터빈발전기 수소냉각방식 설명 영상

정의

수소냉각방식은 밀도와 점도가 낮고 열전도가 좋은 수소를 냉매로 쓰는 냉각 방식이다.

발전기 안에서 생기는 열을 공기 대신 수소로 빼내는 방식이다.

핵심 키워드는 풍손, 수소 순도, 밀봉 장치, 내폭구조, 퍼지다.

공기와 수소 비교

같은 크기의 기계에서 수소를 쓰면 공기냉각보다 정격출력을 높일 수 있다.

수소의 비중은 공기의 약 7%라서 회전체의 풍손이 크게 줄어든다.

비열이 공기보다 커서 열을 잘 빼므로 대용량 기기 제작이 가능해졌다.

풍손이 줄면 손실열도 줄어 발전기 효율과 출력 여유가 함께 좋아진다.

수소 순환 구조

발전기 케이싱을 수소로 밀폐하고 수소를 팬으로 순환시킨다.

수소는 회전자와 고정자의 열을 받아 가스 냉각기로 옮긴다.

최근 대형기는 회전자 코일 내부 중공부로 수소를 직접 흘려 식힌다.

간접냉각은 구조가 단순해 중소형에 쓰인다.

순도와 안전대책

수소 냉각에서 가장 중요한 것은 수소 순도 관리다.

공기가 섞여 순도가 떨어지면 점도가 올라 풍손이 커진다.

풍손은 다시 열로 바뀌므로 운전 중 순도 감시와 경보가 필요하다.

공기 혼입 방지, 압력 유지, 퍼지, 내폭구조 케이싱이 안전대책이다.

운전 절차와 확인 문제

수소냉각 발전기는 정해진 순서로 운전한다.

먼저 케이싱 안의 공기를 이산화탄소 또는 질소로 치환한다.

그다음 수소를 충진해 순도를 확보하고 씰 오일을 공급한다.

정격 운전 중에는 순도와 압력을 감시하고 정지하면 수소를 배기한다.

치환 단계는 생략할 수 없다.

치환 순서를 거꾸로 하면 수소와 공기가 섞여 폭발 범위에 들어간다.

시험 포인트 정리

정리하면 수소냉각은 수소의 물성을 이용한 냉각 방식이다.

수소는 비중과 점도가 작아 풍손을 줄이고 열전달이 좋아 발열을 잘 뺀다.

대신 공기가 섞이면 폭발 위험이 있으므로 순도 감시와 퍼지가 필수다.

답안은 개요, 원리와 장점, 안전대책 순으로 구성한다.