Помощь · Поиск · Пользователи · Календарь
Полная версия этой страницы: водород
Форум AtomInfo.Ru > Атом > Разные стороны атома
lz2gj
Кажется, что водород уже перевращаеться в прблема для турбогенераторов: http://www.npp.zp.ua/news#news-1716
Didro
ЛМЗ уже серийно делает с полным водяным охлаждением до 800 МВт, ждем увеличения мощности до 1200 МВт.
pkb
Вопрос чайника, а вообще почему водород, а допустим инертный азот?
Вроде бы даже в массивных и тихоходных генераторах ГЭС его используют...
Но почему? Летуч, взрывоопасен, теплоёмкость - всяко хуже воды... диэлектрик, так и азот тоже...
Pakman
Водород из-за разности плотностей с воздухом создаёт подъемную силу. У азота в этом плане практически нет преимуществ.
armadillo
эээ и поднимает турбину штоле? при чем тут подъемная сила?
Dobryak
QUOTE(pkb @ 2.5.2016, 22:14) *
Вопрос чайника, а вообще почему водород, а допустим инертный азот?
Вроде бы даже в массивных и тихоходных генераторах ГЭС его используют...
Но почему? Летуч, взрывоопасен, теплоёмкость - всяко хуже воды... диэлектрик, так и азот тоже...

У генератора две обмотки: статора и ротора. Обе естественно греются. Обмотку статора охлаждают ожидаемо водой (дистилированной). А обмотку ротора водородом. Про закону равнораспределения теплоемкость на одну степень свободы кТ/2 независимо от массы. Потери же на вращение ротора в газовой среде растут, само собой, с плотностью газа. Поэтому как охладитель легчайший водород делает все остальные газы как бык овцу. Тот же азот всемеро. Охлаждающий газ тоже надо охлаждать, и эта семерка дает такой же выигрыш в прокачке через систему охлаждения газа и в его сложности.
Didro
QUOTE(pkb @ 2.5.2016, 22:14) *
Вопрос чайника, а вообще почему водород, а допустим инертный азот?
Вроде бы даже в массивных и тихоходных генераторах ГЭС его используют...
Но почему? Летуч, взрывоопасен, теплоёмкость - всяко хуже воды... диэлектрик, так и азот тоже...


Температура у водорода 20 К, у азота 77К, что снижает массу ротора более чем на треть, плюс почти вдвое меньше потери, а значит и расход хладагента, и энергии на его обеспечение.
Dobryak
QUOTE(Didro @ 3.5.2016, 10:20) *
Температура у водорода 20 К, у азота 77К, что снижает массу ротора более чем на треть, плюс почти вдвое меньше потери, а значит и расход хладагента, и энергии на его обеспечение.

Разве охлаждают жидким водородом, а не газом?
Vaklin Hristov
Газом охлаждают. Температура его около 40 градусов Цельсия. Теплоемкость и килограмм-молы, число Авогадро, объем одного грамм-мола при НУ и т.д.. Прочитайте в Википедий.

Еще учтите, что там баланс по давлению есть между водородом, конденсатом (дистиллированная вода) и уплотняющим маслом. Он должен сохранится во всех дозволенных температурных режимах и т.д. Кроме того, вопрос доступности охлаждающего агента так же важен. Электролизер требует только воду и электричество.
Татарин
Цитата(pkb @ 2.5.2016, 22:14) *
Вопрос чайника, а вообще почему водород, а допустим инертный азот?
Вроде бы даже в массивных и тихоходных генераторах ГЭС его используют...
Но почему? Летуч, взрывоопасен, теплоёмкость - всяко хуже воды... диэлектрик, так и азот тоже...

