Turbogenerator
Z Wikipedii
Turbogenerator - zespół dwóch maszyn wirujących pracujących na wspólnym wale, zwykle turbina (parowa, gazowa, wiatrowa lub wodna), napędzającą generator elektryczny. Wykorzystywany w elektrowniach oraz na statkach i parowozach jako źródło energii elektrycznej. Razem z urządzeniami pomocniczymi (układ wzbudzenia, smarowania, chłodzenia) nazywany turbozespołem. Maszyny z biegunami utajonymi to maszyny pracujące z dużymi prędkościami obrotowymi, najczęściej jako generatory napędzane turbinami parowymi, stąd ich nazwa turbogeneratory. Ich prędkość wynosi zazwyczaj 3000 obr/min (rzadziej 1500 obr/min), aby więc uzyskać częstotliwość napięcia 50Hz należy zastosować uzwojenie dwubiegunowe. Wszystkie turbogeneratory pracują z wałem pracują w położeniu poziomym. Maszyny o takiej budowie mogą również pracować jako silniki. Wirnik turbogeneratora jest wykonany z odkuwki łącznie z wałem z wysokowytrzymałościowej stali magnetycznej. Uzwojenie wzbudzające jest umieszczone w wyfrezowanych żłobkach. Żłobek jest wyłożony odpowiednią izolacją, a poszczególne pręty uzwojenia wzbudzającego są izolowane między sobą. W celu zabezpieczenia uzwojeń przed wypadnięciem, żłobki są zaklinowane klinami z metali niemagnetycznych, np. z mosiądzu, twardych stopów aluminiowych. Połączenia czołowe uzwojeń, leżące poza żłobkami, są zabezpieczone przed działaniem sił odśrodkowych za pomocą cylindrycznych osłon, tzw. kołpaków. Kołpaki są elementem podlegającym największym naprężeniom w turbogeneratorze, dlatego też wykonuje się je z wysokogatunkowej stali o dużej wytrzymałości. Końcówki uzwojenia wzbudzającego są wyprowadzone do pierścieni ślizgowych przez odpowiednie otwory w wale. Po pierścieniach ślizgają się szczotki umieszczone w trzymadłach szczotkowych. Ze względu na duże prędkości obrotowe i związane z tym duże siły odśrodkowe, średnic wirników turbogeneratorów są niewielkie i przy największych mocach sięgają około 1,3m. W celu zwiększenia długości czynnej uzwojenia długość wirnika jest duża, kilkakrotnie większa od średnicy i wynosi do 13m. Odprowadzenie ciepła z uzwojeń wirnika umożliwiają znajdujące się na wirniku promieniowe lub osiowe otwory wentylacyjne. Rdzeń stojana jest wykonany z pakietów izolowanych blach elektromagnetycznych małej stratności. Grubość pakietu wynosi 4 ÷ 5cm. Znajdujące się między pakietami blach rozpórki tworzą promieniowe kanały wentylacyjne o grubości kilku milimetrów. Rdzeń znajduje się z spawanym korpusie, który spełnia rolę konstrukcji nośnej, a jednocześnie – dzięki odpowiednim komorom ukierunkowuje przepływ czynnika chłodzącego. W żłobkach stojana jest umieszczone dwuwarstwowe uzwojenie twornika. W celu zabezpieczenia przed skutkami bardzo dużych sił przy zwarciach, połączenia czołowe są mocowane do odpowiednich wsporników na obwodzie. W bardzo dużych generatorach uzwojenia tworników są uzwojeniami jednozwojowymi, przy czym pręt zwoju jest wykonany z wielu izolowanych od siebie elementarnych prętów. Pręty są połączone równolegle i odpowiednio przeplecione, aby zmniejszyć w ten sposób straty dodatkowe wynikające z niejednakowej gęstości prądu w przekroju pręta. Maksymalne napięcie znamionowe, na jakie są wykonywane turbogeneratory, to 28kV. Tak wysokie napięcie wymaga szczególnej izolacji, którą stanowi taśma z samiki, a czynnikiem wiążącym są żywice sztuczne, termoutwardzalne, np. epoksydowe. Izolację wykonuje się na prętach poza maszyną , a następnie gotowe zaizolowane i sprasowane do odpowiednich wymiarów pręty są układane w żłobkach. W turbogeneratorach najczęściej stosuje się chłodzenie powietrzne pośrednie w obiegu zamkniętym. Popularne jest również stosowanie bezpośredniego chłodzenia wodorowego uzwojeń silnika i pośrednie chłodzenie wodorowe uzwojeń stojana przy mocach do 200MW. W turbogeneratorach o mocach powyżej 200MW w uzwojeniu stojana musi być zastosowane chłodzenie bezpośrednie, do którego używa się wodę odpowiednio uzdatnioną.
[edytuj] Linki zewnętrzne
- (en) [Free Dictionary] - definicja turbogeneratora
