stringtranslate.com

Турбогенератор

Паротурбогенераторная установка мощностью 250 кВт (1910 г.)
Многоступенчатая паровая турбина Siemens мощностью 500 МВт с генераторной установкой (сзади, красная)
Первый «Турбогенератор» Parsons с приводом от паровой турбины мощностью 1 МВт (изготовлен в 1900 году для завода в Эльберфельде , Германия )
Отто Блати в якоре турбогенератора Ганца (1904 г.)
Малая паротурбогенераторная установка RP4 500 Вт/24 В для паровоза : генератор (слева) + турбина (справа)

Турбогенератор — электрический генератор , соединенный с валом паровой или газовой турбины для выработки электроэнергии . [примечание 1] Большие паровые турбогенераторы обеспечивают большую часть электроэнергии в мире, а также используются на паровых турбоэлектрических кораблях. [1]

В качестве вспомогательных силовых установок (ВСУ, преимущественно для самолетов ) часто используются небольшие турбогенераторы с приводом от газовых турбин .

История

Строительство турбин в компании Ganz, около 1886 г.

Первые турбогенераторы представляли собой электрические генераторы, приводимые в движение водяными турбинами . Первая венгерская водяная турбина была спроектирована инженерами завода Ганц в 1866 году; промышленное производство динамо-генераторов началось только в 1883 году. [2] Инженер Чарльз Алджернон Парсонс продемонстрировал паровой турбогенератор постоянного тока с использованием динамо-машины в 1887 году, [3] и к 1901 году поставил первый крупный промышленный турбогенератор переменного тока мощностью в мегаватт. электроэнергия на завод в Эберфельде, Германия. [4]

Турбогенераторы также использовались на паровозах в качестве источника энергии для освещения вагонов и водяных насосов систем отопления.

Особенности конструкции

Турбогенераторы используются для высоких скоростей вращения вала, характерных для паровых и газовых турбин. Ротор турбогенератора представляет собой неявнополюсный тип , обычно с двумя полюсами. [5]

Нормальная частота вращения турбогенератора составляет 1500 или 3000 об/мин с четырьмя или двумя полюсами при 50 Гц (1800 или 3600 об/мин с четырьмя или двумя полюсами при 60 Гц). Вращающиеся части турбогенератора подвергаются высоким механическим нагрузкам из-за высокой рабочей скорости. Чтобы сделать ротор механически стойким в больших турбогенераторах, его обычно куют из твердой стали и используют такие сплавы, как хром-никель-сталь или хром-никель-молибден. Выступ обмоток по периферии будет закреплен стальными стопорными кольцами. Тяжелые немагнитные металлические клинья в верхней части пазов удерживают обмотки возбуждения от центробежных сил. В пазах ротора обычно используются изоляционные материалы из твердого состава, такие как слюда и асбест . Этот материал может выдерживать высокие температуры и большие разрушающие силы. [6]

Статор больших турбогенераторов может состоять из двух или более частей, тогда как в турбогенераторах меньшего размера он состоит из одной цельной детали. [7]

Турбогенератор с водородным охлаждением

На основе турбогенератора с воздушным охлаждением газообразный водород впервые был введен в эксплуатацию в качестве охлаждающей жидкости в турбогенераторе с водородным охлаждением в октябре 1937 года на предприятии Dayton Power & Light Co. в Дейтоне, штат Огайо . [8] Водород используется в качестве хладагента в роторе, а иногда и в статоре , что позволяет повысить удельный коэффициент использования и КПД 99,0%. Из-за высокой теплопроводности , высокой удельной теплоемкости и низкой плотности газообразного водорода сегодня это наиболее распространенный тип в своей области. Водород можно производить на месте электролизом .

Генератор герметично закрыт для предотвращения утечки газообразного водорода. Отсутствие кислорода в атмосфере внутри значительно снижает повреждение изоляции обмоток возможными коронными разрядами . Водород циркулирует внутри корпуса ротора и охлаждается газоводяным теплообменником . [9]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Для целей этой статьи термин «турбогенератор» означает электрическую машину, которая преобразует механическую энергию вращающегося вала турбины в электрическую энергию. Однако между источниками существует несоответствие в определении турбогенератора. В некоторых онлайн-словарях дается определение: «Турбогенератор — это совокупность турбины, напрямую соединенной с электрогенератором для выработки электроэнергии» [1], аналогичное определение есть здесь [2]. Другие словари и большинство источников по электротехнике дают определение, ограничивающееся электрической машиной, при этом турбина идентифицируется как отдельный объект. См. [3], [4] и IEEE : [5] и [6]. Источники от производителей также поддерживают определение, ограничивающееся электрической машиной. [7] и [8] и «Турбогенераторы для тепловых электростанций». АНДРИЦ . Архивировано из оригинала 31 мая 2023 года.

Рекомендации

  1. ^ Жине, К.; Джохо, Р.; Веррье, М. «Турбогенератор – непрерывная инженерная задача» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 21 августа 2010 г.
  2. ^ "Vízenergia hasznosítás szigetközi szemmel Avagy mi lesz veled, Dunakiliti?" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 15 октября 2013 г. Проверено 15 октября 2013 г.
  3. ^ Смил, Вацлав (2005). Создание двадцатого века . Издательство Оксфордского университета. стр. 63–64. ISBN 0195168747.
  4. ↑ Scientific American , 27 апреля 1901 г.
  5. ^ Базовая электротехника (Be 104). McGraw-Hill Education (India) Pvt Limited. 1990. с. 8.1. ISBN 978-1-259-08116-3. Архивировано из оригинала 11 февраля 2018 года . Проверено 8 августа 2017 г.
  6. ^ Базовая электротехника (Be 104). McGraw-Hill Education (India) Pvt Limited. 1990. с. 8.3. ISBN 978-1-259-08116-3. Архивировано из оригинала 11 февраля 2018 года . Проверено 8 августа 2017 г.
  7. ^ Базовая электротехника (Be 104). McGraw-Hill Education (India) Pvt Limited. 1990. с. 8.4. ISBN 978-1-259-08116-3. Архивировано из оригинала 11 февраля 2018 года . Проверено 8 августа 2017 г.
  8. ^ Национальная ассоциация производителей электротехники (11 февраля 2018 г.). «Хронологическая история развития электротехники с 600 г. до н.э.» Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Национальная ассоциация производителей электротехники - через Интернет-архив.
  9. ^ «Авиационные и сверхмощные газовые турбины - GE Power» . www.gepower.com . Архивировано из оригинала 5 мая 2010 г.

Внешние ссылки