Водородным охлаждением

5. Какие растворы являются кислыми, нейтральными, щелочными? Что такое водородный показатель?

Расход воды на охлаждение остальных элементов схемы (источники питания, конденсаторы, трансформаторы) определяется их техническими данными. Например, водоохлаждаемые конденсаторы допускается соединять «по воде» последовательно до трех единиц с учетом того, что температура воды на выходе не должна быть выше 40 °С. В схеме водоснабжения следует предусмотреть защитные устройства — реле давления питающей сети и реле протока, которые желательно устанавливать на каждую ветвь охлаждения. Надежность работы установок во многом зависит от качества охлаждающей воды. Нормами предусмотрены ограничения на механические примеси, жесткость и водородный показатель воды [41 ]. Температура воды на входе должна быть не более 25 °С, в отдельных случаях допускается ее повышение до 40 °С. Температура воды ниже 15 °С также нежелательна, так как при этом может происходить конденсация влаги на токоведущих частях, что приводит к пробоям.

Напомним, что водородный показатель •(рН) раствора — это отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода в молях на I л раствора. Для чистой нейтральной воды рН будет в точности равен 7,0. В нормальном (незагрязненном) воздухе присутствует . двуокись углерода, поэтому рН дождевой воды должен быть несколько меньше (5,7). Значения рН, измеренные в 1957 г. в Скандинавии, почти не отличались от этой цифры. Но к 1970 г. и в последующий период

1.3.1.6 Водородный показатель попутной воды рН 6,0 — 8,5.

чается значком «рН». Водородный показатель чистой

центрации имеют водородный показатель менее 7, при-

кислотности водородный показатель рН меньше еди-

ком цвет, а его водородный показатель рН меньше еди-

где Рн - давление водорода; рН - водородный показатель.

ГДП, мг/дм ; 4) окисляемость, мг 02/дм ; 5) водородный показатель рН; 6) щелочность, мг-экв/дм ; 7) сухой остаток при 105 °С, мг/дм ; 8) жесткость общая и карбонатная, мг-экв/дм ; 9) содержание катионов Са , Mg , Na , NH4 , Fe +, мг/дм ; полуторных оксидов Fe03 + А1203, мг/дм ; анионов НС03 ,

ГДП, мг/дм ; 4) окисляемость, мг С>2/Дм ; 5) водородный показатель рН; 6) щелочность, мг-экв/дм ; 7) сухой остаток при 105 °С, мг/дм ; 8) жесткость общая и карбонатная, мг-экв/дм ; 9) содержание катио-

водородным охлаждением, изготовленном американской фирмой "Эллиот". Результаты испытания с точки зрения быстродействия системы приведены в работах [14,15 ].

Криопроводниковые устройства успешно используются для различных целей [2.8, 2.34, 2.42]. Особенно рационально их применение в автономных энергоустановках, где имеющийся готовый хладагент, предназначенный для решения основных задач, предварительно используется в системе охлаждения криопроводников (например, на летательных аппаратах, маршевые двигатели которых работают на водородном топливе). В [2.57] приведены результаты оптимизационных расчетов криопроводниковых ИН цилиндрической и тороидальной (D-об-разной) геометрии с водородным охлаждением, предназначенных для питания рельсотронов электродинамических ускорителей масс. Средняя запасаемая в ИН энергия составляет 300 МДж. Накопители рассчитаны на циклический режим с частотой / > 1 Гц в течение нескольких минут (схема с коммутатором КЗ на 2.1, а) и энергией в каждом разрядном цикле, равной 80 МДж. Средний ток в катушках достигает 1,5 МА, плотность тока 230 А/мм::, механические напряжения в конструктивных элементах а,;«200 ч-750 МПа (20н-75 кг/мм2), расход жидкого водорода 50 л/с. Конструктивные элементы и криостаты выполнены, в основном, из высокопрочных легких непроводящих материалов (эпоксидных соединений, углепластика и т. п.). Благодаря рациональной конструкции и криогенному охлаждению удельные массы ИН, по оценкам авторов, достигают 20—50 Дж/г при КПД накопления энергии порядка 95%.

