342

8. TURBOGENERATORY I UKŁADY ELEKTRYCZNE W ELEKTROWNIACH PAROWYCH

8.1.4.5. Tendencje rozwojowe

Z uwagi na ograniczoną średnicę beczki wirnika do 1200 -h 1300 mm (wytrzymałość mechaniczna odkuwki) dalsze zwiększenie mocy jednostkowej może odbywać się tylko drogą zwiększenia wykorzystania materiałów czynnych (intensywniejsze chłodzenie) i powiększania przekrojów uzwojeń. Również stojan ma ograniczoną średnicę. Aby umieścić w stojanie uzwojenia o większym przekroju na ograniczonej średnicy - w ograniczonej liczbie żłobków - wysokość żłobka musi być większa. Przeto, jak pokazano na rysunku 8.la, zwiększa się strumień rozproszenia czyli reaktancja X„ której wartość decyduje o wartości reaktancji przejściowej X'_d.

Perspektywy dalszego zwiększania mocy granicznej turbogeneratorów stwarza zastosowanie chłodziwa o niskiej temperaturze parowania, np. helu, i wykorzystanie ciepła parowania do bezpośredniego chłodzenia jego elementów. Kriogenika umożliwia stosowanie bardzo dużych gęstości prądu (zjawisko nadprzewodnictwa), a zatem i uzyskanie bardzo dużych indukcji magnetycznych przez cewki o małych wymiarach. Dzięki małym wymiarom będzie można umieścić uzwojenie stojana w szczelinie powietrznej [8.7, 8.8], zwiększy się reluktancja drogi strumienia magnetycznego (rys. 8.2) - reaktancja przejściowa X_d zmniejszy się i poprawią się warunki współpracy generatora z systemem - zwiększy się zapas stabilności globalnej. Przewiduje się, że dzięki wykorzystaniu nadprzewodnictwa będzie można budować generatory o mocy 3000 MW. Można postawić pytanie, czy w najbliższych kilkunastu (kilkudziesięciu) latach zajdzie taka potrzeba?

W ostatnich latach występuje wyraźna tendencja do zahamowania zwiększania mocy jednostkowej bloków konwencjonalnych ponad 800 -h 1300 MW. Wynika to zarówno z przesłanek ekonomicznych, technologiczno-materiałowych, jak i eksploatacyjnych. Stąd też niektóre firmy, stosując nowe techniki projektowania i badań oraz nowoczesne materiały konstrukcyjne i technologie produkcji, rozszerzają zakres stosowania chłodzenia powietrzem do turbogeneratorów większych mocy. Na przykład firma Brown Boveri zastosowała ten system w turbogeneratorach o mocy do 200 MVA [8.4] z bezpośrednim chłodzeniem uzwojeń wirnika. Twierdzi się, że wady układu chłodzenia wodorem (opisane w p. 8.1.4.3) oraz jego duże koszty eksploatacyjne, długi czas montażu i remontów upoważniają do stosowania prostszego i wygodniejszego w eksploatacji systemu chłodzenia powietrzem (porównaj sprawności na rys. 8.4). W Polsce początkowo firma ABB Dolmel, a następnie Alstom produkuje generatory o mocy do 300 MVA chłodzone powietrzem typu WX (przeznaczone dla turbin parowych) i WY (przeznaczone dla turbin gazowych) [8.6], Generator dużej mocy chłodzony powietrzem firmy Alstom zainstalowano w ramach modernizacji Elektrowni Siersza (p. 18.1.1). W elektrowniach polskich zainstalowano również generatory dużej mocy chłodzone powietrzem wyprodukowane przez inne firmy, a mianowicie: w Elektrociepłowni Chorzów generatory o mocy 149 MVA/119 MW, U = 10,5 kV firmy Siemens, w Elektrociepłowni Lublin-Wrotków generatory produkcji Amsaldo Energia, Włochy, typu WY o mocy 200 MYA/15 kWsprawności r\_g = 98,65% (turbina gazowa) oraz

342