Разница в теплопроводности НАСТОЛЬКО велика, что оправдывает все проблемы.
Татарин
Цитата(Dobryak @ 3.5.2016, 5:38) *
У генератора две обмотки: статора и ротора. Обе естественно греются. Обмотку статора охлаждают ожидаемо водой (дистилированной). А обмотку ротора водородом. Про закону равнораспределения теплоемкость на одну степень свободы кТ/2 независимо от массы. Потери же на вращение ротора в газовой среде растут, само собой, с плотностью газа. Поэтому как охладитель легчайший водород делает все остальные газы как бык овцу. Тот же азот всемеро. Охлаждающий газ тоже надо охлаждать, и эта семерка дает такой же выигрыш в прокачке через систему охлаждения газа и в его сложности.

Дело не в теплоёмкости (разница в объёмной теплопроводности не так уж велика, а перекачиваются именно объёмы при равном давлении).
Дело именно в теплопроводности (скорость перераспределения тепла в газе), которая увеличивает теплоотвод от поверхности к газу и от газа к поверхности.

То есть, да: дело в массе молекулы и распределения энергии по степеням свободы.
И нет: дело не в том, что водород несёт больше тепла, дело в том, что он его очень быстро отбирает и уводит от приповерхностного слоя.
Татарин
Цитата(Vaklin Hristov @ 3.5.2016, 13:29) *
Кроме того, вопрос доступности охлаждающего агента так же важен. Электролизер требует только воду и электричество.

Это важно только при выборе между гелием и водородом. И даже будь гелий вообще бесплатен, выбор не был бы очевиден.

А среди прочих газов альтернативы водороду для теплоотвода просто нет.
LAV48
Вообще для охлаждения лучше гелий, но он, собака, дорогой и очень текучий (в смысле улетает через неплотности). Уже где-то на форуме это обсуждалось.
Vaklin Hristov
Водород так же летучий. Кроме того, он взрывается. Там есть предельная концентрация в 5% по машзалу. Для гелия нет такой концентраций, но содержать криогенную установку для разделения газов дорого. Сам гелий не так уж дорогой раз люди себе позволяют купить промышленную бутылку для заполнения тысячу баллонов для свадьбы или дня рождения.

Когда станций проектировали старались сделать их самодостаточными.
Didro
QUOTE(Dobryak @ 3.5.2016, 12:49) *
Разве охлаждают жидким водородом, а не газом?


Есть и газ и жидкость.
Есть ротор жидким, после которого газ на статор.
Татарин
Цитата(Didro @ 3.5.2016, 14:28) *
Есть и газ и жидкость.
Есть ротор жидким, после которого газ на статор.

Это где такое?!
Люблю экзотику. smile.gif

...
Крупный НТСП-генератор был только в Питере (20МВт, НЯП), а ВТСП сейчас только-только мегаватт перешагнули.
А захолаживание до гиперпроводимости (не сверх-), НЯЗ, для генераторов не практикуется в силу бОльших потерь на охлаждение.

Но если где-то такое есть, было б ну очень интересно.
Татарин
Цитата(Vaklin Hristov @ 3.5.2016, 14:28) *
Водород так же летучий. Кроме того, он взрывается. Там есть предельная концентрация в 5% по машзалу. Для гелия нет такой концентраций, но содержать криогенную установку для разделения газов дорого. Сам гелий не так уж дорогой раз люди себе позволяют купить промышленную бутылку для заполнения тысячу баллонов для свадьбы или дня рождения.

Когда станций проектировали старались сделать их самодостаточными.

Летучесть водорода - это совсем другого уровня летучесть. Двухатомный газ против благородного одноатомного (и у гелия и сам атом значительно меньше).
Там чуть ли не десятичный порядок разницы в размерах.

И гелий вовсе не так уж хорош для охлаждения. Он в два раза тяжелее, это компенсирует вращательные степени свободы у водорода.

Тут как с водой: нам повезло, что такой хороший теплоноситель оказался ещё и очень дешёвым.
LAV48
Цитата(Татарин @ 3.5.2016, 15:01) *
Летучесть водорода - это совсем другого уровня летучесть. Двухатомный газ против благородного одноатомного (и у гелия и сам атом значительно меньше).
Там чуть ли не десятичный порядок разницы в размерах.

