Niestandardowa chłodnica wodoru na wodę do wymiany remontowej generatora w elektrowni cieplnej

Turbogeneratory elektrowni cieplnych przekształcają energię cieplną w energię elektryczną. Jednostki o dużej wydajności powodują ogromne straty ciepła z uzwojenia stojana, uzwojenia wirnika i rdzenia stojana. Układ chłodzenia generatora usuwa to ciepło, aby utrzymać izolację uzwojenia w bezpiecznym zakresie temperatur. Główne technologie chłodzenia powszechnie stosowane w elektrowniach cieplnych: chłodzenie wodorem, chłodzenie wodorem – wodą – wodorem, chłodzenie wodą – wodorem – wodą. VRCOOLER dostarcza chłodnice wodoru z rurami żebrowanymi i pomocnicze wymienniki ciepła do generatorów energii cieplnej, oferując równoważną wymianę 1:1 w oparciu o stary sprzęt lub rysunki techniczne dla nowych projektów budowlanych i remontów jednostek.

 

Główne typy chłodzenia turbogeneratorów termicznych

Pełne chłodzenie wodorem (H-H-H) Wodór chłodzi uzwojenie stojana, uzwojenie wirnika i rdzeń stojana. Gorący wodór przepływa przez chłodnice wodoru (rurowe wymienniki ciepła gaz-woda). Charakteryzuje się niskimi stratami na skutek wiatru i wysoką wydajnością chłodzenia. Szeroko stosowany w średnio-dużych jednostkach wytwarzających ciepło.

Chłodzenie wodorem, wodą i wodorem (H-W-H) Uzwojenie stojana wykorzystuje wewnętrzne chłodzenie wodą dejonizowaną; uzwojenie wirnika i rdzeń stojana są chłodzone wodorem. Równoważy wydajność chłodzenia i inwestycje w sprzęt, wspólne dla jednostek termicznych 200–300 MW.

Chłodzenie woda-wodór-woda (W-H-W) Przewody puste w stojanie i wirniku są chłodzone wodą dejonizowaną; rdzeń stojana wykorzystuje chłodzenie wodorem. Stosowany do ultranadkrytycznych generatorów energii cieplnej o dużej mocy 600–1000 MW.

Zamknięte chłodzenie powietrzem Woda Głównie do małych generatorów ciepła. Nieekonomiczne w przypadku dużych jednostek o mocy MW ze względu na słabą wydajność wymiany ciepła.

 

Podstawowe komponenty systemu (generator chłodzony wodorem jako odniesienie)

Chłodnica wodoru (wymiennik ciepła z rurką żebrową) Kluczowe urządzenie wymiennika ciepła. Wodór przepływa na zewnątrz rur żebrowanych; woda chłodząca krąży wewnątrz rur. Konstrukcja pionowa lub pozioma, montowana wewnątrz obudowy końcowej generatora. Wymagany rygorystyczny test szczelności helu.

Gazoszczelna obudowa generatora Utrzymuje dodatnie ciśnienie wodoru, zapobiega przedostawaniu się powietrza i wyciekom wodoru.

Dmuchawy z cyrkulacją wodoru Napędzają wymuszoną cyrkulację wodoru we wnęce generatora.

Układ olejowy uszczelnienia wału Blokuje wyciek wodoru przez luz obracającego się wału, krytyczny element przeciwwybuchowy.

Układ pomocniczy do obsługi wodoru Osuszacz wodoru, moduł usuwania CO₂, jednostka do pobierania próbek gazu i monitorowania czystości, zawory regulujące ciśnienie, urządzenia bezpieczeństwa.

Podsystem chłodzenia wodą dejonizowaną. Dla uzwojeń chłodzonych wodą wewnętrzną: wymiennik ciepła, zbiornik wody, wymiennik jonowy, filtr, przetworniki przewodności i temperatury.

Przyrządy do monitorowania i alarmowania Czystość wodoru, punkt rosy, ciśnienie, temperatura uzwojenia, czujniki różnicy ciśnień do ochrony blokad.

Krytyczne punkty projektu i działania

Bezpieczeństwo wodoroszczelności Mieszanka wodorowo-powietrzna stwarza ryzyko wybuchu. Złącze spawane rura-arkusz; pełna kontrola szczelności helu podczas produkcji. Przez cały czas utrzymuj dodatnie ciśnienie wodoru wewnątrz obudowy. Przed napełnieniem lub wypuszczeniem wodoru zastosuj pośrednie oczyszczanie CO₂.

Ścisła kontrola spadku ciśnienia po stronie wodoru. Nadmierny opór zmniejsza przepływ wodoru w obiegu, co prowadzi do nadmiernej temperatury wirnika i stojana.

Konstrukcja antywibracyjna Turbogenerator pracuje z dużą prędkością. Wzmocnione wsparcie wiązki rur, aby uniknąć pęknięć zmęczeniowych rur i wycieków wody pod wpływem długotrwałych wibracji.

Zapobieganie punktowi rosy i kondensacji Kontroluj punkt rosy wodoru za pomocą osuszacza wodoru; unikać kondensacji wilgoci, która może uszkodzić izolację uzwojeń.

Możliwość konserwacji na potrzeby remontu elektrowni Strona wodna dostępna do czyszczenia chemicznego; preferowana zdejmowana struktura wiązki.

 

Główne zalety chłodzenia wodorem w generatorach termicznych

Przewodność cieplna wodoru jest około. 7 razy większa niż w powietrzu; znacznie niższe straty spowodowane wiatrem poprawiają ogólną sprawność jednostki

Wodór jest suchy i nie powoduje korozji, wydłuża żywotność izolacji

Zrealizuj zwartą konstrukcję dla turbogeneratorów o dużej mocy

 

Typowe zagrożenia i środki zaradcze

Zagrożenie wybuchem wodoru: ciągłe monitorowanie czystości online, dodatnie ciśnienie w obudowie, znormalizowana procedura oczyszczania.

Wyciek rury chłodnicy: próba szczelności helem przed dostawą; regularna kontrola podczas remontu postojowego.

Przekroczenie limitu punktu rosy: utrzymuj prawidłową pracę osuszacza wodorowego.