Удельный расход материалов в турбогенераторах с 1952 г. снизился более чем в 3 раза. Турбогенератор на 150 тыс. кВт с водородным охлаждением имел массу 350 т. Турбогенератор ТВВ-1200-2 имеет массу на единицу мощности, равную 0,457 кг/ (кВ • А).

Если в машинах применяют двухконтурные системы охлаждения, го способы охлаждения обозначают, начиная с цепи более низкой температуры. Например, закрытая машина с водородным охлаждением и встроенным водяным охладителем, циркуляция воды в охладителе которой осуществляется отдельным и независимым от охлаждаемой машины насосом или от водопроводной сети, имеет обозначение IC37H71. Закрытая машина, которая имеет обмотку статора с непосредственным водяным охлаждением и обмотку ротора, охлаждаемую водородом, и циркуляция воды в обмотке статора которой осуществляется отдельным насосом, обозначается так: ICW87 - обмотка статора, Н71 - обмотка ротора.

Значительный интерес для электротехники представляет водород. Это очень легкий газ, обладающий весьма благоприятными свойствами для использования его в качестве охлаждающей среды вместо воздуха (водород характеризуется высокой теплопроводностью и удельной теплоемкостью). При использовании водорода охлаждение вращающихся электрических машин существенно улучшается. Кроме того, при замене воздуха водородом заметно снижаются потери мощности на трение ротора машины о газ и на вентиляцию, так как эти потери приблизительно пропорциональны плотности газа. Ввиду отсутствия окисляющего действия кислорода воздуха замедляется старение органической изоляции обмоток машины и устраняется опасность пожара при коротком замыкании внутри машины. Наконец, в атмосфере водорода улучшаются условия работы щеток. Так как водородное охлаждение позволяет повысить мощность машины и ее КПД, крупные турбогенераторы и синхронные компенсаторы выполняются с водородным охлаждением (еше более эффективное охлаждение достигается циркуляцией жидкости внутри полых проводников обмоток статора и даже - что, конечно, технически сложнее - ротора). Применение циркуляционного водородного охлаждения требует герметизации машины (подшипники уплотняются при помощи масляных затворов). Чтобы избежать попадания внутрь машины воздуха (водород при содержании его в воздухе от 4 до 74% по объему образует взрывчатую смесь - гремучий газ), внутри машины поддерживается некоторое избыточное давление, сверх атмосферного; постепенная утечка водорода восполняется подачей газа из баллонов. При прочих равных условиях электрическая прочность водорода примерно на 40 %, а угольного ангидрида СО2 - на 10% ниже, чем электрическая прочность воздуха. Для заполнения

(^генераторах с непосредственным водородным охлаждением витковая изоляция выполняется из стеклоткани, армированной снаружи стальной прокладкой. На дно паза укладывается стеклотекстолитовая прокладка с каналами для прохождения газа 6. Под клин устанавливается прокладка с каналами, через которые газ входит и выбрасывается из пазовой части.

Турбогенераторы для атомных станций изготовляются на базе турбогенераторов серии ТВВ с внутренним водяным охлаждением обмоток статора и внутренним водородным охлаждением обмоток ротора. Турбогенератор для атомных станций типа ТББ-1000-4 мощностью 1000 МВт имеет частоту вращения 1500 об/ /мин. Из-за низких параметров пара паровую турбину целесообразно выполнять на частоту вращения 1500 об/мин, поэтому турбогенератор изготовляется в четырехполюсном исполнении. Турбогенератор рассчитан на напряжение 24 кВ и имеет КПД, равный 98,8 %, cos

ные компенсаторы. Синхронные компенсаторы выполняются на базе синхронных генераторов закрытыми, с воздушным косвенным или водородным охлаждением и предназначаются для работы в закрытых помещениях. Предусматривается асинхронный пуск компенсаторов при пониженном (до 40—50 %) напряжении.

На 6-10 показан продольный разрез турбогенератора с водородным охлаждением. Газоохладители располагаются в корпусе генератора и имеют существенно меньшие размеры, чем воздухоохладители. Торцевые щиты и подшипники должны иметь специальные уплотнения.

6-10. Продольный разрез мощного турбогенератора фирмы Дженерал Электрик (США) с жидкостным охлаждением обмотки статора и водородным охлаждением обмотки ротора и сердечника.

6-11. Некоторые формы каналов в обмотке ротора с внутренним водородным охлаждением.