هيكل ومبدأ العمل لمولد التوربينات البخارية

ما هو مولد التوربينات البخارية المكثفة؟

A مولد التوربينات البخارية هو مولد مدفوع بتوربينات بخارية. يدخل البخار المحموم الناتج عن الغلاية التوربينات البخارية ويتوسع للقيام بعمل ، مما يجعل الشفرات تدور لدفع المولد لتوليد الكهرباء.

مولد التوربينات البخارية هو نوع من المولد المتزامن. إنه جهاز كهربائي يستخدم التوربينات البخارية كمحرك رئيسي لدفع الدوار إلى الدوران ، ويستخدم مبدأ الحث الكهرومغناطيسي لتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية. يستخدم بشكل أساسي في محطات الطاقة الحرارية أو محطات الطاقة النووية.

مبدأ العمل من التوربينات البخارية للضغط الخلفي

مولد التوربينات البخارية هو جهاز توليد الطاقة يستخدم التوربينات البخارية كمحرك رئيسي لدفع الدوار إلى الدوران ، ويستخدم مبدأ الحث الكهرومغناطيسي لتحويل الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية. بعد تمرير تيار التيار المستمر في لف الدوار للمولد ، يتم إنشاء المجال المغناطيسي الدوار ، والذي يسمى المجال المغناطيسي الرئيسي ، ويدور مع الدوار من المولد التوربيني.

يخرج التدفق المغناطيسي من قطب مغناطيسي واحد من الدوار ، ويمر عبر فجوة الهواء ، ولبس الثابت ، وفجوة الهواء ، ثم يدخل القطب المغناطيسي المجاور الآخر للدوار ، وبالتالي تشكيل حلقة التدفق المغناطيسي الرئيسي. نظرًا لأن دوار المولد يدور مع التوربينات البخارية ، يتم تدوير القطب المغناطيسي للمولد مرة واحدة ، ويتم قطع خطوط المجال المغناطيسي للقطب المغناطيسي الرئيسي بدور الجزء الثابت الحديد. يتم إحداث قوة كهربائية ثلاثية المراحل مع مراحل مختلفة في اللف.

على افتراض أن دوار مولد التوربينات يحتوي على زوج من الأعمدة المغناطيسية (أي ، قطب N واحد وقطب واحد) ، عندما يدور دوار مولد التوربينات ودوار التوربين في السرعة العالية ، مثل عندما تدور التوربينات عند 3000 دورة في الدقيقة ، سوف يدور دوار المولد بسرعة ثابتة من 50 دورة/ثانية ، ويتغير قطبية القطب المغناطيسي أيضًا 50 مرة ، ثم تتغير قوة الدعاوى الكهرومتر المستحثة في اللف في الجزء الثابت للمولد 50 مرة ، وفي نفس الوقت ، ثلاثة -يتم إحداث قوة كهربائية بالتناوب مع مراحل مختلفة في اللف من ثلاث مراحل من الجزء الثابت. وهذا هو ، قوة الثروة الكهربائية من ثلاث مراحل مع تواتر 50 هرتز.

في هذا الوقت ، إذا كانت أطراف اللفات الثلاثية لثائق المولد (أي ، النقطة المحايدة) متصلة بالأرض ، وسلك الرصاص في الطرف الأول من اللفح الثلاثة لثابت المولد هو متصل بالمعدات الكهربائية ، سوف يتدفق التيار. هذه العملية هي عملية تحويل مدخلات الطاقة الميكانيكية بواسطة دوار التوربينات البخارية إلى طاقة كهربائية.

هيكل التوربينات المكثفة

مولدات التوربينات البخارية لمحطات الطاقة الحرارية أو محطات الطاقة النووية كلها هيكل أفقي. كما هو مبين في الشكل 1 ، تتم مطابقة المولدات مع التوربينات البخارية والمثبتين لتشكيل مجموعة مولد التوربينات البخارية المحورية. المكونات الأساسية لمولد توربو هي الجزء الثابت والدوار ونظام الإثارة ونظام التبريد.

الجزء الثابت:

1. الجزء الثابت. جوهر الحديد الثابت هو جزء مهم يشكل الدائرة المغناطيسية ويصلح اللف. عادة ما يتم تشكيله عن طريق تصفيح صفائح الصلب السيليكون المفة الباردة بسمك 0.5 ملم أو 3.5 ملم والتوصيل المغناطيسي الجيد. إن النواة الحديدية المكواة لمولد التوربينات البخارية على نطاق واسع كبير في الحجم ، ويتم تثقيب صفائح الصلب السيليكون في شكل مروحة ، ثم يتم تجميعها في شكل دائري مع قطع متعددة.

2. لفة الجزء الثابت. يتم تضمين لفات الثابت في فتحات الجزء الثابت للدائرة الداخلية من قلب الحديد الثابت ، ويتم ترتيبها في ثلاث مراحل بزاوية 120 درجة لبعضها البعض ، وذلك لضمان أن اللفات الثابتة ثلاثية الطور تولد قوة الثروة الكهربائية مع اختلاف الطور 120 درجة من بعضها البعض عندما يدور الدوار. يتم وضع مجموعتين من الموصلات المعزولة العلوية والسفلية (المعروفة أيضًا باسم قضبان الأسلاك) في كل فتحة ، ويتم تقسيم كل قضيب سلك إلى جزء مستقيم (موضوعة في فتحة النواة الحديدية) وأجزاء طرفية.

