【毎日一題】化学工学原理322：発電機の水素冷却（2月18日）
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この投稿は、2016年2月27日11時24分に「再回康橋」によって最終的に編集されました。化学工学の理論に関するコーナーでは、今から「毎日一問」という企画を開始します。これにより、皆さんが化学工学の基礎知識をしっかりと定着させることができます。今後は、「化学工学の原理シリーズ」「物質移動・分離シリーズ」「化学工学の熱力学シリーズ」「化学工学のプロセスシリーズ」なども順次紹介されていきます。ぜひ積極的にご参加ください！みなさんのクリスマスが楽しいものになりますように！！「毎日一問」の回答は直接確認でき、1日後にはそのトピックは閉じられます！今年も皆さんに継続して参加してもらうために！参加するだけで3の財富報酬がもらえ、正解するとさらに4の財富が追加されます~~~ 簡単な質問：なぜ発電機には水素冷却が用いられるのか？ 答：電力の生成過程において、発電機が回転して機械エネルギーを電気エネルギーに変換する際、避けられずにエネルギー損失が生じます。この損失したエネルギーは最終的に熱エネルギーとなり、発電機のローターやステーターなどの各部品の温度を上昇させます。この熱を外に逃がすために、発電機は強制冷却されることが多い。一般的な冷却方法には、空冷、水冷、水素冷却がある。水素の熱伝導率は空気の7倍であるため、水素による冷却効率は空冷や水冷よりも高くなる。そのため、発電所の発電機では水素冷却方式が採用されており、すなわちステータ巻線は水冷、ロータ巻線は水素冷媒による冷却、鉄心および端部構造部品は水素による外部冷却となっている。
水素の熱伝導率は空気の7倍であり、水素による冷却効率は空冷や水冷よりも高いため、発電機セットでは水・水素・水素冷却方式が採用されている。すなわち、ステータ巻線は水冷式、ロータ巻線は水素冷媒による冷却、鉄心および端部の構造部品は水素冷媒による冷却となる。
初めて知りましたが、電力の生成過程において、発電機が動作して機械エネルギーを電気エネルギーに変換する際、避けられずにエネルギー損失が生じます。この損失したエネルギーは最終的に熱エネルギーとなり、発電機のローターやステーターなどの部品の温度を上昇させるのです。この熱を外に逃がすために、発電機は強制冷却されることが多い。一般的な冷却方法には、空冷、水冷、水素冷却がある。水素の熱伝導率は空気の7倍であるため、水素による冷却効率は空冷や水冷よりも高くなる。そのため、発電所の発電機では水素冷却方式が採用されており、すなわちステータ巻線は水冷、ロータ巻線は水素冷媒による冷却、鉄心および端部構造部品は水素による外部冷却となっている。
初めて知りましたが、電力の生成過程において、発電機が動作して機械エネルギーを電気エネルギーに変換する際、避けられずにエネルギー損失が生じます。この損失したエネルギーは最終的に熱エネルギーとなり、発電機のローターやステーターなどの部品の温度を上昇させるのです。この熱を外に逃がすために、発電機は強制冷却されることが多い。一般的な冷却方法には、空冷、水冷、水素冷却がある。水素の熱伝導率は空気の7倍であるため、水素による冷却効率は空冷や水冷よりも高くなる。そのため、発電所の発電機では水素冷却方式が採用されており、すなわちステータ巻線は水冷、ロータ巻線は水素冷媒による冷却、鉄心および端部構造部品は水素による外部冷却となっている。
なぜ発電機には水素冷却が用いられるのか？ 答：電力の生成過程において、発電機が動作して機械エネルギーを電気エネルギーに変換する際、避けられずエネルギー損失が生じます。これらの損失したエネルギーは最終的に熱エネルギーとなり、発電機の固定子や回転子などの各部品の温度を上昇させます。この熱を外に逃がすために、発電機は強制冷却されることが多い。一般的な冷却方法には、空冷、水冷、水素冷却がある。水素の熱伝導率は空気の7倍であるため、水素による冷却効率は空冷や水冷よりも高く、そのため発電機セットでは水・水素併用冷却方式が採用されている。すなわち、ステータ巻線は水冷式、ロータ巻線は水素冷媒による冷却、鉄心および端部の構造部品は水素冷媒による冷却となる。
