Індивідуальний охолоджувач газу водню для заміни генератора теплової електростанції

Турбогенератори ТЕС перетворюють теплову енергію в електричну. Агрегати великої потужності спричиняють значні втрати тепла від обмотки статора, обмотки ротора та сердечника статора. Система охолодження генератора відводить це тепло, щоб підтримувати ізоляцію обмотки в безпечному діапазоні температур. Основні технології охолодження, широко поширені на теплових електростанціях: водневе охолодження, воднево-водяно-водневе охолодження, вода-водень-водяне охолодження. VRCOOLER постачає водневі охолоджувачі з ребристими трубками та допоміжні теплообмінники для теплових генераторів, пропонуючи еквівалентну заміну 1:1 на основі старого обладнання або технічних креслень для проектів нового будівництва та капітального ремонту агрегатів.

 

Основні типи охолодження теплового турбогенератора

Повне водневе охолодження (H‑H‑H) Водень охолоджує обмотку статора, обмотку ротора та сердечник статора. Гарячий водень проходить через водневі охолоджувачі (ребристі трубчасті теплообмінники газ-вода). Відрізняється низькими втратами вітру, високою ефективністю охолодження. Широко використовується для середніх і великих теплових генераторних установок.

Водень-вода-водневе охолодження (В‑Ш‑В) Обмотка статора використовує внутрішнє охолодження деіонізованою водою; обмотка ротора і сердечник статора охолоджуються воднем. Збалансовує ефективність охолодження та інвестиції в обладнання, що є звичайним для теплових установок потужністю 200–300 МВт.

Водяно-водневе охолодження (W‑H‑W) Порожнисті провідники статора та ротора охолоджуються деіонізованою водою; осердя статора використовує водневе охолодження. Застосовується для ультранадкритичних теплогенераторів великої потужності 600 МВт-1000 МВт.

Закрите повітряно-водяне охолодження В основному для малих теплових генераторів. Неекономно для блоків із потужністю МВт через низьку тепловіддачу.

 

Основні компоненти системи (генератор з водневим охолодженням як еталон)

Водневий охолоджувач (теплообмінник з ребристою трубкою) Ключовий теплообмінний пристрій. Водень тече поза ребристими трубками; охолоджуюча вода циркулює всередині труб. Вертикальна або горизонтальна конструкція, встановлена ​​всередині корпусу генератора. Необхідний суворий тест на витік гелію.

Газонепроникний корпус генератора Підтримує позитивний тиск водню, запобігає проникненню повітря та витоку водню.

Повітродувки з циркуляцією водню Приводять примусову циркуляцію водню всередині порожнини генератора.

Масляна система ущільнення вала Блокує витік водню через зазор обертового вала, критично важливий вибухозахищений компонент.

Допоміжна система обробки водню. Осушувач водню, модуль видалення CO₂, блок відбору проб газу та моніторингу чистоти, клапани регулювання тиску, запобіжні пристрої.

Підсистема охолодження з деіонізованою водою Для типу обмотки з внутрішнім водяним охолодженням: теплообмінник, резервуар для води, іонообмінник, фільтр, датчики провідності та температури.

Прилади моніторингу та сигналізації Чистота водню, точка роси, тиск, температура обмотки, датчики диференціального тиску для захисту блокування.

Критичні моменти проектування та експлуатації

Воднева герметичність. Воднево-повітряна суміш створює ризик вибуху. Розширене зварювання труба-трубна решетка; повна перевірка витоку гелію під час виробництва. Підтримуйте позитивний тиск водню всередині корпусу весь час. Застосуйте проміжну продувку CO₂ перед заповненням або випуском газоподібного водню.

Суворий контроль падіння тиску на стороні водню. Надмірний опір зменшує потік циркуляції водню, що призводить до перегріву ротора та статора.

Антивібраційна конструкція. Турбогенератор працює на високій швидкості. Посилена опора для пучка труб, щоб уникнути втомної тріщини труби та витоку води під час тривалої вібрації.

Точка роси та запобігання утворенню конденсату Контроль точки роси водню за допомогою водневого осушувача; уникайте конденсації вологи, яка може пошкодити ізоляцію обмотки.

Ремонтопридатність для капітального ремонту електростанції Доступ до води для хімічного очищення; бажана структура пучка, що знімається.

 

Основні переваги водневого охолодження для термогенераторів

Теплопровідність водню приблизно в. 7 разів вища, ніж повітря; набагато менші втрати вітру підвищують загальну ефективність агрегату

Водень сухий і не викликає корозії, продовжує термін служби ізоляції

Реалізуйте компактну структуру для турбогенераторів великої потужності

 

Загальні ризики та заходи протидії

Небезпека вибуху водню: безперервний онлайн-моніторинг чистоти, позитивний тиск в обсадній колоні, стандартизована процедура продування.

Витік трубки охолоджувача: тест на витік гелію перед доставкою; регулярний огляд під час зупинкового капітального ремонту.

Перевищення межі точки роси: забезпечте належну роботу водневої сушарки.