کولر هیدروژنی عمودی برای 1 میلیون ژنراتور در نیروگاه های آبی

ژنراتور 1 میلیونی یک نیروگاه برق آبی بزرگ دارای ظرفیت بزرگ، اندازه بزرگ، بار عملیاتی پایدار و مدت زمان طولانی است که به الزامات سیستم خنک کننده بسیار سخت نیاز دارد. روش‌های خنک‌کننده سنتی یا دارای راندمان اتلاف گرما ناکافی هستند و نمی‌توانند نیازهای اتلاف گرمای بار بالای میلیون‌ها واحد را برآورده کنند. یا سازه بیش از حد بزرگ است و فضای زیادی را در نیروگاه آبی اشغال می کند، که با برنامه ریزی چیدمان فشرده نیروگاه آبی در تناقض است. ظهور کولرهای هیدروژنی عمودی دقیقاً نقاط درد را در این صنعت حل کرده است. طراحی ساختاری با چیدمان عمودی و ویژگی‌های انتقال حرارت هیدروژن کارآمد کاملاً با شرایط عملیاتی یک ژنراتور 1 میلیونی در یک ایستگاه برق آبی سازگار است و به راه‌حل ترجیحی برای سیستم‌های خنک‌کننده واحدهای تولید برق آبی بزرگ تبدیل می‌شود.

منطق اصلی کار یک خنک کننده هیدروژنی عمودی، تکیه بر عملکرد عالی انتقال حرارت هیدروژن برای ساختن یک سیستم خنک کننده حلقه بسته و دستیابی به اتلاف گرمای کارآمد از ژنراتور است. در مقایسه با روش های سنتی مانند خنک کننده هوا و خنک کننده با آب، هدایت حرارتی هیدروژن 7 برابر هوا و چگالی آن تنها 1/14 هوا است. می تواند گرمای داخل ژنراتور را به سرعت جذب کند، مقاومت جریان را کاهش دهد، قدرت راندن فن را کاهش دهد، مصرف برق واحد را کاهش دهد، و راندمان اتلاف گرما و نیازهای صرفه جویی در انرژی را متعادل کند. در حین کار یک ژنراتور 1 میلیونی، فن های محوری در هر دو انتهای روتور، گاز هیدروژن را تحت فشار قرار می دهند که از طریق کانال هوای هسته استاتور و سوراخ های تهویه سیم پیچ روتور جریان می یابد و گرمای تولید شده توسط سیم پیچ و هسته را به طور کامل جذب می کند و گاز هیدروژن داغ را تشکیل می دهد. سپس گاز هیدروژن داغ وارد خنک کننده هیدروژنی عمودی می شود و با آب در حال گردش در لوله آب خنک کننده، تبادل حرارتی غیرمستقیم می شود. پس از کاهش دما به محدوده تنظیم شده، مجدداً وارد گردش داخلی ژنراتور می شود تا به طور مداوم عملیات اتلاف گرما تکمیل شود و اطمینان حاصل شود که دمای هر یک از اجزای ژنراتور در آستانه ایمن کنترل می شود.
در پاسخ به ویژگی های عملیاتی یک ژنراتور 1 میلیونی در یک ایستگاه برق آبی، خنک کننده هیدروژنی عمودی تحت بهینه سازی ساختاری هدفمند و ارتقاء عملکرد قرار گرفته است که به طور قابل توجهی سازگاری و قابلیت اطمینان آن را بهبود می بخشد. از نظر طراحی ساختاری، آرایش عمودی تا حد زیادی باعث صرفه جویی در فضای افقی می شود. در مقایسه با کولر افقی، حجم را می توان تا 30% -50% تحت همان راندمان انتقال حرارت کاهش داد، که کاملاً با الزامات چیدمان پایه ژنراتور در نیروگاه آبی سازگار است. چه طرح کوله پشتی بهبود یافته توسط هاربین الکتریک باشد، چه چیدمان کوله پشتی TEPCO، یا طرح ویژه ای که فقط در انتهای بخار تنظیم می شود، خنک کننده هیدروژنی عمودی را می توان به طور انعطاف پذیر تنظیم کرد و موقعیت نصب را می توان با توجه به ساختار پایه تنظیم کرد، بدون نیاز به بازسازی در مقیاس بزرگ چیدمان کارخانه. در همان زمان، ساختار پوسته و لوله (سری) را با صدها لوله تبادل حرارتی که به صورت عمودی مرتب شده‌اند تا چندین لایه از سطوح انتقال حرارت را تشکیل دهند، اتخاذ می‌کند. ضریب انتقال حرارت می تواند به 800-1500W/(m² · K) برسد و مساحت انتقال حرارت یک دستگاه واحد در مقایسه با تجهیزات افقی سنتی 20٪ -30٪ افزایش می یابد. این می تواند به سرعت با حداکثر حرارت خروجی یک ژنراتور 1 میلیونی که با بار کامل کار می کند کنار بیاید.

