ТУРБОГЕНЕРАТОР

ТУРБОГЕНЕРАТОР генератор элект-рич.
энергии, приводимый во вращение паровой или газовой турбиной. Обычно Т.-
это синхронный генератор, непосредственно соединённый с турбиной
тепловой
электростанции (ТЭС). Т. к. турбины, используемые на ТЭС, работающих
на органич. топливе, имеют наилучшие тех-нико-экономич. показатели при
больших частотах вращения, то Т., находящиеся на одном валу с турбинами,
должны быть быстроходными. Частота вращения n T. определяется из
условия f = р* п (где f - частота переменного тока,
р
- число пар полюсов Т.). В СССР пром. частота тока f=
50 гц, поэтому наивысшая частота вращения Т. составляет 50 сек^-1
(при
р= 1).

Т.- электромашина горизонтального исполнения
(рис.). Обмотка возбуждения Т. расположена на роторе с неявно
выраженными полюсами, трёхфазная рабочая обмотка - на статоре. Ротор,
испытывающий наиболее сильные механич. напряжения, выполняют из целых поковок
высококачеств. сталей. По условиям прочности линейная скорость точек ротора
v
не должна превышать 170- 190 м/сек, что ограничивает его диаметр
при п = 50 сек^-1 величиной D = v/пn=1,2-1,3
м. Относительно малый диаметр ротора обусловливает его сравнительно
большую длину, к-рая, однако, ограничена допустимым прогибом вала и не
превышает 7,5-8,5 м. На поверхности ротора профрезерованы продольные
пазы, в к-рые укладывают витки об-мотки возбуждения. Обмотку крепят
клиньями, закрывающими пазы, и массивными бандажами из немагнитной стали,
охватывающими лобовые (торцевые) части обмотки. Питается обмотка
от возбудителя электрических машин.

Статор Т. состоит из корпуса и сердечника
с пазами для обмотки. Сердечник изготовляют из неск. пакетов, набираемых
из листов электротехнич. стали толщиной 0,35-0,5 мм, покрытых слоем
лака. Между отд. пакетами оставляют вентиляц. каналы шириной 5-10 мм.
В пазах обмотку крепят клиньями, а её лобовые части укрепляют на спец.
кольцах, расположенных в торцевой части статора. Сердечник помещают в стальной
сварной корпус, закрываемый с торцов щитами.

Т. атомных электростанций обладают
нек-рыми особенностями, связанными с тем, что пар, вырабатываемый в ядерном
реакторе, имеет относительно низкие параметры, обусловливающие экономич.
целесообразность применения турбин с частотой вращения 25 сек^-1.
Такая
частота требует наличия двух пар полюсов на роторе Т. и позволяет выполнять
сам ротор с большим диаметром (до 1,8 м). При этом размер поковки
ротора ограничивается технологич. возможностями её изготовления (макс.
масса поковки достигает 140-180 т).

Т. мощностью до 30 Мвт имеют
замкнутую систему возд. охлаждения; при мощности св. 30 Мвт возд.
среду заменяют водородной (с избыточным давлением ок. 5 кн/м²).
Использование водорода в качестве теплоносителя позволяет увеличить съём
тепла с охлаждаемых поверхностей (т. к. теплоёмкость водорода в неск. раз
превышает теплоёмкость воздуха) и соответственно повысить мощность Т. при
заданных размерах. Циркуляция теплоносителя обеспечивается вентиляторами,
расположенными на одном валу с Т. Тепло снимается с поверхностей изолированных
проводников и стальных сердечников. Нагревшийся теплоноситель поступает
в спец. охладитель (при водородном охлаждении он встраивается в Т. и вся
система охлаждения тщательно герметизируется). Для интенсификации охлаждения
при мощности Т. св. 150 Мвт давление водорода в системе повышают
до 300-500 кн/м², а при мощности св. 300 Мвт используют
внутр. охлаждение проводников обмотки водородом или дистиллированной водой.

Приводородном охлаждении проводники
обмотки делают с боковыми вырезами-каналами, а при водяном охлаждении применяют
полые проводники. В крупных Т. охлаждение обычно комбинированное: напр.,
обмотки статора и ротора охлаждаются водой, а сердечник статора - водородом.

Повышение мощности Т. приводит к снижению
удельного расхода материалов и в конечном счёте к снижению затрат на его
изготовление (в расчёте на квт мощности). Так, у Т. мощностью
30 Мвт расход материала на каждый квт мощности составляет
2,75 кг, а у Т. мощностью 200, 500, 800 и 1200 Мвт - соответственно
1,53, 0,69, 0,58 и 0,457 кг. Таблица иллюстрирует рост мощности
Т., выпускаемых в СССР.

Кпд Т. 98-99%, напряжение на зажимах
- до неск. десятков кв.

Лит.: Вольдек А. И., Электрические
машины, Л., 1974. М. Д. Находкин.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я