수력 발전기에서 튜브-핀 공기 냉각기가 작동하는 방식

수력 발전기는 고정자 코어, 권선, 베어링 및 환기 시스템의 전기 손실로 인해 많은 양의 열을 발생시킵니다. 신뢰성과 절연 수명을 유지하려면 이 열을 지속적으로 제거해야 합니다. 여기서 튜브-핀 공기 냉각기(발전기 공기 냉각기 또는 핀-튜브 열 교환기라고도 함)이 중요한 역할을 합니다.

 

튜브-핀 공기 냉각기는 순환 냉각수를 사용하여 뜨거운 내부 공기를 냉각시켜 발전기에서 열을 제거합니다.
일반적인 과정:

• 발전기 고정자에서 나오는 뜨거운 공기가 핀 튜브를 가로질러 날아갑니다.

발전기 팬은 내부적으로 공기를 순환시킵니다.

• 핀-튜브 열교환기의 튜브 내부에는 냉각수가 흐릅니다.
• 뜨거운 공기 → 핀 → 튜브 → 냉각수에서 열이 전달됩니다.

핀 표면은 열 전달 효율을 높입니다.

• 냉각된 공기는 고정자와 권선으로 되돌아갑니다.
• 따뜻한 물은 냉각기에서 나와 외부 냉각탑, 열 교환기 또는 강물 냉각 시스템으로 흐릅니다.

공기 회로가 닫혀 있기 때문에 먼지와 습기가 차단되어 발전기 절연체를 보호합니다.

 

수력 발전기의 시스템 레이아웃

 

 

일반적인 수력 발전기 냉각 시스템에는 다음이 포함됩니다.

• 내부 공기 회로(폐쇄 루프)
• 고정자 프레임에 설치된 튜브-핀 공기 냉각기
• 순환수 시스템(종종 강물 → 2차 냉각 루프 → 발전기 냉각기)
• 발전기 회전자에 내부 팬 장착

뜨거운 공기는 자연스럽게 발전기 내부에서 상승하고 덕트를 통해 공기 냉각기로 향하게 됩니다. 냉각 후 공기는 고정자와 회전자 공동으로 다시 흐릅니다.

 

단계별-별-냉각 주기

(1) 고정자에서의 발열

고정자 권선 손실(I²R 손실), 자기 손실, 코어 손실은 많은 양의 열을 발생시킵니다.

(2) 내부 팬이 뜨거운 공기를 이동시킵니다.

로터{0}}장착 팬 또는 별도의 송풍기는 고정자 코어와 권선 전체에 공기를 순환시킵니다.

(3) 뜨거운 공기가 튜브-핀 열교환기로 유입됩니다.

냉각기는 고정자 프레임을 따라 장착되며 공기 흐름은 핀을 가로질러 전달됩니다.

(4) 물은 열을 흡수한다

차가운 물(수력 발전소 설계에 따라 일반적으로 ~15~25도)이 튜브로 들어가 공기에서 열을 제거합니다.

(5) 따뜻한 물이 외부 냉각 시스템으로 배출됩니다.

그런 다음 물은 다음으로 흐릅니다.

열교환기,

냉각탑 또는

직접 강-물 열 추출,
공장 디자인에 따라.

(6) 냉각된 공기가 발전기 코어로 복귀

이 과정은 지속적으로 반복되어 안정적인 발전기 온도를 보장합니다.

 

핀 튜브를 통해 흐르는 물을 사용하여 발전기 내부의 뜨거운 공기를 냉각하여 발전기를 습기나 먼지에 노출시키지 않고 효율적인 폐쇄 루프 열 제거를 가능하게 합니다.