ベアリング クーラー-コイル構造水力発電機セット-油と水

コイル-タイプのベアリングクーラーの主な利点は、コイル構造の最適化された設計にあり、これは水力発電機セットの油{1}}水熱交換要件を満たすための鍵でもあります。{2}}通常のシェル-および-チューブクーラーと比較して、コイル構造では熱交換コアとして連続巻コイルが使用されており、通常は銅管やステンレス鋼管（1Cr18Ni9Ti など）などの耐食性と熱伝導性の材料-で作られています。コイルは密に配置されており、熱交換面積が大きいため、油と水の間の熱交換効率を効果的に向上させることができます。全体の構造は主にコイル アセンブリ、エンド キャップ、シェル、サポート、シールで構成されています。エンドキャップには冷却水入口フランジと出口フランジが装備されており、ユニットの冷却水システムに接続されます。シェルには潤滑油が含まれており、コイルは潤滑油に浸漬され、「シェル側が油、チューブ側が水」という逆熱交換モードを形成します-高温の潤滑油からの熱がコイル壁を通ってチューブ内の循環冷却水に伝わり、その後冷却水が熱を奪い、潤滑油を急速に冷却し、油温を安全な動作範囲内に維持します(通常 38 度 ~55 度、No. 32 および No. 46 タービン油の最適な動作要件に適しています)。

水力発電機ユニットの油{1}水システムの特殊な動作条件に対応するため、コイル-タイプのベアリング冷却器は、発電所の複雑な動作環境に適応するように構造設計が的を絞った最適化を受けています。水力発電機セットは、頻繁な振動、冷却水中の潜在的に高い砂含有量、および長期連続運転中の安定した負荷を特徴とする環境で動作します。-したがって、コイル-タイプの冷却器のコイルは、曲げ部分での応力集中を軽減するために冷間曲げされています-。同時に、コイルは拡管またはアルゴンシールド溶接によって管板に接続され、油-水漏れのリスクが排除されます。漏れが発生した場合、冷却水の圧力が油圧を上回り、冷却水と潤滑油が混入し、油の乳化や潤滑不良、ひどい場合には軸受の故障につながる可能性があります。逆に、シャットダウン中や断水中の負圧によって潤滑油が冷却パイプに浸透し、その結果オイル サンプ内のオイル レベルが低下し、ユニットのアラームが発生する可能性があります。{13}}さらに、一部の大型ユニットでは、直列および並列に接続された複数のコイルを組み合わせて使用​​されます。たとえば、各ユニットに 18 個の冷却器を装備し、3 個を直列に接続し、次に 6 個を並列に接続することができます。これにより、熱交換効率が向上し、1 台の冷却器に障害が発生した場合でもシステムの継続稼働が保証され、油水システムの冗長性が強化されます。{20}

水力発電機ユニットにおける油水システムの実際の応用において、コイル型ベアリングクーラーの性能はその設置とメンテナンスに密接に関係しています。{2}ユニットの容量と動作条件に基づいて適切な選択が重要です。選択の主な考慮事項には、コイルの材質、熱交換面積、油水の流量のマッチングなどが含まれます。-冷却水に砂が多く含まれる発電所の場合、砂や堆積物による損傷を防ぐため、耐摩耗性のステンレス鋼コイルが推奨されます。-大型ユニットの場合、スパイラル コイルまたは複数のインライン コイルの組み合わせを使用して、熱交換面積を増やし、高負荷の熱交換要件を満たすことができます。-一方、小型の補助ユニットでは、コンパクトな U- 型コイル クーラーを使用して設置スペースを節約できます。取り付けの際、クーラーとオイルタンクおよび冷却水パイプの間の確実なシールを確保してください。耐油性ゴムシールを使用して水室と油室を隔離し、振動減衰サポートを取り付けてユニットの振動がコイル接続に与える影響を軽減し、シールの破損やコイルの損傷を防ぎます。-

日常の操作とメンテナンスでは、スケールの蓄積、詰まり、または漏れがシステムの動作に影響を与えないように、コイル型クーラーの油水分離状態と熱交換効率に細心の注意を払う必要があります。{0}{1}定期的に冷却水配管を清掃し、堆積物やスケールを除去し、熱交換効率の低下を防ぎます。油水動的監視装置を使用して、油の品質をリアルタイムで監視します。{4}オイルの乳化やオイルレベルの異常が検出された場合は、直ちにコイルの漏れの可能性を調査してください。この問題に対処するには、損傷したコイルを銅ピンで密閉するか、クーラー全体を交換して、油と水のシステム間の相互漏れがないようにします。{7}}停止と給水の手順を厳守してください。給水を停止して遮断する前に、入口バルブと出口バルブを閉じてください。給水を再開するときは、最初に入口バルブを開き、次に出口バルブを開いて、パイプ内に負圧が蓄積するのを防ぎます。これにより漏れが発生し、クーラーの寿命が延びる可能性があります。

プレート熱交換器などの他のタイプの冷却装置と比較して、コイル-タイプのベアリングクーラーは、水力発電機ユニットの油-水システムにおいて大きな利点があります。-構造が簡単で、メンテナンスが容易で、コイルの分解と洗浄が可能で、冷却水の品質要件が低く（精密ろ過の必要がない）、土砂が多く含まれる河川のある地域の発電所に適しています。また、優れた耐圧性も備えており、水力発電機ユニットの長期連続運転による高負荷要求に対応し、安定した熱交換効率を提供して軸受温度を警報レベル以下に効果的に制御し、過熱によるユニットの停止を防ぎます。-このアプリケーションは、水力発電機ユニットのベアリングの熱放散の問題を解決するだけでなく、油水システムの動作安定性を最適化し、機器の故障率を低減し、発電所の効率的で安全な発電を強力にサポートします。{8}

水力発電ユニットが大容量化と高パラメータ化に向けて発展するにつれて、コイル-型ベアリングクーラーの構造設計も常にアップグレードされています。たとえば、不規則な形状のコイルを使用して熱伝達率を向上させ、流路設計を最適化して潤滑油の滞留を低減し、流量調整バルブを追加して正確な油温制御を実現することで、油水システムへの適応性がさらに向上し、さまざまな動作条件下での冷却要件を満たします。{3}水力発電機ユニットの油-水熱交換の中核機器として、コイル-タイプのベアリング冷却器の合理的な適用と科学的なメンテナンスは、ユニットの長期安定運転を確保し、運転保守コストを削減し、発電効率を向上させるために非常に重要です。-