電力の生成過程において、発電機が回転して機械エネルギーを電気エネルギーに変換する際、避けられずにエネルギー損失が生じる。これらの損失したエネルギーは最終的に熱エネルギーとなり、発電機のローターやステーターなどの各部品の温度を上昇させる。この熱を外に逃がすために、発電機は強制冷却されることが多い。一般的な冷却方法には、空冷、水冷、水素冷却がある。水素の熱伝導率は空気の7倍であるため、水素による冷却効率は空冷や水冷よりも高くなる。そのため、発電所の発電機では水素冷却方式が採用されており、すなわちステータ巻線は水冷、ロータ巻線は水素冷媒による冷却、鉄心および端部構造部品は水素による外部冷却となっている。
なぜ発電機には水素冷却が用いられるのか？ 答：発電機はすべて高回転速度のタービン発電機であり、その回転速度は3000回転/分と非常に高いため、遠心力を低減するために、発電機は直径が短く軸方向の長さが非常に長い形状に設計されています。長さがあまりにも長いため、発電機の中央部の熱が逃げにくくなるので、専用の発電機冷却システムが必要となる。水素冷却が採用されるのは、水素が吸熱性に優れており空気よりも冷却効果が高いこと、さらに水素の比重が空気よりもはるかに軽いため冷却ファンの動力を削減できるからです。また、水内冷却に比べて、発電機の構造もシンプルです。しかし、水素冷却において漏れが発生すると爆発の危険があるため、専用の水素混合監視システムを設置しなければならない。近年、冷却技術の向上に伴い、大型の蒸気タービン発電機でも空気冷却を採用する例もあります。
電力の生成過程において、発電機が動作して機械エネルギーを電気エネルギーに変換する際、避けられずエネルギー損失が生じる。これらの損失したエネルギーは最終的に熱エネルギーとなり、発電機の固定子や回転子などの各部品の温度を上昇させる。この熱を外に逃がすために、発電機は強制冷却されることが多い。一般的な冷却方法には、空冷、水冷、水素冷却がある。水素の熱伝導率は空気の7倍であるため、水素による冷却効率は空冷や水冷よりも高く、そのため発電機セットでは水・水素併用冷却方式が採用されている。すなわち、ステータ巻線は水冷式、ロータ巻線は水素冷媒による冷却、鉄心および端部の構造部品は水素冷媒による冷却となる。
なぜ発電機には水素冷却が用いられるのか？ 答：電力の生成過程において、発電機が回転して機械エネルギーを電気エネルギーに変換する際、避けられずにエネルギー損失が生じます。この損失したエネルギーは最終的に熱エネルギーとなり、発電機のローターやステーターなどの各部品の温度を上昇させます。この熱を外に逃がすために、発電機は強制冷却されることが多い。一般的な冷却方法には、空冷、水冷、水素冷却がある。水素の熱伝導率は空気の7倍であるため、水素による冷却効率は空冷や水冷よりも高くなる。そのため、発電所の発電機では水素冷却方式が採用されており、すなわちステータ巻線は水冷、ロータ巻線は水素冷媒による冷却、鉄心および端部構造部品は水素による外部冷却となっている。
水素は熱吸収性に優れ、空気よりも冷却効果が高い。また、水素の比重は空気よりもはるかに軽いため、冷却ファンの動力を削減できる。
電力の生成過程において、発電機が動作して機械エネルギーを電気エネルギーに変換する際、避けられずエネルギー損失が生じる。これらの損失したエネルギーは最終的に熱エネルギーとなり、発電機の固定子や回転子などの各部品の温度を上昇させる。この熱を外に逃がすために、発電機は強制冷却されることが多い。一般的な冷却方法には、空冷、水冷、水素冷却がある。水素の熱伝導率は空気の7倍であるため、水素による冷却効率は空冷や水冷よりも高く、そのため発電機セットでは水・水素併用冷却方式が採用されている