Com funciona el sistema de refrigeració d'hidrogen en una central tèrmica?
Els grans turbogeneradors de les centrals tèrmiques generen una gran pèrdua de calor dels bobinats de l'estator, els bobinats del rotor i els nuclis de ferro durant la generació d'energia. El sistema de refrigeració d'hidrogen utilitza gas d'hidrogen com a mitjà de refrigeració circulant per absorbir la calor dins del generador, després transfereix calor a l'aigua de refrigeració mitjançant refrigeradors d'hidrogen (intercanviadors de calor de gas a aigua de tubs aleats), formant un bucle de circulació tancat.
Procés de treball pas a pas
Absorció de calor dins del generador El rotor giratori d'alta velocitat i l'estator estàtic produeixen una calor massiva. El gas d'hidrogen omple la carcassa segellada del generador, flueix sobre bobinatges i nucli calents, absorbeix la calor residual i es converteix en hidrogen calent.
Circulació forçada de gas Els ventiladors de circulació integrats impulsen l'hidrogen calent per fluir cap als refrigeradors d'hidrogen instal·lats a l'interior de la carcassa del generador.
Intercanvi de calor al refrigerador d'hidrogen L'hidrogen calent passa per la superfície exterior del feix de tubs aletes. L'aigua de refrigeració flueix dins dels tubs. Transferències de calor de l'hidrogen calent a l'aigua de refrigeració. La temperatura de l'hidrogen baixa bruscament després de la dissipació de la calor.
Recirculació d'hidrogen refrigerat L'hidrogen fred torna a fluir a la cavitat del generador, absorbeix de nou la calor dels components elèctrics i repeteix el cicle tancat.
Calor extret pel circuit d'aigua de la planta L'aigua de refrigeració que absorbeix la calor del generador surt dels refrigeradors d'hidrogen i s'envia al sistema d'aigua de circulació de la planta per a la dissipació de calor a les torres de refrigeració.
Bucle de condicionament i seguretat auxiliar (crític per a un funcionament estable)
Sistema de segellat d'oli de l'eix: manté l'estanquitat als extrems giratoris de l'eix, evita les fuites de gas d'hidrogen. La carcassa del generador sempre funciona sota una lleugera pressió positiva per evitar que l'aire entri.
Assecador d'hidrogen: elimina la humitat dins del bucle d'hidrogen, controla el punt de rosada per evitar la condensació que danya l'aïllament del bobinat.
Flux de treball de purga de gas: abans d'omplir o ventilar hidrogen, el CO₂ serveix com a gas intermedi per desplaçar aire/hidrogen, per evitar perilloses mescles explosives hidrogen-aire.
Monitorització en línia: els sensors fan un seguiment contínu de la pressió de l'hidrogen, la puresa, el punt de rosada i la temperatura, activen l'alarma per a condicions anormals.
Per què l'hidrogen en lloc de l'aire
La conductivitat tèrmica de l'hidrogen és aproximadament 7 vegades superior a la de l'aire.
Pèrdues de fricció molt menors per l'edat del vent, millora l'eficiència general del generador.
L'hidrogen sec no és corrosiu per a l'aïllament del bobinat i les peces metàl·liques.
