Как работает трубчатый-ребристый воздухоохладитель в гидрогенераторе

Гидрогенераторы выделяют большое количество тепла из-за электрических потерь в сердечнике статора, обмотках, подшипниках и системе вентиляции. Для поддержания надежности и срока службы изоляции это тепло должно отводиться постоянно. Именно здесь решающую роль играет трубчато--ребристый воздухоохладитель (также называемый воздухоохладителем генератора или ребристым-трубчатым теплообменником).

 

Трубчатый-ребристый воздухоохладитель отводит тепло от генератора, охлаждая горячий внутренний воздух с помощью циркулирующей охлаждающей воды.
Общий процесс:

• Горячий воздух из статора генератора обдувается оребренными трубками.

Вентиляторы генератора обеспечивают циркуляцию воздуха внутри.

• Охлаждающая вода течет внутри трубок ребристого-трубчатого теплообменника.
• Теплопередача от горячего воздуха → ребра → трубки → охлаждающая вода.

Ребристая поверхность повышает эффективность теплопередачи.

• Охлажденный воздух возвращается в статор и обмотки.
• Теплая вода выходит из охладителя и поступает во внешние градирни, теплообменник или системы охлаждения речной воды.

Поскольку воздушный контур закрыт, пыль и влага не попадают внутрь, защищая изоляцию генератора.

 

Компоновка системы гидрогенератора

 

 

Типичная система охлаждения гидрогенератора включает в себя:

• Внутренний воздушный контур (замкнутый контур)
• Трубчато--ребристые воздухоохладители, установленные в раме статора.
• Система оборотной воды (часто речная вода → вторичный контур охлаждения → охладитель генератора)
• Внутренние вентиляторы, установленные на роторе генератора.

Горячий воздух естественным образом поднимается внутри генератора и направляется по воздуховодам к воздухоохладителям. После охлаждения воздух поступает обратно в полости статора и ротора.

 

Пошаговый--пошаговый цикл охлаждения

(1) Выделение тепла в статоре

Потери в обмотке статора (потери I²R), магнитные потери и потери в сердечнике выделяют большое количество тепла.

(2) Внутренние вентиляторы перемещают горячий воздух.

Установленные на роторе-вентиляторы или отдельные нагнетатели обеспечивают циркуляцию воздуха по сердечнику статора и обмоткам.

(3) Горячий воздух поступает в трубчатый-ребристый теплообменник.

Охладитель установлен вдоль корпуса статора, поток воздуха направлен поперек ребер.

(4) Вода поглощает тепло.

Прохладная вода (обычно ~15–25 градусов в зависимости от конструкции ГЭС) поступает в трубы и отводит тепло из воздуха.

(5) Теплая вода выходит во внешнюю систему охлаждения.

Затем вода поступает в:

Теплообменник,

Градирня или

Прямой отбор тепла-рековой воды,
в зависимости от конструкции установки.

(6) Охлажденный воздух возвращается в сердечник генератора.

Процесс повторяется непрерывно, обеспечивая стабильную температуру генератора.

 

Охлаждение горячего внутреннего воздуха генератора с помощью воды, протекающей через оребренные трубы, что обеспечивает эффективный-отвод тепла по замкнутому контуру, не подвергая генератор воздействию влаги или пыли.