수력 발전소의 100만 대 발전기를 위한 수직형 수소 냉각기

100만 대 규모의 대형 수력 발전소 발전기는 용량이 크고 크기가 크며 운영 부하가 안정적이고 지속 시간이 길어 매우 엄격한 냉각 시스템 요구 사항이 필요합니다. 기존의 냉각 방식은 열 방출 효율이 부족하여 백만 단위의 고부하 열 방출 요구 사항을 충족할 수 없습니다. 수력 발전소의 구조가 너무 크고 공간을 너무 많이 차지하여 수력 발전소의 콤팩트한 레이아웃 계획과 모순됩니다. 수직형 수소냉각기의 등장으로 이 업계의 문제점을 정확하게 해결했습니다. 수직으로 배열된 구조 설계와 효율적인 수소 열 전달 특성은 수력 발전소의 100만 개 발전기의 작동 조건에 완벽하게 적응하여 대형 수력 발전 장치의 냉각 시스템에 선호되는 솔루션이 되었습니다.

수직형 수소 냉각기의 핵심 작동 논리는 수소의 탁월한 열 전달 성능에 의존하여 폐쇄형 루프 냉각 시스템을 구축하고 발전기에서 효율적인 열 방출을 달성하는 것입니다. 공냉식, 수냉식 등 전통적인 방식에 비해 수소의 열전도율은 공기의 7배, 밀도는 공기의 1/14에 불과하다. 발전기 내부의 열을 빠르게 흡수하고, 흐름 저항을 줄이고, 팬 구동 전력을 줄이고, 장치의 전력 소비를 낮추고, 열 방출 효율과 에너지 절약 요구 사항의 균형을 맞출 수 있습니다-. 100만 대의 발전기가 작동하는 동안 회전자 양쪽 끝의 축류 팬이 고정자 코어 공기 덕트와 회전자 권선 환기 구멍을 통해 흐르는 수소 가스를 가압하여 권선과 코어에서 발생하는 열을 완전히 흡수하여 뜨거운 수소 가스를 형성합니다. 뜨거운 수소가스는 수직형 수소냉각기로 유입되어 냉각수관의 순환수와 간접적인 열교환을 하게 됩니다. 온도가 설정 범위로 떨어지면 다시 발전기의 내부 순환으로 들어가 열 방출 작업을 지속적으로 완료하고 발전기의 각 구성 요소의 온도가 안전 임계값 내에서 제어되도록 합니다.
수력 발전소의 100만 개 발전기의 작동 특성에 대응하여 수직형 수소 냉각기는 목표한 구조 최적화 및 성능 업그레이드를 거쳐 적응성과 신뢰성을 크게 향상시켰습니다. 구조적 디자인 측면에서 수직 배치는 수평 공간을 크게 절약합니다. 수평 냉각기와 비교하여 동일한 열 전달 효율로 부피를 30% -50% 줄일 수 있어 수력 발전소 발전기 베이스의 레이아웃 요구 사항에 완벽하게 적응할 수 있습니다. Harbin Electric이 개선한 배낭 레이아웃이든, TEPCO의 배낭 레이아웃이든, 전원을 켰을 때 증기 끝 부분에만 배치하는 특수 방식이든 수직형 수소 냉각기는 공장 레이아웃을 대규모로 개조할 필요 없이 기본 구조에 따라 유연하게 조정할 수 있고 설치 위치를 조정할 수 있습니다. 동시에 수백 개의 열 교환 튜브가 수직으로 배열되어 여러 층의 열 전달 표면을 형성하는 쉘 앤 튜브(시리즈) 구조를 채택합니다. 열 전달 계수는 800-1500W/(m ² · K)에 도달할 수 있으며 단일 장치의 열 전달 영역은 기존 수평 장비에 비해 20% -30% 증가합니다. 최대 부하에서 작동하는 1백만 개의 발전기의 최대 열 출력에 신속하게 대처할 수 있습니다.