از نظر ایمنی و پایداری، کولر هیدروژنی عمودی به طور کامل محیط عملیاتی نیروگاه های برق آبی و ویژگی های هیدروژن را در نظر می گیرد و یک سیستم تضمین ایمنی جامع ایجاد می کند. خود هیدروژن دارای خواص شیمیایی پایدار است، از احتراق پشتیبانی نمی کند و قطعات فلزی را خورده نمی کند، که می تواند از دست دادن تجهیزات داخلی در ژنراتور را کاهش دهد. با این حال، کنترل دقیق خلوص و فشار مورد نیاز است - سیستم نظارتی مطابق با خنک کننده هیدروژنی عمودی می تواند خلوص هیدروژن (نه کمتر از 96٪ در عملکرد عادی، ترجیحاً 98٪)، فشار هیدروژن (فشار کاری نامی معمولاً 0.5 مگاپاسکال) و رطوبت را در زمان واقعی نظارت کند. هنگامی که نشانگرها غیرعادی باشند، بی درنگ هشدار می دهد و باعث می شود که دوباره هیدروژن، تخلیه و سایر عملیات ها برای جلوگیری از نشت هیدروژن یا تشکیل گازهای مخلوط قابل احتراق ایجاد شود. علاوه بر این، کولر از مواد مقاوم در برابر خوردگی ساخته شده است و بسته‌های لوله‌های فولادی ضد زنگ، آلیاژ تیتانیوم و سایر لوله‌های 316L می‌توانند با محیط کیفیت آب در گردش آب در نیروگاه‌های برق آبی سازگار شوند و از مشکلات پوسته‌شدگی و خوردگی جلوگیری کنند و عمر مفید تجهیزات را افزایش دهند. در عین حال، طراحی سر قابل جدا شدن به راحتی تمیز می شود و بسته های لوله را جایگزین می کند، زمان تعمیر و نگهداری را 30٪ -50٪ کاهش می دهد و هزینه های عملیاتی و نگهداری نیروگاه های برق آبی را کاهش می دهد.
در کاربردهای عملی، قابلیت اتلاف حرارت کارآمد یک خنک کننده هیدروژنی عمودی به طور مستقیم بازده عملیاتی و عمر مفید یک ژنراتور 1 میلیونی را تعیین می کند. با در نظر گرفتن نیروگاه آبی بایتان، واحدهای تولید برق آبی میلیون کیلووات آن با مشکل اتلاف حرارت ناشی از ظرفیت زیاد و بار زیاد مواجه هستند. اگرچه از فناوری خنک‌کننده هوای سیم پیچ قطب مغناطیسی برای بهینه‌سازی خنک‌کننده منبع گرما استفاده می‌شود، اما کاربرد پشتیبانی از خنک‌کننده‌های هیدروژنی عمودی، پایداری سیستم کلی اتلاف گرما را بیشتر بهبود می‌بخشد، و تضمین می‌کند که ضریب دمایی غیریکنواختی سیم‌پیچ روتور در محدوده معقولی کنترل می‌شود، زمانی که واحد در بار کامل کار می‌کند، و از افزایش طول عمر عایق و افزایش طول عمر چرخه محلی جلوگیری می‌کند. ژنراتور در عین حال، مزایای صرفه جویی در انرژی{5}}سردکن های هیدروژنی عمودی نیز قابل توجه است. با بهینه‌سازی طراحی مسیر هوا و راندمان تبادل حرارت، می‌تواند قدرت محرکه فن را کاهش دهد، مصرف انرژی واحد را کاهش دهد و به ایستگاه‌های برق آبی کمک کند تا به اهداف دوگانه "تولید برق کارآمد، حفظ انرژی و کاهش مصرف" دست یابند، که بسیار با موقعیت‌یابی توسعه نیروگاه‌های برق آبی پاک و کم کربن- سازگار است.

با توسعه مداوم صنعت برق آبی چین، مقیاس ساخت و ساز میلیون ها کیلووات نیروگاه های برق آبی همچنان در حال گسترش است و الزامات سیستم های خنک کننده ژنراتور نیز دائما در حال افزایش است. خنک کننده هیدروژنی عمودی، با مزایای اصلی ساختار فشرده، تبادل حرارتی کارآمد، ایمنی و قابلیت اطمینان و نگهداری راحت، نه تنها برای نیازهای عملیاتی با بار بالای 1 میلیون ژنراتور، بلکه برای محیط عملیاتی پیچیده و الزامات چیدمان نیروگاه های برق آبی مناسب است و به تجهیزات اصلی سیستم خنک کننده برای واحدهای بزرگ ژنراتور آبی تبدیل می شود. کاربرد آن نه تنها مشکل اتلاف حرارت میلیون ها ژنراتور سطح را حل می کند، بلکه توسعه تجهیزات برق آبی را به سمت راندمان بالا، صرفه جویی در انرژی و هوشمندی ارتقا می دهد و پشتیبانی قوی برای توسعه با کیفیت- صنعت انرژی پاک چین ارائه می دهد.
در آینده، با تکرار و ارتقاء مداوم فناوری، خنک‌کننده‌های هیدروژنی عمودی طراحی ساختاری خود را بیشتر بهینه می‌کنند، راندمان انتقال حرارت را بهبود می‌بخشند، فناوری نظارت و بهره‌برداری هوشمند را ادغام می‌کنند، به نظارت بر زمان واقعی وضعیت عملکرد، هشدار خطا و تعمیر و نگهداری دقیق دست می‌یابند، هزینه‌های عملیاتی و نگهداری را کاهش می‌دهند و قابلیت اطمینان عملیاتی را افزایش می‌دهند. به عنوان "نگهبان خنک کننده" یک ژنراتور 1 میلیونی، خنک کننده هیدروژنی عمودی به قدرت بخشیدن به "قلب" ایستگاه های برق آبی ادامه می دهد و به نیروگاه های برق آبی بزرگ کمک می کند تا به طور مداوم و پایدار برق پاک تولید کنند، قدرت قوی را به تغییر ساختار انرژی چین و دستیابی به هدف "کربن دوگانه" تزریق می کند.