336 2

8. TURBOGENERATORY I UKŁADY ELEKTRYCZNE W ELEKTROWNIACH PAROWYCH

niach generatora napełniają obieg dwutlenkiem węgla. Z porównania danych z tablicy 8.2 wynika, że powietrze ma najgorsze właściwości jako chłodziwo. Dlatego już przy mocy turbogeneratora ok. 25 MW strumień powietrza potrzebny do chłodzenia wynosi 18 — 20 m³/s i wynikające stąd przekroje kanałów istotnie zwiększają wymiary maszyny. Obecnie (2008 r.) dzięki lepszym izolacjom istnieje możliwość budowy generatorów chłodzonych powietrzem o mocy do 500 MVA.

8.1.4.3. Chłodzenie wodorem

W turbogeneratorach o mocach 25—30 MW i większych jako czynnik chłodzący stosowano wodór. Zastosowanie wodoru zamiast powietrza pozwala zwiększyć sprawność o ok. 1% i zwiększyć moc jednostki o 25% przy tych samych gabarytach. Dodatkową korzyścią chłodzenia wodorowego jest:

-    brak zagrożenia pożarem, ponieważ nawet przy powstaniu zwarcia i łuku między uzwojeniami generatora izolacja z braku tlenu nie zapala się;

-    znaczne zmniejszenie szybkości starzenia się izolacji dzięki wyeliminowaniu możliwości powstawania ozonu, jaka istnieje przy chłodzeniu powietrzem na skutek wyładowań zupełnych;

-    bardziej cicha praca turbogeneratora.

Właściwości chłodzące wodoru polepszają się ze wzrostem jego ciśnienia (tabl. 8.2). Aby wykorzystać tę właściwość, stosuje się wodór pod ciśnieniem do 0,5 MPa. W pośrednim systemie chłodzenia wodór jest najczęściej pod ciśnieniem atmosferycznym. Przy chłodzeniu bezpośrednim wodór przepływa w otworach przewodów (rys. 8.7). Wodór jest chłodzony w obiegu zamkniętym w chłodnicach wodnych, znajdujących się wewnątrz obudowy generatora (rys. 8.9). Chłodnice są wykonane z rurek miedzianych. Wewnątrz rurek przepływa woda, a na zewnątrz wodór, którego krążenie wywołują wentylatory osadzone na wale generatora. Wodór stosowany w obiegu chłodzenia ma czystość ok. 97%. Cały obieg chłodzenia musi być zabezpieczony przed przenikaniem do niego powietrza, ewentualnym wydostawaniem się wodoru do powietrza, aby nie dopuścić do powstawania mieszaniny wybuchowej. Generator znajduje się w szczelnej obudowie, obliczonej na ciśnienie, jakie mogłoby powstać przy wybuchu mieszaniny. Przejścia wału przez osłonę są wyposażone w uszczelnienia olejowe, dławnicowe lub pierścieniowe. Ponieważ olej ten nasyca się wodorem oraz powietrzem i powietrze to mogłoby w ten sposób dyfundować do przestrzeni, w której znajduje się wodór, olej uszczelniający krąży w specjalnym obiegu, w którym jest pozbawiony rozpuszczonych w nim gazów.

Układ chłodzący musi mieć specjalną instalację do napełniania generatora wodorem i uzupełniania strat. Układ ten jest zasilany z baterii butli, w którym wodór znajduje się pod ciśnieniem 15 MPa. Napełnienie obudowy generatora wodorem wykonuje się następująco. Najpierw maszyna zostaje od dołu napełniona z butli dwutlenkiem węgla (gazem obojętnym), który jako gaz o większej gęstości wypycha powietrze przez górny zawór, tzw. przepłukiwanie generatora. Po napełnieniu

336