La structure et le principe de travail du générateur de turbine à vapeur

Qu'est-ce qu'un générateur de turbine à vapeur de condensation?

A Générateur de turbine à vapeur est un générateur entraîné par une turbine à vapeur. La vapeur surchauffée générée par la chaudière entre dans la turbine à vapeur et se dilate pour faire du travail, ce qui fait tourner les lames pour conduire le générateur pour produire de l'électricité.

Un générateur de turbine à vapeur est une sorte de générateur synchrone. Il s'agit d'un dispositif électrique qui utilise une turbine à vapeur comme moteur principal pour conduire le rotor à tourner, et utilise le principe de l'induction électromagnétique pour convertir l'énergie mécanique en énergie électrique. Il est principalement utilisé dans les centrales thermiques ou les centrales nucléaires.

Principe de travail de la turbine à vapeur de pression arrière

Un générateur de turbine à vapeur est un dispositif de production d'alimentation qui utilise une turbine à vapeur comme moteur principal pour conduire le rotor à tourner, et utilise le principe de l'induction électromagnétique pour convertir l'énergie mécanique en énergie électrique. Une fois que le courant CC est passé dans l'enroulement du rotor du générateur, le champ magnétique du rotor est établi, qui est appelé champ magnétique principal, et il tourne avec le rotor du turbo-générateur.

Le flux magnétique sort d'un poteau magnétique du rotor, passe par l'espace d'air, le noyau du stator, l'espace d'air, puis pénètre dans l'autre pôle magnétique adjacent du rotor, formant ainsi la boucle de flux magnétique principale. Étant donné que le rotor du générateur tourne avec la turbine à vapeur, le pôle magnétique du générateur tourne une fois, et les lignes de champ magnétique du pôle magnétique principal sont coupées par les enroulements U, V, W triphasés (conducteurs) installés dans le Stator Iron Core. La force électromotive alternée en trois phases avec différentes phases est induite dans l'enroulement.

En supposant que le rotor du générateur de turbine a une paire de poteaux magnétiques (c'est-à-dire un pole à n et un poteau S), lorsque le rotor du générateur de turbine et le rotor de turbine tournent coaxialement à grande vitesse, comme lorsque la turbine tourne à 3000 tr / min, Le rotor du générateur tournera à une vitesse constante de 50 cycles / seconde, la polarité du pôle magnétique change également 50 fois, puis la force électromotive induite dans l'enroulement du stator du générateur change également 50 fois, et en même temps, trois -Les forces électromotives alternées en phase avec différentes phases sont induites dans l'enroulement triphasé du stator. C'est-à-dire une force électromotive alternée en trois phases avec une fréquence de 50 Hz.

À l'heure Connecté à l'équipement électrique, le courant coulera. Ce processus est le processus de conversion de l'apport d'énergie mécanique par le rotor de turbine à vapeur en énergie électrique.

La structure de la turbine de condensation

Les générateurs de turbine à vapeur des centrales thermiques ou des centrales nucléaires sont toutes de la structure horizontale. Comme le montre la figure 1, les générateurs sont appariés avec des turbines à vapeur et des excitateurs pour former un jeu de générateur de turbine à vapeur coaxial. Les composants les plus élémentaires d'un turbo-générateur sont le stator, le rotor, le système d'excitation et le système de refroidissement.

Stator:

1. Le noyau du stator. Le noyau de fer du stator est une partie importante qui forme le circuit magnétique et fixe l'enroulement du stator. Il est généralement formé par des feuilles en acier en silicium lamelé à froid avec une épaisseur de 0,5 mm ou 3,5 mm et une bonne conductivité magnétique. Le noyau en fer du stator du générateur de turbine à vapeur à grande échelle est de grande taille, et les draps en acier en silicium sont perforés en forme de ventilateur, puis assemblés en forme circulaire avec plusieurs pièces.

2. Enroulement du stator. Les enroulements du stator sont intégrés dans les fentes de stator du cercle intérieur du noyau de fer du stator, et sont disposés en trois phases à un angle de 120 ° les uns par rapport aux autres, de manière à garantir que les enroulements stators triphasés génèrent une force électromotive avec Une différence de phase de 120 ° les unes des autres lorsque le rotor tourne. Deux ensembles de conducteurs isolés supérieurs et inférieurs (également connus sous le nom de tiges métalliques) sont placés dans chaque fente, et chaque tige de fil est divisée en une partie droite (placée dans la fente du noyau de fer) et deux pièces de borne.