И гелий вовсе не так уж хорош для охлаждения. Он в два раза тяжелее, это компенсирует вращательные степени свободы у водорода.

Размер молекулы (в данном случае = атома) определяет не только текучесть, но и длину свободного пробега, а значит и теплопроводность, при прочих равных wink.gif
Didro
QUOTE(Татарин @ 3.5.2016, 14:54) *
Крупный НТСП-генератор был только в Питере (20МВт, НЯП), а ВТСП сейчас только-только мегаватт перешагнули.
А захолаживание до гиперпроводимости (не сверх-), НЯЗ, для генераторов не практикуется в силу бОльших потерь на охлаждение.

Но если где-то такое есть, было б ну очень интересно.

Вы про глебовский, который еще при Брежневе был сделан?
А следующий 300 МВт, непошедший в серию из-за проблем утечки гелия, которые даже на 20 МВт были в лучшие периоды 3 гр./мин.
LAV48
Бегло "гугланул" теплопроводности газов и да, водород при рассматриваемых условиях всё равно лучше гелия (разве что не стал оценивать по плотности, возможно она поменяет "баланс" в установке в целом). Ещё один плюс может в прямом смысле вытекать из применения гелия - допустимое уменьшение зазоров.
Так, например, производители HDD заменив воздух на гелий, путём снижения высоты парения магнитных головок над поверхностью увеличили плотность записи. smile.gif
Dobryak
QUOTE(Didro @ 3.5.2016, 14:28) *
Есть и газ и жидкость.
Есть ротор жидким, после которого газ на статор.

Жидким водородом при 20 Кельвина? Позвольте усомниться.

Полые провода для водяного охлаждения не новость.
Didro
QUOTE(LAV48 @ 3.5.2016, 15:27) *
Бегло "гугланул" теплопроводности газов и да, водород при рассматриваемых условиях всё равно лучше гелия (разве что не стал оценивать по плотности, возможно она поменяет "баланс" в установке в целом). Ещё один плюс может в прямом смысле вытекать из применения гелия - допустимое уменьшение зазоров.
Так, например, производители HDD заменив воздух на гелий, путём снижения высоты парения магнитных головок над поверхностью увеличили плотность записи. smile.gif


У гелия очень маленькая теплота испарения, что требует больших объемов, а значит и больше утечки.
Татарин
Цитата(LAV48 @ 3.5.2016, 15:14) *
Размер молекулы (в данном случае = атома) определяет не только текучесть, но и длину свободного пробега, а значит и теплопроводность, при прочих равных wink.gif

/убрал/ smile.gif

Ну, тем не менее. Водород всё равно легче. smile.gif
Татарин
Цитата(Didro @ 3.5.2016, 15:16) *
Вы про глебовский, который еще при Брежневе был сделан?
А следующий 300 МВт, непошедший в серию из-за проблем утечки гелия, которые даже на 20 МВт были в лучшие периоды 3 гр./мин.

Ну да. Я к тому и говорю, что НТСП генераторов нет.

Так какие генераторы охлаждаются кипящими газами? тем более жидким водородом?!

Как человеку, видевшему криогенную аппаратуру, мне это кажется совершенно невероятным. Ну или как минимум ОЧЕНЬ удивительным. Где? кто? ЗАЧЕМ? smile.gif
Pakman
Вот что вычтитал про преимущества водородной сестемы:

- устраняет опасность возгорания обмотки, так как водород в корпусе ТГ не поддерживает горение и пробой изоляции не влечет за собой пожара;

- уменьшается шум внутри работающего генератора, так как плотность водорода незначительная

А вы - теплопроводнось, длина пробега атома... Всё дело в подъёмной силе!
Didro
QUOTE(Татарин @ 3.5.2016, 17:36) *
Ну да. Я к тому и говорю, что НТСП генераторов нет.

Серийных.

QUOTE(Татарин @ 3.5.2016, 17:36) *
Так какие генераторы охлаждаются кипящими газами? тем более жидким водородом?!

