Jak funguje trubkový-žebrový chladič vzduchu ve vodním generátoru

Vodní generátory produkují velké množství tepla v důsledku elektrických ztrát v jádru statoru, vinutí, ložiskách a ventilačním systému. Pro zachování spolehlivosti a životnosti izolace musí být toto teplo nepřetržitě odváděno. Zde hraje zásadní roli trubkový-žebrový chladič vzduchu (nazývaný také chladič vzduchu generátoru nebo žebrovaný-trubkový výměník tepla).

 

Trubkový-žebrový chladič vzduchu odebírá teplo z generátoru ochlazováním horkého vnitřního vzduchu pomocí cirkulující chladicí vody.
Obecný postup:

• Horký vzduch ze statoru generátoru je foukán přes žebrované trubky.

Ventilátory generátoru cirkulují vzduch uvnitř.

• Chladicí voda proudí uvnitř trubek žebrovaného-trubkového výměníku tepla.
• Přenosy tepla z horkého vzduchu → žebra → trubky → chladicí voda.

Povrch žeber zvyšuje účinnost přenosu tepla.

• Ochlazený vzduch se vrací do statoru a vinutí.
• Teplá voda vystupuje z chladiče a proudí do externích chladicích věží, výměníku tepla nebo chladicích systémů říční vody.

Protože je vzduchový okruh uzavřený, prach a vlhkost jsou drženy mimo, čímž je chráněna izolace generátoru.

 

Uspořádání systému ve vodním generátoru

 

 

Typický chladicí systém vodního generátoru zahrnuje:

• Vnitřní vzduchový okruh (uzavřená smyčka)
• Trubkové-žebrové chladiče vzduchu nainstalované v rámu statoru
• Systém cirkulující vody (často říční voda → sekundární chladicí smyčka → chladič generátoru)
• Vnitřní ventilátory namontované na rotoru generátoru

Horký vzduch přirozeně stoupá uvnitř generátoru a je směrován potrubím směrem ke vzduchovým chladičům. Po ochlazení proudí vzduch zpět do dutin statoru a rotoru.

 

Cyklus chlazení-za-krokem

(1) Tvorba tepla ve statoru

Ztráty ve vinutí statoru (ztráty I²R), magnetické ztráty a ztráty v jádře generují velké množství tepla.

(2) Vnitřní ventilátory pohybují horkým vzduchem

Na rotoru-instalované ventilátory nebo samostatná dmychadla cirkulují vzduch přes jádro statoru a vinutí.

(3) Horký vzduch vstupuje do trubkového-žebrového výměníku tepla

Chladič je namontován podél rámu statoru a proud vzduchu je směrován přes žebra.

(4) Voda absorbuje teplo

Studená voda (obvykle ~15–25 stupňů v závislosti na konstrukci vodní elektrárny) vstupuje do trubek a odebírá teplo ze vzduchu.

(5) Teplá voda vystupuje do vnějšího chladicího systému

Voda pak teče do:

výměník tepla,

Chladicí věž, popř

přímý odběr tepla-říční vody,
v závislosti na konstrukci závodu.

(6) Ochlazený vzduch se vrací do jádra generátoru

Proces se neustále opakuje a zajišťuje stabilní teploty generátoru.

 

Chlazení horkého vzduchu uvnitř generátoru pomocí vody protékající žebrovanými trubkami, což umožňuje účinný, uzavřený{0}}smyčka odvod tepla, aniž by byl generátor vystaven vlhkosti nebo prachu.