第十七章 制氢及发电机氢冷却 近几十年来，人们为了增加单机容量，在发电机的冷却方式上做了许多改进，即不仅采用了较好的冷却介质(如水和氢气)，而且发展了把水和氢气直接引入导线内部的直接冷却技术，从而使发电机的线负荷和绕组电流密度比气体表面冷却提高了3~4 倍，单机容量从过去的100MW 提高到1200MW 以上。发电机采用氢气冷却，具有较高的运行可靠性和技术经济性，为国内外大多数汽轮发电机的制造厂家广泛采用。 第一节 发电机的冷却 一、发电机的冷却方式与通风系统 由于提高发电机的单机容量，靠增大发电机体积以增加铜线绕组和铁芯容量的办法，受到了加工、运输、安装等条件的限制，所以只有增加铜线绕组的电流密度。而绕组的电流密度愈大，由它所产生的热量也就愈多。因此，只有采用有效的冷却介质和冷却方式，才能提高发电机的功率。 汽轮发电机的冷却介质主要有氢气和纯水两种，而其冷却方式又分为外冷式和内冷式汽轮发电机两种。有关冷却介质的性质将在下面介绍。 1．外冷式汽轮发电机 外冷式又称表面冷却式，其冷却介质为气体（空气或氢气），气体在绕组导线和铁芯的表面流过时与发热体接触，吸收发热体表面的热量后随流动的气流带走。所以，表面冷却只有发热体产生的热量全部导至物体表面时才能被气体冷却，为提高冷却效果，应尽量增大接触面积。 外冷式发电机是由安装在转子轴上的风扇压入（称压入式）或抽出（称抽出式）后，通过各部位的冷通道，对发电机进行冷却。被加热了的热气流又经过热通道进入水冷却器，热量由水带出，冷却后的气体再经过冷通道被风扇压入或抽出，在发电机内部形成一个密闭式的循环通风系统。如果按气流沿定子流动的主要方向来分，氢外冷又分为轴向通风、径向通风和周向分区径向通风三种。 目前氢外冷常用于单机容量为100MW 以下的汽轮发电机组，氢压一般为0.15~0.20MPa，其冷却效率比空气冷却提高0.6％~1.0％。所以，100MW 以上的汽轮发电机组多采用氢内冷或水内冷。 2．内冷式汽轮发电机 内冷式又称直接冷却式，其冷却介质为气体（空气或氢气）或液体（水或油）。它是将定子和转子的绕组导线做成中空式， 让氢气或水通入导线内部直接将热量带出。而定子和转子的铁芯内冷则是利用开孔或开沟槽，将冷却气体用风扇压入各个被冷却部位，以提高冷却效果。因为单机容量提高以后会伴随着电压等级提高和绝缘层厚度增加，从而使绝缘层上的温降上升，绕组温升增大，影响机组的长期安全运转。 ...
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