Enfriadores del generador de turbina de vapor y turbina hidráulica

Enfriadores del generador de turbina de vapor y turbina hidráulica

Como equipo central en los sistemas de energía, los generadores de turbinas de vapor y los generadores de turbina hidroeléctrica generan calor significativo durante la operación debido a pérdidas electromagnéticas y mecánicas. Sin enfriamiento oportuno, este calor puede causar el envejecimiento del material de aislamiento, la eficiencia de los equipos reducidos o incluso la falla. Los enfriadores son equipos auxiliares críticos que garantizan su operación segura y estable.

Tubo - Fin Cooler (aire - agua / hidrógeno - Water Universal)

Este es el diseño principal para los enfriadores del generador, particularmente adecuado para sistemas de enfriamiento indirectos (por ejemplo, aire - intercambio de calor de agua en unidades refrigeradas al aire -, hidrógeno - intercambio de calor de agua en unidades de hidrógeno -}). Su estructura y principio son los siguientes:

Componentes estructurales:

Paquete de tubo: el componente de transferencia de calor del núcleo, que consiste en tubos de transferencia de calor de cobre/acero inoxidable (a través de los cuales fluye el agua de enfriamiento) y las aletas de aluminio/cobre (envueltas/extruidas alrededor de los tubos para aumentar el área de transferencia de calor);

Encabezado: dividido en cámaras de entrada y salida para la distribución y recolección de agua de enfriamiento; Los encabezados sellados se usan en escenarios de presión - (por ejemplo, enfriamiento de hidrógeno);

Shell/Frame: asegura el paquete de tubo, formando canales de flujo cerrados (por ejemplo, pasajes de hidrógeno en enfriamiento de hidrógeno, pasajes de aire en el enfriamiento del aire);

Principio de trabajo:

El calor - de transferencia medio (aire/hidrógeno) fluye fuera de los tubos, transfiriendo el calor al calor - tubos de transferencia a través de aletas. El agua de enfriamiento que fluye dentro de los tubos absorbe este calor y lo descarga, logrando el intercambio de calor.

Ventajas: Gran calor - Área de superficie de transferencia (las aletas aumentan el área de superficie en 5 - 10 veces), alto calor - eficiencia de transferencia, idoneidad para medios de alta velocidad (por ejemplo, hidrógeno) y costo moderado.

Clasificación del método de enfriamiento

Enfriamiento de aire (aire - enfriado)

Principio central: el aire sirve como el único medio de enfriamiento. Los ventiladores forzan el flujo de aire sobre el estator del motor, los devanados del rotor y el núcleo para disipar directamente el calor (unidades pequeñas); o el aire absorbe el calor del motor antes de intercambiarlo con agua a través de un "aire-} refrigerador de agua" (mediano - a - grandes unidades, conocidas como "enfriamiento de aire indirecto").

Escenarios aplicables: pequeños - a - generadores de turbina de vapor medio (potencia menor o igual a 50MW), Medium - a - Generadores de turbinas hidroeléctricas de baja velocidad (eg, generadores de hydro de impulso)

Ventajas: estructura simple, sin riesgo de fuga de agua, bajos costos de mantenimiento, requisitos mínimos de calidad del agua

Desventajas: baja capacidad de calor específica de aire y transferencia de calor ineficiente lo hacen inadecuado para unidades de potencia - altas; requiere una limpieza regular de filtro de aire para evitar la obstrucción del polvo

Enfriamiento de agua (agua - enfriado)

Principio del núcleo: utiliza agua pura/agua desionizada como medio de enfriamiento, disipando directamente el calor de pérdida de devanado a través de conductores huecos incrustados dentro de los devanados del estator (o rotor); El núcleo todavía requiere enfriamiento de aire auxiliar aplicables: High - generadores de turbinas de vapor de potencia (300MW y arriba), High - Generadores de turbina hidroeléctrica de velocidad (por ejemplo, mixtos -} Generadores de turbinas de hidratos de flujo)

Ventajas: la alta conductividad térmica del agua (decenas de veces mayores que el aire) permite una eficiencia de enfriamiento superior, lo que permite una reducción del tamaño del motor y una mayor densidad de potencia.

Desventajas: se requiere un control estricto de calidad del agua (corrosión y prevención de escala), con riesgos de daño por aislamiento por fugas; El sistema requiere equipos de tratamiento de agua (por ejemplo, intercambiadores de iones).

Enfriamiento de hidrógeno (enfriamiento hidráulico)

Principio del núcleo: el hidrógeno (mayor o igual a 98% de pureza) sirve como medio de enfriamiento, lleno dentro de la carcasa sellada del motor. Después de absorber el calor del motor, el hidrógeno transfiere el calor al agua a través de un "Hydrogen - Cooler de agua" (concepto de núcleo: el hidrógeno reemplaza el aire para mejorar la eficiencia de la transferencia de calor).

Escenarios aplicables: grandes generadores de turbinas de vapor (100MW y más, especialmente para unidades de energía térmica), ciertos generadores hidroeléctricos gigantes.

Ventajas: la capacidad de calor específica del hidrógeno es 1.4 veces mayor que la del aire, y su conductividad térmica es 7 veces mayor, lo que resulta en una alta eficiencia de enfriamiento. La baja densidad del hidrógeno reduce las pérdidas de resistencia al viento del rotor (ahorro de energía del 5% al ​​10%).

Desventajas: sellado estricto requerido para evitar fugas (el hidrógeno es inflamable y explosivo, lo que requiere explosión - Equipo de detección de pruebas y fugas); Sistema complejo (requiere equipos de fuente de hidrógeno, deshumidificación y purificación), altos costos de mantenimiento