蒸気タービンおよび油圧タービン発電機クーラー

蒸気タービンおよび油圧タービン発電機クーラー

電力システムのコア機器として、蒸気タービン発電機と水力タービン発電機は、電磁および機械的損失のために動作中に大幅な熱を生成します。タイムリーな冷却がなければ、この熱は断熱材の老化、機器の効率の低下、さらには故障を引き起こす可能性があります。クーラーは、安全で安定した操作を保証する重要な補助機器です。

Tube - fin cooler（air -水 /水素- Water Universal）

これは、発電機クーラーの主流の設計であり、特に間接冷却システムに適しています（たとえば、空気中の空気-水の熱交換-冷却単位、水素-水の熱交換-冷却ユニット）。その構造と原理は次のとおりです。

構造コンポーネント：

チューブバンドル：銅/ステンレス鋼の熱伝達チューブ（冷却水の流れ）とアルミニウム/銅フィン（チューブの周りにラップ/押し出して熱伝達領域を増加させる）で構成されるコア熱伝達コンポーネント。

ヘッダー：冷却水の分布と収集のための入口および出口チャンバーに分割されています。シールされたヘッダーは、-圧力シナリオ（水素冷却など）で使用されます。

シェル/フレーム：チューブバンドルを固定し、囲まれたフローチャネルを形成します（たとえば、水素冷却中の水素通路、空気冷却の空気の通路）。

働く原則：

熱-移動培地（空気/水素）はチューブの外側を流れ、熱を熱に-フィンを介して転送します。チューブ内を流れる冷却水はこの熱を吸収し、それを放電し、熱交換を達成します。

利点：大きな熱{-トランスファーサーフェス面積（FINSが表面積を5 - 10回増加）、高熱-転送効率、高速媒体（例えば、水素など）の適合性、および中程度のコスト。

冷却方法分類

空冷（空気-冷却）

コア原理：Airは唯一の冷却媒体として機能します。ファンは、モーターステーター、ローター巻き、コアの上にエアフローを強制して、熱を直接消散させます（小さなユニット）。または、空気はモーターの熱を吸収してから、「空気{-ウォータークーラー」（中{-から-}の大きな単位）を介して「間接的な空気冷却」と呼ばれる大型ユニットを介して水で交換します。

適用可能なシナリオ：Small {-から-}中蒸気タービン発電機（50mW以下）、中-から-}低速水性タービンターボータージェネレーター（例えば、インパルスハイドロジェネレーター）

利点：単純な構造、水漏れリスクなし、メンテナンスコストの低さ、最小限の水質要件

欠点：空気の比熱容量が低く、非効率的な熱伝達により、高-電力ユニットには適していません。ほこりの詰まりを防ぐために、定期的なエアフィルタークリーニングが必要です

水冷（水-冷却）

コア原理：冷却媒体として純水/脱イオン水を利用し、ステーター（またはローター）巻線に埋め込まれた中空導体を通して巻線損失熱を直接放散します。コアには、補助空気冷却の適用シナリオが必要です：高{-電源蒸気タービン発電機（300MW以上）、高-速度ハイドロタービン発電機（例えば、混合-流れハイドロタービン発電機）

利点：水の高い熱伝導率（空気よりも数十倍）により優れた冷却効率が可能になり、モーターサイズの縮小と電力密度が増加します。

短所：厳格な水質制御が必要であり（腐食とスケール予防）、漏れによる断熱損傷のリスクがあります。このシステムには、水処理装置（たとえば、イオン交換器）が必要です。

水素冷却（水力冷却）

コアの原理：水素（純度98％以上）は、モーターの密閉ケース内で満たされた冷却媒体として機能します。モーターの熱を吸収した後、水素は「水素{-水冷却器」を介して熱を水に透過します（コア概念：水素は空気を置き換えて熱伝達効率を高めます）。

適用可能なシナリオ：大型蒸気タービン発電機（特に熱電力ユニットの場合は100MW以上）、特定の巨大な水力発電機。

利点：水素の比熱容量は空気の1.4倍であり、その熱伝導率は7倍高く、その結果、冷却効率が高くなります。水素の低密度は、ローター風抵抗の損失を減らします（5％〜10％のエネルギー節約）。

欠点：漏れを防ぐために必要な厳格なシーリング（水素は可燃性で爆発的であり、爆発を必要とします{-証明および漏れ検出装置）。複雑なシステム（水素源、除湿、浄化装置が必要です）、高いメンテナンスコスト