Как человеку, видевшему криогенную аппаратуру, мне это кажется совершенно невероятным. Ну или как минимум ОЧЕНЬ удивительным. Где? кто? ЗАЧЕМ? smile.gif

Не кипящими, а жидкими, т.к. кипение создает проблемы и его минимизируют, полностью избежать не получится.
Есть и водород и фреон, у китайцев есть и серийные такие генераторы.
Жидким водородом ротор и после статор должны были охлаждаться генераторы 1,6 и 2,4 ГВт, которые не пошли в серию после известных переможных здрад 26.04.86 г.
Машина 2,4 ГВт рассматривалась как для АЭС, так и крупных угольных ГРЭС нового поколения.
AtomInfo.Ru
QUOTE(lz2gj @ 2.5.2016, 18:25) *
Кажется, что водород уже перевращаеться в прблема для турбогенераторов: http://www.npp.zp.ua/news#news-1716


И не только на ВВЭР.

http://www.platts.com/latest-news/electric...cticut-21486429
Didro
QUOTE(Dobryak @ 3.5.2016, 15:51) *
Жидким водородом при 20 Кельвина? Позвольте усомниться.

Сомневайтесь, особенно на фоне рабочих 20 и 300 МВт охлаждаемых жидким гелием при 4К.
Серийными не стали из-за заметных потерь гелия, это не водород.
Dobryak
QUOTE(Didro @ 22.5.2016, 12:49) *
Сомневайтесь, особенно на фоне рабочих 20 и 300 МВт охлаждаемых жидким гелием при 4К.
Серийными не стали из-за заметных потерь гелия, это не водород.

Самая большая криостанция в мире на сверхпроводящем Большом адронном коллайдере в ЦЕРН-е. Серийных генераторов с гелиевым охлаждением нет, так что я сомневался не зря.

Хотел бы я видеть ссылку на упомянутые Вами турбогенераторы: кто, где, когда?
Didro
QUOTE(Dobryak @ 23.5.2016, 6:20) *
Самая большая криостанция в мире на сверхпроводящем Большом адронном коллайдере в ЦЕРН-е. Серийных генераторов с гелиевым охлаждением нет, так что я сомневался не зря.

Нет из-за ресурсов и стоимости гелия и невозможности исключить его потери.

QUOTE(Dobryak @ 23.5.2016, 6:20) *
Хотел бы я видеть ссылку на упомянутые Вами турбогенераторы: кто, где, когда?

Был такой город, Ленинградом звался, и ВНИИэлектромаш.
Вот в каком виде сейчас первый в мире СП генератор КТГ-20 (20 МВт).



КТГ-300 был в натуре изготовлен в 1985 г.
Похоронили все прыгуны с их перемогами 26 апреля 1986 года.
Didro
QUOTE
Уникальный опыт разработки общепромышленных СП генераторов был накоплен во ВНИИ электромашиностроения (Ленинград, СССР) под руководством академика И.А. Глебова. Там был разработан СП генератор (КТГ-20) мощностью 20 МВА с масляным охлаждением якоря, эксплуатировавшийся в электросети Ленэнерго в период 1980-1992 гг. Другим центром являлся физико-технический институт низких температур (ФТИНТ, Харьков, СССР), известный разработкой генератора мощностью 2 МВА с воздушным охлаждением якоря.

В период 1970-1980гг. в СССР (Электросила) и США (General Electric) велись также работы по созданию промышленных СПСГ мощностью 200-1300 МВА.

В это же время началась разработка бортового авиационного генератора в АКБ «Якорь» (Москва, СССР) совместно с МАИ. Генератор мощностью 780 кВА с номинальной частотой вращения 12000 мин1 имел сверхпроводящий индуктор из провода Nb-Ti при охлаждении жидким гелием и криопроводниковый якорь из сверхчистого алюминия, охлаждаемый жидким водородом. В 1985г. он был успешно испытан на стенде МАИ.
Didro
Русская версия IP.Board © 2001-2019 IPS, Inc.