660MW generator-waterstofkoeler voor efficiënte en stabiele koeling

De reden waarom 660MW-generatoren waterstof als koelmedium kiezen en dit combineren met een speciale waterstofkoeler is voornamelijk te danken aan de unieke fysieke kenmerken van waterstof en het hoge aanpassingsvermogen ervan aan de warmtedissipatie-eisen van grote eenheden. Vergeleken met traditionele lucht- en waterkoelingsoplossingen is de thermische geleidbaarheid van waterstof ongeveer zeven keer zo groot als die van lucht, en de dichtheid ervan bedraagt ​​slechts 1/14 van die van lucht. Deze twee voordelen maken het een ideale keuze voor het koelen van grote generatoren. - Hoge thermische geleidbaarheid kan de interne warmte van de unit snel afvoeren, waardoor de wikkelingstemperatuur aanzienlijk wordt verlaagd; Een lage dichtheid kan de stromingsweerstand tijdens de waterstofcirculatie verminderen, het aandrijfvermogen van de ventilator verlagen, het energieverbruik van de unit verminderen en de efficiëntie van de energieopwekking verder verbeteren. De kernfunctie van de waterstofkoeler is het construeren van een efficiënt warmtewisselingskanaal, het snel afkoelen van het hete waterstofgas dat de warmte van de unit heeft geabsorbeerd, het waarborgen van de circulatie en het hergebruik van het koelmedium en het handhaven van de stabiele interne temperatuur van de unit binnen een veilig bereik.

Vanuit het perspectief van het werkingsprincipe werken de waterstofkoeler van de generator en het koelsysteem van de unit samen om een ​​gesloten-lussysteem te vormen, dat nauwkeurig en efficiënt werkt en kan worden onderverdeeld in drie kernverbindingen. Ten eerste brengen tijdens de werking van de generator de een-traps plasmaventilatoren aan beide uiteinden van de rotor het waterstofgas onder druk. Het onder druk staande koude waterstofgas stroomt door het luchtkanaal van de statorkern en de ventilatiegaten van de rotorwikkelingen, maakt volledig contact met de verwarmingswikkelingen en kernen, absorbeert een grote hoeveelheid gegenereerde warmte en zet deze om in heet waterstofgas; Vervolgens wordt het hete waterstofgas in de waterstofkoeler gebracht die aan het uiteinde van de generator of in de machinebasis is geplaatst, en wisselt indirect warmte uit met het circulerende water in de koelwaterleiding - het circulerende water stroomt in de pijp, en het hete waterstofgas borstelt over de buitenkant van de pijp, waardoor warmteoverdracht door de pijpwand wordt bereikt, en de temperatuur van het hete waterstofgas wordt snel verlaagd tot de ingestelde waarde; Ten slotte komt het gekoelde waterstofgas opnieuw het inwendige van de generator binnen en blijft het deelnemen aan de warmtedissipatiecyclus. Tegelijkertijd handhaaft het systeem de zuiverheid van waterstofgas (meestal gecontroleerd boven 95%, bij voorkeur 98%) en stabiele druk (0,3-0,5 MPa) via een waterstofaanvulapparaat om het continue en betrouwbare koeleffect te garanderen. Het hele proces vereist geen onderbreking van de werking van de unit, waardoor een synchrone bevordering van de warmteafvoer en energieopwekking wordt bereikt, waardoor een continue en stabiele output van de unit wordt gegarandeerd.

Als belangrijke ondersteunende uitrusting voor grote generatoren van 660 MW-niveau moeten waterstofkoelers niet alleen voldoen aan de eisen van efficiënte warmte-uitwisseling, maar zich ook aanpassen aan de strenge eisen van hoge belasting en langdurig- gebruik van de unit. Het structurele ontwerp en de technische prestaties bepalen rechtstreeks de betrouwbaarheid van het koelsysteem en de operationele veiligheid van de unit. Momenteel gebruiken waterstofkoelers die worden gebruikt in generatoren van 660 MW meestal een shell-and-tube-structuur, die een groot warmtewisselingsoppervlak heeft, sterke compressieprestaties levert, zich kan aanpassen aan waterstofomgevingen met hoge- druk, en eenvoudig te installeren en te onderhouden is. De warmtewisselingsbuizen in de koeler hebben een speciale anti-corrosiebehandeling ondergaan, die effectief bestand is tegen de corrosie van circulerend water en de levensduur van de apparatuur verlengt; Bovendien is de koeler uitgerust met een uitgebreid monitoringapparaat, dat is gekoppeld aan het algehele monitoringsysteem van de unit om belangrijke parameters zoals de waterstoftemperatuur en de temperatuur van het circulerende water voor en na het koelen in realtime te bewaken. Zodra zich een temperatuurafwijking voordoet, kan er tijdig een alarm worden geactiveerd en gekoppeld voor aanpassing om het risico op oververhitting van de apparatuur te voorkomen.

