Veeäti sünkroon generaatori jahutamine

Vesiinikuga jahutamine sinkroonkogumootorites

Vesiinikugasitse kasutatakse kogumootori korpusi sees jahutusvahendina selle erastest jahutusomaduste tõttu. On aga oluline märkida, et teatud vesiiniku ja õhu segud on väga plahvatavad. Plahvatav reaktsioon võib toimuda, kui vesiiniku-õhu segu sisaldab 6% vesiinikut ja 94% õhku kuni 71% vesiinikut ja 29% õhku. Segud, mis sisaldavad rohkem kui 71% vesiinikut, ei ole süttivad. Praktikas kasutatakse suurte turbokogumootorites tavaliselt 9:1 suhet vesiiniku ja õhu vahel.

Vesiinikuga jahutamise põhipunktid

Eelised õhu jahutamise ees

• Paranev jahutustehing: Vesiinikuga omab oluliselt suuremat soojusejuhtivust kui õhk. See sobib 1,5 korda paremini soojuse levitamiseks, võimaldades kogumootori komponentide kiiremat jahutamist. See kiire soojuse laiali saamise aitab säilitada optimaalse töötemperatuuri ja vähendab ülekaalumise riski.

• Parandunud tuulekahju, efektiivsus ja vähendatud müra: Sama temperatuuril ja rõhul on vesiiniku tihedus umbes 1/14 osa õhu tihedusest. Kui kogumootori keerlevad osad töötavad selles madala tihedusega vesiinikuga keskkonnas, on tuulekahjud minimeeritud. Tulemuseks on masina üldine efektiivsuse suurenemine ja töö ajal tekkinud müra vähendamine, mis viib efektiivsama ja vaiksemale kogumootorile.

• Koronaefekti ennetamine: Kui õhku kasutatakse jahutusvahendina, võib kogumootoris esineda koronaheitet. See heite toodab aineid nagu ozoon, lämmastikoksid ja lämmastikkiri, mis võivad kogumootori eraldusele tõsiselt kahju teha. Vesiiniku jahutamine vastandub koronaefektile, pikendades seeläbi eralduse eluajad ja vähendades sagedaste hoolduse ja asendamise vajadust.

Piirangud

• Kallis ehitus: Vesiinikuga jahutatavate alternaatorkogumootorite ehitamisel on vaja kallemaid raami. See on tingitud plahvatuskindla ehituse ja gaasi-tiivase telje mahapüüdete rakendamise vajadusest, et vältida vesiiniku nõgu ja potentsiaalsete plahvatuste. Need lisaturvalisusomadused suurendavad kogumootori tootmise kogukulu.

• Kompleksne gaasi juurdepääsu protsess: Alternaatorkogumootori sisse toomisel vesiiniku peab võtma erilisi ettevaatusabinõusid, et vältida plahvatava segue loomist. Kaks levinumat meetodit on:

• Gaasi vahetamine: Esiteks asendatakse alternaatorkogumootori sees olev õhk süsinikdioksiidiga (CO2) ja seejärel toodetakse sisse vesiinik. See astme kaupa toimuv protsess tagab, et vesiiniku-õhu segue plahvatav rühm mitte tekiks.

• Vakuumpumbamis: Alternaatorkogumootori ühik evakueeritakse 1/5 atmosfäärilisest rõhust enne vesiiniku sissetoomist. See vähendab õhu kättesaadavust ja minimeerib plahvatava reaktsiooni riski vesiiniku sissetoomisel.

• Lisajahutusnõuded: Vesiiniku efektiivse soojuse eemaldamiseks tuleb kogumootori korpusi sees paigaldada nafta või veega täidetud jahutuskuplit. Need kuplid on olulised vesiiniku õigese temperatuuri säilitamiseks, kui see liigub masinas.

• Suurusepiirangud: Hoolimata paljudest eelistest ei ole vesiiniku jahutus piisav suurte alternaatorkogumootorite jaoks, mille võimsus ületab 500 MW. Nende kõrge võimsusega masinate poolt genereeritud soojuseks on vaja rohkem arenenud jahutuslahendusi, näiteks otseveega jahutust, et tagada usaldusväärne töö.

Töödetalid

Plahvatava vesiiniku-õhu segue tekke vältimiseks hoidetakse kogumootori sees olevat vesiinikugasi rõhkuna, mis on kõrgem kui atmosfääriline rõhk. See positiivne rõhk takistab õhu sisse sijuda, mis võiks kontamineerida vesiinikut ja luua ohtlik olukord. Vesiiniku jahutamisel 1, 2 ja 3 korda atmosfäärilisest rõhust suurendab kogumootori tegelikku võimsust 15%, 30% ja 40% vastavalt õhu jahutatud tegelikule võimsusele.

Vesiiniku jahutussüsteemidel on vaja täielikult tiiva ja efektiivset ringlustsüsteemi. Telje ja korpu vahel paigaldatakse erilisi naftaga tiivaid mahapüüdete. Need mahapüüded mängivad olulist rolli vesiiniku nõgude ja õhu sisenemise vältimisel. Kuna need mahapüüdedes olev naft absorbib nii vesiiniku kui ka sisse sijunud õhu, tuleb seda regulaarselt puhtustada, et säilitada tema efektiivsust.

Vesiinikuga jahutatakse kogumootori rotori ja statori läbi ventilatoorite ja ventilaatorite abil. Pärast kogumootori komponentide läbipäästmist suunatakse kütmata vesiinik korpusi sees asuvate jahutuskuplite peale. Need kuplid, mis võivad olla täidetud nafta või veega, absorbeerivad vesiinikust soojuse, jäädvustades selle enne uuesti kogumootori läbipäästmist.

Üldiselt pakub vesiiniku jahutamine mitmeid olulisi eeliseid õhu jahutamise ees, sealhulgas parandatud jahutusefektiivsust, parandunud masina tööd, ja pikendatud eralduse eluajad. See tuleb siiski koos omaenda väljakutsetega ja piirangutega, mida tuleb hoolikalt haldada, et tagada kogumootori ohutu ja usaldusväärne töö.