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Wasserstoffkühlung eines Synchrongenerators

Wasserstoffkühlung oder man kann sagen, dass Wasserstoffgas als Kühlung verwendet wirdMedium im Generatorgehäuse wegen seiner überragenden Kühleigenschaften. Bestimmte Gemische aus Wasserstoff und Luft sind explosiv. Die Explosion kann mit einem Bereich von 6 Prozent Wasserstoff und 94 Prozent Luft bis zu 71 Prozent Wasserstoff und 29 Prozent Luft stattfinden. Bei mehr als 71 Prozent Wasserstoff ist das Gemisch nicht brennbar. In der Praxis wird in sehr großen Turbogeneratoren ein Verhältnis von Wasserstoff zu Luft von 9: 1 verwendet.

Inhalt:

Um eine explosive Mischung aus Wasserstoff und Wasserstoff zu vermeidenWenn Luft in dem Generator auftritt, wird das Wasserstoffgas auf einem Druck über der Atmosphäre gehalten, um ein Durchsickern der Luft nach innen zu verhindern. Die Wasserstoffkühlung bei 1, 2 und dem Dreifachen des atmosphärischen Drucks kann die Leistung des Generators um 15,30 bzw. 40 Prozent über seine Kühlluftleistung erhöhen.

Wasserstoffkühlung erfordert vollständig sitzendes umlaufsystem. Zwischen Welle und Gehäuse werden spezielle Ölsitzverschraubungen eingesetzt. Da Öl sowohl ausströmenden Wasserstoff als auch ausströmende Luft absorbiert, wird es regelmäßig gereinigt.

Das Wasserstoffgas wird von Gebläsen und zirkuliertLüfter durch den Rotor und den Stator, dann wird es über Kühlspulen im Gehäuse geführt. Die Spulen tragen Öl oder Wasser, um dem zirkulierenden Wasserstoff Wärme zu entziehen.

Wasserstoffkühlung erhöht die GesamtlastWirkungsgrad des Generators um etwa 1 Prozent, erhöht jedoch die Generatorkapazität um etwa 25 Prozent des Generators der gleichen physikalischen Größe unter Verwendung von Luft.

Vorteile der Wasserstoffkühlung gegenüber der Luftkühlung

Kühlung

Wasserstoffgas hat eine höhere Wärmeleitfähigkeit. Es hat eine 1,5-fache Wärmeübertragungsfähigkeit im Vergleich zur Luft. Daher ist die Kühlung mit Wasserstoffgas schneller als mit Luft.

Windage, Effizienz und Lärm

Die Dichte von Wasserstoff beträgt etwa das 1/14-facheDichte der Luft bei gleicher Temperatur und gleichem Druck. Der Luftverlust und das Geräusch werden in der Maschine reduziert, da sich die drehenden Teile in Wasserstoffgas mit niedriger Dichte drehen. Dadurch wird die Effizienz der Maschine erhöht.

Corona

Wenn Luft als Kühlmedium verwendet wirdGeneratoren kann die Koronaentladung stattfinden, um Ozon, Stickstoffoxide, Salpetersäure usw. zu erzeugen, die die Isolierung beschädigen. Wenn eine Wasserstoffkühlung verwendet wird, tritt der Corona-Effekt nicht auf und die Lebensdauer der Isolierung wird dadurch erhöht.

Einschränkungen der Wasserstoffkühlung

  • Der Rahmen der wasserstoffgekühlten Lichtmaschine ist teurer, weil eine explosionssichere Konstruktion und gasdichte Wellendichtungen erforderlich sind.
  • Es sind Mittel erforderlich, um Wasserstoff in den Generator einzulassen, ohne eine Explosion zu erzeugen.
  • Beschaffung der Luft mit CO2 und dann Wasserstoff zulassen.
  • Durch Vakuumpumpen des Geräts auf 1/5 Atmosphäre und Einleiten von Wasserstoff.
  • Kühlschlangen, die Öl oder Wasser in das Gehäuse befördern, sind zur Entnahme von Wärme aus Wasserstoff vorzusehen.

Die Wasserstoffkühlung reicht jedoch nicht aus, um Wärme zu gewinnen, die in der großen Lichtmaschine erzeugt wird, die über mehr als 500 MW verfügt.

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