Косвенные системы охлаждения

При поверхностном или косвенном охлаждении охлаждающий газ подается с помощью вентилятора внутрь машины и прогоняется через воздушный зазор и систему вентиляционных каналов. При этом газ не соприкасается с проводниками обмоток, и тепло от них передается охлаждающему газу через изоляцию обмоток, пазовую изоляцию и сталь зубцов, т.е. через значительный "тепловой барьер".

Косвенное охлаждение выполняют воздушным или водородным.

Воздушныесистемы охлаждения могут быть:

· проточными;

· замкнутыми.

При проточном охлаждении воздух забирается извне через очистительные фильтры, прогоняется через машину и выбрасывается наружу. Оно применяется для генераторов небольшой мощности (ТГ – до 2 МВт, ГГ – до 4МВт), так как с воздухом в машину поступает пыль, несмотря на фильтры.

Для крупных генераторов применяют замкнутую систему охлаждения, когда один и тот же объем воздуха циркулирует в машине. Нагретый в машине воздух выходит в камеру горячего воздуха, проходит через воздухоохладитель и через камеру холодного воздуха возвращается в машину. Для восполнения потерь в результате утечек предусмотрен забор воздуха через двойные масляные фильтры в камере холодного воздуха.

Замкнутые системы охлаждения выполняются по двум схемам:

· осевые;

· многоструйные.

Осевая схема предусматривает прохождение охладителя через зазор между статором и ротором, а также через вентиляционные осевые каналы статора. Недостатком является неравномерность охлаждения обмотки в начале и в конце обмотки по движению воздуха.

Эффективность вентиляции повышается при разделении потока охлаждающего воздуха на несколько струй.

Многоструйная радиальная схема охлаждения предусматривает деление системы вентиляции вертикальными (перпендикулярно валу) плоскостями по секции. В каждую секцию воздух поступает из воздушного зазора или специального осевого канала и проходит через радиальные вентиляционные каналы в отводящие камеры.

Воздушное охлаждение применяется в турбогенераторах до 12 МВт и гидрогенераторах до 150-160 МВт.

Более крупные генераторы и синхронные компенсаторы экономически выгоднее снабжать водородным охлаждением.

Водородные системы охлаждения обеспечивают лучший отвод тепла, так как водород имеет в семь раз большую теплопроводность и в 1,44 раза больший коэффициент теплоотдачи с поверхности. Это позволяет увеличить мощность ТГ на 15-20%, или сберечь при той же мощности на 15-30% активные материалы. Еще более повышается эффективность охлаждения при повышении давления водорода.

За счет водородного охлаждения также:

· снижаются потери на трение ротора;

· более долговечной становится изоляция, так как в среде водорода не образуется озона, ее разрушающего;

· меньше вероятность пожара, так как водород не поддерживает горения.

Наряду с этим водородное охлаждение создает трудности:

· во избежание образования взрывоопасной смеси с воздухом необходима надежная изоляция вентиляционной системы и поддержание повышенного давления;

· корпус генератора должен быть более прочным (больше затраты металла и выше качество сварки);

· стоимость выше на 40%, но эта добавочная стоимость окупается за два-три года.

Источником водорода на ТЭС являются установки электролиза воды. Реже водород поставляют в баллонах.

Для гидрогенераторов водородное охлаждение не применяется, так как большие размеры не позволяют создать надежную изоляцию вентиляционной системы от окружающего воздуха.