El hidrógeno se utiliza para enfriar el devanado del rotor, es decir, el devanado de campo y el núcleo del rotor en el turbogenerador. Como se muestra en la figura a continuación, hay pequeñas ventanas en la estructura del rotor que permiten el paso del hidrógeno. Este hidrógeno enfría la estructura del rotor y el devanado archivado. Este hidrógeno, después del enfriamiento, se calienta y, a su vez, se enfría mediante un intercambiador de calor que tiene agua en el lado del tubo.
El uso de hidrógeno para enfriar el rotor del generador tiene muchas ventajas, como se indica a continuación.
- El hidrógeno se utiliza como medio de refrigeración en los turbogeneradores debido a su alta conductividad térmica.
- El hidrógeno reduce la cantidad de resistencia del viento y la fricción en el eje giratorio del generador, lo que aumenta la eficiencia del generador. Una reducción en la pureza del hidrógeno del 98 al 95 % en un generador grande puede aumentar las pérdidas por fricción y viento en un 32 %; esto es equivalente a 685 KW (0.7MW) para un Generador de 900 MW.
La densidad del hidrógeno al 98% de pureza es del orden de 1/10 de la del aire a una presión comparable. Esto reduce la pérdida por efecto del viento y del ventilador a un valor tan bajo que es factible aumentar la presión del hidrógeno hasta 75 psi en relación con la presión atmosférica sin afectar negativamente la eficiencia. Esta presión más alta aumenta en gran medida la capacidad de eliminación de calor del hidrógeno.
- Las propiedades del hidrógeno son tales que su coeficiente de transferencia de calor es un 50% más efectivo que el del aire a la misma presión. Por lo tanto, el hidrógeno es mucho más eficaz para eliminar el calor de una superficie.
Propiedades de enfriamiento relativas de varios medios de enfriamiento utilizados en turbogeneradores:
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