La partie droite est le côté efficace du conducteur qui coupe la ligne de champ magnétique et génère une force électromotive induite, et la partie terminale de la tige de fil joue un rôle de connexion, reliant les tiges métalliques pertinentes en fonction d'une certaine règle pour former les trois- Enroulement de phase du stator du générateur. Les barres de stator des turbogénérateurs moyens et petits sont tous des barres solides, tandis que les grands turbogénérateurs utilisent principalement des barres refroidies en interne en raison de la nécessité de dissipation de chaleur, comme plusieurs barres solides et des barres creuses qui peuvent passer de l'eau. composé en parallèle.

3. Base de machine et couvercle final. La fonction du cadre est de prendre en charge et de fixer le noyau stator du générateur. La base de la machine est généralement soudée avec des plaques en acier et doit avoir une résistance et une rigidité suffisantes, et peut répondre aux exigences de ventilation et de dissipation thermique. La fonction de la couverture finale consiste à couvrir les deux extrémités du corps du générateur, et avec le cadre, le noyau du stator et le rotor constituent un système de ventilation complet à l'intérieur du générateur.

Rotor:

1. Le noyau du rotor. Le corps du rotor générateur est en acier en alliage avec une forte résistance et une bonne conductivité magnétique. Les rainures des enroulements de champ sont broyées axialement le long de la surface du corps du rotor. La disposition des rainures est généralement radiale et la partie entre les rainures est une dent, communément appelée petite dent. La partie non transformée est généralement appelée la grande dent, et la grande dent est le corps du poteau du pôle magnétique, qui est le seul moyen pour le flux magnétique principal.

2. Enroulement d'excitation. L'enroulement d'excitation est un enroulement concentrique composé de plusieurs bobines, et les bobines sont enroulées avec des fils de cuivre plats rectangulaires. Une fois l'enroulement d'excitation placé dans la fente, la partie droite de l'enroulement est comprimée avec des coins de fente, l'extrémité est fixée radialement avec un anneau de retenue et la fixation axiale est fabriquée avec un bloc de mica et un anneau central. Le fil de plomb de l'enroulement d'excitation est connecté à l'anneau de collecteur à travers la tige conductrice, puis a conduit à travers la brosse.

3. Anneau de garde et anneau central. La vitesse du turbo-générateur est très élevée, et la fin de l'enroulement d'excitation est soumise à une grande force centrifuge, de sorte que l'anneau de garde et l'anneau central sont utilisés pour l'attacher. L'anneau de garde enroule étroitement l'extrémité de l'enroulement d'excitation, de sorte que la fin de l'enroulement n'a pas de déplacement et de déformation radiaux; L'anneau central est utilisé pour soutenir l'anneau de garde et empêcher le mouvement axial de l'extrémité.

4. Anneau de collection. L'anneau de collecteur est divisé en anneaux de collection positifs et négatifs, qui sont en acier forgé en alliage dur et résistant à l'usure, et sont installés à l'extérieur de l'extrémité d'excitation du rotor du générateur. Les anneaux de collection positifs et négatifs sont respectivement connectés aux deux extrémités de l'enroulement d'excitation à travers les fils de plomb et sont conduits au système d'excitation du générateur par le dispositif de brosse.

5. Fan. Les ventilateurs sont installés aux deux extrémités du rotor générateur pour accélérer la circulation du gaz dans le noyau du stator et les pièces du rotor et améliorer l'effet de refroidissement.

Système de refroidissement:

Lorsque le générateur est en cours d'exécution, diverses pertes générées à l'intérieur seront converties en énergie thermique, ce qui fait chauffer le générateur. Surtout pour les générateurs de turbine à vapeur à grande échelle, en raison de leur structure mince, la chaleur au milieu n'est pas facile à dissiper et le problème de génération de chaleur est encore plus grave. Si la température du générateur est trop élevée, elle affectera directement la durée de vie de l'isolation, donc le refroidissement est un problème très important pour les grands turbo générateurs.

Système d'excitation:

Les principales fonctions du système d'excitation sont:

1. Lorsque le générateur est en fonctionnement normal, le courant d'excitation est fourni et ajusté automatiquement en fonction de la charge du moteur principal pour maintenir une certaine tension de borne et une sortie de sortie réactive.

2. Lorsque les générateurs fonctionnent en parallèle, rendez la distribution de puissance réactive raisonnable.

3. Lorsqu'un défaut soudain de court-circuit se produit dans le système, le générateur peut être fortement excité pour améliorer la stabilité du fonctionnement du système. Une fois le défaut de court-circuit supprimé, la tension revient rapidement à la normale.

4. Lorsque la charge du générateur diminue soudainement, il peut être démagnétisé de force pour éviter que la tension augmente excessivement.

5. Lorsqu'un défaut interne se produit dans le générateur, comme un court-circuit entre les virages ou un défaut de mise à la terre en deux points sur le rotor, le générateur peut être automatiquement démagnétisé ou démagnétisé.