الجزء المستقيم هو الجانب الفعال للموصل الذي يقطع خط المجال المغناطيسي ويولد قوة الدعاوى الكهرومتر المستحثة ، ويلعب الجزء الطرفي من قضيب السلك دورًا متصلًا ، وربط قضبان الأسلاك ذات الصلة وفقًا لقاعدة معينة لتشكيل الثلاثة- الطور اللف من الجزء الثابت من المولد. أشرطة الثابت من أجهزة التوربينات المتوسطة والصغيرة كلها قضبان صلبة ، في حين تستخدم أجهزة التوربينات الكبيرة في الغالب أشرطة مبردة داخليًا بسبب الحاجة إلى تبديد الحرارة ، مثل العديد من القضبان الصلبة والقضبان المجوفة التي يمكن أن تمر بالمياه. مؤلفة بالتوازي.

3. قاعدة الماكينة والغطاء النهائي. تتمثل وظيفة الإطار في دعم وإصلاح جوهر المولد. يتم لحام قاعدة الماكينة عمومًا بألواح فولاذية ، ويجب أن يكون لها قوة وصلابة كافية ، ويمكن أن تلبي متطلبات التهوية وتبديد الحرارة. تتمثل وظيفة الغطاء النهائي في تغطية طرفي جسم المولد ، وإلى الإطار ، تشكل جوهر الجزء الثابت والدوار ، نظام تهوية كامل داخل المولد.

الدوار:

1. قلب الدوار. يتكون جسم دوار المولد من الصلب من سبائك ذات قوة عالية وموصلية مغناطيسية جيدة. يتم طحن الأخاديد للفائف الميدان محوريًا على طول سطح جسم الدوار. يكون ترتيب الأخاديد شعاعيًا بشكل عام ، والجزء بين الأخاديد هو سن ، يُعرف عادة باسم الأسنان الصغيرة. يسمى الجزء غير المجبر بشكل عام الأسنان الكبيرة ، والأسنان الكبيرة هي الجسم القطب للقطب المغناطيسي ، وهو الطريقة الوحيدة للتدفق المغناطيسي الرئيسي.

2. متعرج الإثارة. إن لف الإثارة عبارة عن لف مركزة مركزة من عدة لفائف ، وتتخلف الملفات بأسلاك نحاسية مسطحة مستطيلة. بعد وضع اللف الإثارة في الفتحة ، يتم ضغط الجزء المستقيم من اللف بأوتاد الفتحات ، يتم تثبيت النهاية شعاعيًا مع حلقة الاحتفاظ ، ويتم إصلاح المحوري مع كتلة ميكا وخاتم مركزي. يتم توصيل سلك الرصاص اللف من الإثارة بحلقة جامع من خلال قضيب موصل ، ثم يخرج من خلال الفرشاة.

3. حارس الخاتم وحلقة المركز. سرعة المولد التوربيني مرتفعة للغاية ، ويتعرض نهاية لفها لقوة الطرد المركزي الكبيرة ، وبالتالي يتم استخدام حلقة الحراسة وخاتم الأوسط لربطه. يلف حلقة الحراسة بإحكام نهاية متعرج الإثارة ، بحيث لا تحتوي نهاية اللف على إزاحة شعاعية وتشوه ؛ يتم استخدام الحلقة المركزية لدعم حلقة الحراسة ومنع الحركة المحورية للنهاية.

4. خاتم جامع. يتم تقسيم حلقة التجميع إلى حلقات جامع إيجابية وسلبية ، وهي مصنوعة من سبيكة مزورة صلبة ومقاومة للارتداء ، ويتم تثبيتها في الخارج من نهاية الإثارة من دوار المولد. ترتبط حلقات التجميع الإيجابية والسلبية على التوالي بطريقتي الإثارة المتعلقة بأسلاك الرصاص ، وتؤدي إلى نظام الإثارة المولد بواسطة جهاز الفرشاة.

5. المروحة. يتم تثبيت المشجعين في كلا طرفي الدوار المولد لتسريع تداول الغاز في الأجزاء الثابتة والأجزاء الدوارة ، وتحسين تأثير التبريد.

نظام التبريد:

عند تشغيل المولد ، سيتم تحويل الخسائر المختلفة التي يتم إنشاؤها بداخلها إلى طاقة حرارة ، مما يؤدي إلى تسخين المولد. خاصة بالنسبة لمولدات التوربينات البخارية على نطاق واسع ، بسبب بنيةها النحيلة ، ليس من السهل تبديد الحرارة في الوسط ، ومشكلة توليد الحرارة أكثر خطورة. إذا كانت درجة حرارة المولد مرتفعة للغاية ، فستؤثر بشكل مباشر على عمر خدمة العزل ، لذلك يعد التبريد مشكلة مهمة للغاية بالنسبة لمولدات توربو كبيرة.

نظام الإثارة:

الوظائف الرئيسية لنظام الإثارة هي:

1. عندما يكون المولد في التشغيل العادي ، يتم توفير تيار الإثارة وتعديله تلقائيًا وفقًا لتحميل المحرك الرئيسي للحفاظ على جهد طرفي معين وإخراج الطاقة التفاعلية.

2. عندما تعمل المولدات بالتوازي ، اجعل توزيع الطاقة التفاعلي معقولًا.

3. عندما يحدث خطأ في الدائرة القصيرة المفاجئة في النظام ، يمكن أن يكون المولد متحمسًا بشدة لتحسين استقرار تشغيل النظام. بعد إزالة خطأ الدائرة القصيرة ، يعود الجهد بسرعة إلى طبيعته.

4. عندما ينخفض ​​حمل المولد فجأة ، يمكن إزالة المغناطيسية بالقوة لمنع الجهد من الارتفاع بشكل مفرط.

5. عند حدوث خطأ داخلي في المولد ، مثل الدائرة القصيرة بين المنعطفات أو خطأ تأريض من نقطتين على الدوار ، يمكن تمييز المولد أو إزالة المغناطيسية تلقائيًا.