안전성과 안정성 측면에서 수직형 수소냉각기는 수력발전소의 운영환경과 수소의 특성을 충분히 고려하여 종합적인 안전보장 시스템을 구축합니다. 수소 자체는 화학적 성질이 안정적이고 연소를 촉진하지 않으며 금속 부품을 부식시키지 않아 발전기 내부 장비의 손실을 줄일 수 있습니다. 그러나 순도와 압력에 대한 엄격한 제어가 필요합니다. - 수직형 수소 냉각기와 일치하는 모니터링 시스템은 수소 순도(정상 작동 시 96% 이상, 바람직하게는 98%), 수소 압력(정격 작동 압력은 일반적으로 0.5 MPa) 및 습도를 실시간으로 모니터링할 수 있습니다. 표시기가 비정상일 경우 즉시 경보를 울리고 수소 보충, 방전 및 기타 작업을 실행하여 수소 누출이나 가연성 폭발성 혼합 가스의 형성을 방지합니다. 또한 냉각기는 부식- 방지 재료로 만들어졌으며 316L 스테인레스 스틸, 티타늄 합금 및 기타 튜브 번들은 수력 발전소 순환수의 수질 환경에 적응하여 스케일링 및 부식 문제를 방지하고 장비의 서비스 수명을 연장할 수 있습니다. 동시에, 분리 가능한 헤드 디자인은 튜브 번들의 청소 및 교체가 용이하여 유지 관리 시간을 30% -50% 줄이고 수력 발전소의 운영 및 유지 관리 비용을 낮춥니다.
실제 응용 분야에서 수직형 수소 냉각기의 효율적인 열 방출 기능은 100만 개 발전기의 작동 효율과 서비스 수명을 직접적으로 결정합니다. 바이허탄(Baihetan) 수력발전소를 예로 들면, 백만 킬로와트 수력 발전 장치는 대용량 및 높은 부하로 인한 열 방출 문제에 직면해 있습니다. 열원 냉각을 최적화하기 위해 자극 권선 공기 냉각 기술이 사용되지만 수직형 수소 냉각기의 지원 적용은 전체 방열 시스템의 안정성을 더욱 향상시켜 장치가 최대 부하로 작동할 때 회전자 권선의 온도 불균일 계수가 합리적인 범위 내로 제어되도록 보장하고 국부적 과열로 인한 절연 노화를 방지하며 발전기의 유지 관리 주기와 사용 수명을 크게 연장합니다. 동시에 수직형 수소 냉각기의 에너지-절약 이점도 상당합니다. 공기 경로 설계 및 열 교환 효율을 최적화함으로써 팬 구동 전력을 줄이고 장치의 에너지 소비를 줄이며 수력 발전소가 "효율적인 발전, 에너지 보존 및 소비 감소"라는 이중 목표를 달성하도록 도울 수 있습니다. 이는 깨끗하고 저탄소 수력 발전소의 개발 포지셔닝과 매우 호환됩니다.{7}}

중국 수력 산업의 지속적인 발전으로 인해 백만 킬로와트 수력 발전소의 건설 규모가 계속 확대되고 있으며 발전기 냉각 시스템에 대한 요구 사항도 지속적으로 증가하고 있습니다. 컴팩트한 구조, 효율적인 열 교환, 안전성 및 신뢰성, 편리한 유지 관리 등의 핵심 장점을 갖춘 수직형 수소 냉각기는 100만 대 발전기의 고부하 작동 요구 사항뿐만 아니라 수력 발전소의 복잡한 작동 환경 및 레이아웃 요구 사항에도 적합하여 대형 수력 발전기 장치용 냉각 시스템의 핵심 장비가 됩니다. 이 응용 프로그램은 백만급 발전기의 열 방출 문제를 해결할 뿐만 아니라 고효율, 에너지 보존 및 지능을 향한 수력 발전 장비의 개발을 촉진하여 중국 청정 에너지 산업의 고품질 발전을 위한 강력한 지원을 제공합니다.-
앞으로 기술의 지속적인 반복과 업그레이드를 통해 수직형 수소 냉각기는 구조 설계를 더욱 최적화하고, 열 전달 효율을 개선하고, 지능형 모니터링 및 운영 기술을 통합하고,{0}}작동 상태의 실시간 모니터링, 오류 경고, 정확한 유지 관리를 달성하고, 운영 및 유지 관리 비용을 더욱 절감하고, 운영 신뢰성을 향상할 것입니다. 100만 발전기의 '냉각 수호자'인 수직형 수소 냉각기는 계속해서 수력 발전소의 '심장'에 힘을 실어 대규모 수력 발전소가 지속적이고 안정적으로 깨끗한 전기를 생산하도록 돕고 중국의 에너지 구조 변화와 '이중 탄소' 목표 달성에 강력한 전력을 투입할 것입니다.