Vergeleken met andere koelmethoden biedt het koelsysteem met waterstofkoelers meerdere belangrijke voordelen voor 660MW-generatoren en is het beter geschikt voor de operationele behoeften van grote eenheden. Ten eerste wordt de efficiëntie van de warmteafvoer aanzienlijk verbeterd. Waterstofkoeling kan de temperatuur van de generatorwikkeling met 30-50 graden verlagen, waardoor de veroudering van isolatiematerialen effectief wordt vertraagd, de levensduur van de generator wordt verlengd en het optreden van fouten en uitschakelingen als gevolg van hoge temperaturen wordt verminderd, waardoor de beschikbaarheid van de eenheid wordt verbeterd; Ten tweede wordt het energieverbruiksverlies aanzienlijk verminderd, is de waterstofstroomweerstand klein en is het aandrijfvermogen van de ventilator laag, wat het energieverbruik van de eenheid kan verminderen en de energieopwekkingseconomie verder kan verbeteren, in lijn met de industriële ontwikkelingstrend van energiebesparing en verbruiksvermindering; Ten derde heeft het een hogere operationele veiligheid. Waterstof heeft stabiele chemische eigenschappen, ondersteunt geen verbranding (het moet tot 4% -75% met lucht worden gemengd om te ontbranden) en corrodeert geen metalen onderdelen. Gecombineerd met de oliefilmafdichting gevormd door het afdichtingsoliesysteem, kan het waterstoflekkage en luchtindringing effectief voorkomen. Bovendien kan het met volledige zuiverheids- en drukbewakingsapparatuur veiligheidsrisico's effectief vermijden; Ten vierde is het geschikt voor gebruik met hoge belasting en kan het voldoen aan de warmteafvoerbehoeften van eenheden van 660 MW-niveau die lange tijd op volle belasting werken. Tegelijkertijd kan het samenwerken met de piek- en frequentieregeling van het elektriciteitsnet om een ​​stabiele warmteafvoer van de units onder verschillende werkomstandigheden te garanderen.

In praktische toepassingen houdt de stabiele werking van de 660MW generator-waterstofkoeler rechtstreeks verband met de efficiëntie van de energieopwekking en de veiligheid van de stroomvoorziening van de gehele energiecentrale. Of het nu gaat om de hydrogeneratoreenheid van een waterkrachtcentrale of de stoomturbinegeneratoreenheid van een thermische krachtcentrale, zolang er een capaciteitsontwerp van 660 MW wordt aangenomen, is de waterstofkoeler een onmisbaar kernondersteunend onderdeel. Als we waterkrachtcentrales als voorbeeld nemen, zijn waterkrachtgeneratoren afhankelijk van de waterstroom om de rotatie aan te drijven en elektriciteit op te wekken. Als de tijdens de werking van de unit gegenereerde warmte niet tijdig kan worden afgevoerd, heeft dit invloed op de snelheid van de unit en de efficiëntie van de energieopwekking. Waterstofkoelers kunnen echter zorgen voor een stabiele werking van de unit bij nominale belasting door efficiënte warmte-uitwisseling, waarbij volledig gebruik wordt gemaakt van de voordelen van schone energie en basislastvermogen van waterkrachtcentrales, en een stabiele stroomvoorziening voor het elektriciteitsnet wordt geboden. Tegelijkertijd wordt, met de transformatie van de energie-industrie naar grootschalige, hoge- efficiëntie en groen, de toepassing van generatoren op 660 MW-niveau steeds wijdverspreider, en nemen de prestatie-eisen voor waterstofkoelers voortdurend toe. Efficiënte, energie-besparende,-duurzame en intelligente waterstofkoelers zijn een belangrijke ondersteunende richting geworden voor het upgraden en itereren van grootschalige-generatorsets.
Het is vermeldenswaard dat de normale werking van waterstofkoelers afhankelijk is van gestandaardiseerd bedienings- en onderhoudsbeheer. Vanwege de werking ervan in een hoge- waterstofomgeving is het noodzakelijk om regelmatig de afdichting van de koeler en de integriteit van de warmtewisselaarbuizen te controleren, de aanslag en het vuil in de warmtewisselaarbuizen onmiddellijk te verwijderen en ervoor te zorgen dat de efficiëntie van de warmtewisseling niet wordt beïnvloed; Tegelijkertijd is het noodzakelijk om de zuiverheid en druk van waterstofgas strikt te controleren, regelmatig hoog{2}}zuiver waterstofgas aan te vullen en een afname van de efficiëntie van de warmtedissipatie en een toename van het energieverbruik als gevolg van een afname van de zuiverheid te voorkomen; Bovendien is het noodzakelijk om regelmatig de waterkwaliteit van het koelcirculatiewater te controleren om te voorkomen dat een overmatige waterkwaliteit corrosie en verstopping van de warmtewisselaarbuizen veroorzaakt, wat de normale werking van het koelsysteem kan beïnvloeden. Gestandaardiseerde bediening en onderhoud kunnen niet alleen de levensduur van waterstofkoelers verlengen, maar er ook voor zorgen dat ze altijd in optimale bedrijfsconditie verkeren, waardoor continue ondersteuning wordt geboden voor de stabiele werking van 660MW-generatoren.

Met de aanpassing van de energiestructuur en de snelle ontwikkeling van de energie-industrie zijn generatoren van 660 MW-niveau, als de kernapparatuur voor grootschalige elektriciteitsproductie, steeds belangrijker geworden in termen van operationele stabiliteit en efficiëntie. De waterstofkoeler is met zijn efficiënte warmteoverdrachtsprestaties, uitstekende energie-besparende effect en betrouwbare veiligheidsprestaties een belangrijk onderdeel geworden dat de stabiele werking van grote generatoren ondersteunt. Het lost niet alleen het warmteafvoerprobleem van grote eenheden op, maar helpt eenheden ook de efficiëntie van de energieopwekking te verbeteren, het energieverbruik te verminderen en te voldoen aan de behoeften van het tijdperk van de ontwikkeling van groene energie. In de toekomst, met de voortdurende verbetering van de koeltechnologie, zullen waterstofkoelers het structurele ontwerp verder optimaliseren, de efficiëntie van de warmteoverdracht verbeteren en intelligente monitoringfuncties verbeteren, waardoor een sterkere ondersteuning wordt geboden voor de efficiënte, veilige en stabiele werking van generatoren van 660 MW-niveau en zelfs generatoren met een grotere capaciteit, waardoor een nieuwe impuls wordt gegeven aan de hoogwaardige -ontwikkeling van de Chinese energie-industrie.