distribuzione e la raccolta dell'acqua di raffreddamento; Le testate sigillate sono usate in scenari di pressione - elevati (ad es. Raffreddamento a idrogeno);

Shell/Frame: protegge il fascio del tubo, formando canali di flusso chiuso (ad es. Passaggi di idrogeno nel raffreddamento dell'idrogeno, passaggi d'aria nel raffreddamento dell'aria);

Principio di lavoro:

Il calore - Medium di trasferimento (aria/idrogeno) scorre fuori dai tubi, trasferendo il calore al calore - tubi di trasferimento tramite pinne. L'acqua di raffreddamento che scorre all'interno dei tubi assorbe questo calore e lo scarica, raggiungendo lo scambio di calore.

Vantaggi: grande calore - Area di trasferimento (le pinne aumentano la superficie di 5 - 10 volte), alta calore - Efficienza di trasferimento, idoneità per media ad alta velocità (ad es. Idrogeno) e costo moderato.

Classificazione del metodo di raffreddamento

Air Cooling (Air - raffreddato)

Principio di base: l'aria funge da unico mezzo di raffreddamento. I ventilatori forzano il flusso d'aria sopra lo statore del motore, gli avvolgimenti del rotore e il nucleo per dissipare direttamente il calore (piccole unità); o l'aria assorbe il calore del motore prima di scambiarlo con acqua tramite un "{1}} radiatore dell'acqua" (mezzo - a - grandi unità, note come "raffreddamento ad aria indiretto").

Scenari applicabili: piccoli generatori di turbine a vapore - a - (potenza inferiore o uguale a 50mW), mezzo - a - Generatori di turbine idro a bassa velocità (EG, Impulse Hydro Generators)

Vantaggi: struttura semplice, nessun rischio di perdita d'acqua, bassi costi di manutenzione, requisiti minimi di qualità dell'acqua

Svantaggi: bassa capacità termica specifica di aria e trasferimento di calore inefficiente lo rendono inadatto per unità di potenza - alte; richiede una normale pulizia del filtro dell'aria per evitare l'intasamento della polvere

Cooling d'acqua (acqua - raffreddato)

Principio di base: utilizza acqua pura/acqua deionizzata come mezzo di raffreddamento, dissipando direttamente il calore di perdita di avvolgimento attraverso conduttori cavi incorporati all'interno degli avvolgimenti dello statore (o del rotore); Il core richiede ancora scenari ausiliari per il raffreddamento dell'aria applicabile: alti generatori di turbine a vapore di potenza (300 mw e oltre), alti generatori di turbine idro -idroelettrie (ad es.

Vantaggi: l'elevata conduttività termica dell'acqua (decine di volte maggiore dell'aria) consente un'efficienza di raffreddamento superiore, consentendo una riduzione delle dimensioni del motore e una maggiore densità di potenza.

Svantaggi: è richiesto un rigoroso controllo della qualità dell'acqua (corrosione e prevenzione della scala), con rischi di danni all'isolamento da perdite; Il sistema richiede l'attrezzatura per il trattamento delle acque (ad es. Scambiatori di ioni).

Raffreddamento a idrogeno (raffreddamento idroelettrico)

Principio di base: l'idrogeno (maggiore o uguale alla purezza del 98%) funge da mezzo di raffreddamento, riempito nell'involucro sigillato del motore. Dopo aver assorbito il calore del motore, l'idrogeno trasferisce il calore all'acqua tramite un "idrogeno - radiatore dell'acqua" (concetto di nucleo: l'idrogeno sostituisce l'aria per migliorare l'efficienza del trasferimento di calore).

Scenari applicabili: grandi generatori di turbine a vapore (100 MW e oltre, in particolare per le unità di potenza termica), alcuni generatori idroelettrici giganti.

Vantaggi: la capacità termica specifica dell'idrogeno è 1,4 volte quella dell'aria e la sua conducibilità termica è 7 volte superiore, con conseguente elevata efficienza di raffreddamento. La bassa densità dell'idrogeno riduce le perdite di resistenza al vento del rotore (risparmio energetico 5% -10%).

Svantaggi: sigillatura rigorosa necessaria per prevenire le perdite (l'idrogeno è infiammabile ed esplosivo, che richiede un'esplosione - apparecchiatura di rilevamento a prova e perdite); Sistema complesso (richiede attrezzature per la fonte di idrogeno, la deumidificazione e la purificazione), costi di manutenzione elevati