كيف يعمل نظام التبريد بالهيدروجين في محطة الطاقة الحرارية؟
تولد المولدات التوربينية الكبيرة في محطات الطاقة الحرارية فقدانًا كبيرًا للحرارة من ملفات الجزء الثابت ولفائف الدوار والنوى الحديدية أثناء توليد الطاقة. يستخدم نظام تبريد الهيدروجين غاز الهيدروجين كوسيط تبريد متداول لامتصاص الحرارة داخل المولد، ثم ينقل الحرارة إلى ماء التبريد عبر مبردات الهيدروجين (مبادلات حرارية ذات أنبوب زعانف من الغاز إلى الماء)، مما يشكل حلقة دائرية مغلقة.
عملية العمل خطوة بخطوة
امتصاص الحرارة داخل المولد الدوار الدوار عالي السرعة والجزء الثابت ينتج حرارة هائلة. يملأ غاز الهيدروجين غلاف المولد المحكم، ويتدفق فوق اللفات الساخنة والقلب، ويمتص الحرارة المهدورة ويتحول إلى هيدروجين ساخن.
دوران الغاز القسري تعمل المنافيخ الدوارة المدمجة على دفع الهيدروجين الساخن للتدفق نحو مبردات الهيدروجين المثبتة داخل مبيت المولد.
التبادل الحراري في مبرد الهيدروجين يمر الهيدروجين الساخن عبر السطح الخارجي لحزمة الأنابيب ذات الزعانف. يتدفق ماء التبريد داخل الأنابيب. تنتقل الحرارة من الهيدروجين الساخن إلى الماء البارد. تنخفض درجة حرارة الهيدروجين بشكل حاد بعد تبديد الحرارة.
إعادة تدوير الهيدروجين المبرد يتدفق الهيدروجين البارد مرة أخرى إلى تجويف المولد، ويمتص الحرارة مرة أخرى من المكونات الكهربائية، ويكرر الدورة المغلقة.
الحرارة المأخوذة بواسطة دائرة المياه بالمحطة تتدفق مياه التبريد التي امتصت حرارة المولد من مبردات الهيدروجين، ويتم إرسالها إلى نظام المياه المتداولة بالمحطة لتبديد الحرارة في أبراج التبريد.
حلقة الأمان والتكييف الإضافية (ضرورية للتشغيل المستقر)
نظام إغلاق زيت العمود: يحافظ على إحكام إغلاق أطراف العمود الدوار، ويمنع تسرب غاز الهيدروجين. يعمل غلاف المولد دائمًا تحت ضغط إيجابي طفيف لمنع دخول الهواء.
مجفف الهيدروجين: يزيل الرطوبة داخل حلقة الهيدروجين، ويتحكم في نقطة الندى لتجنب التكثيف الذي يؤدي إلى إتلاف عزل الملفات.
سير عمل تطهير الغاز: قبل تعبئة أو تنفيس الهيدروجين، يعمل ثاني أكسيد الكربون كغاز وسيط ليحل محل الهواء/الهيدروجين، لتجنب خليط الهيدروجين والهواء المتفجر الخطير.
المراقبة عبر الإنترنت: تقوم أجهزة الاستشعار بتتبع ضغط الهيدروجين والنقاء ونقطة الندى ودرجة الحرارة بشكل مستمر، وتطلق إنذارًا في حالة الظروف غير الطبيعية.
لماذا الهيدروجين بدلا من الهواء؟
الموصلية الحرارية للهيدروجين أعلى بحوالي 7 مرات من الهواء.
يؤدي فقدان الاحتكاك المنخفض في عصر الرياح إلى تحسين الكفاءة الإجمالية للمولد.
الهيدروجين الجاف غير قابل للتآكل للعزل المتعرج والأجزاء المعدنية.
