La description qui suit est uniquement valable pour les alternateurs du palier 600Mw d'EDF
Il est évident que seules les grandes lignes
sont abordées. Tout un ensemble de controle et de régulation
complète le système.
Il s agit d'un " survol " a très haute altitude.
La puissance a évacuer a pleine charge est d environ 3800Kw
Deux procédés sont utilisés
Refrigération par hydrogène pour le rotor et le circuit magnétique stator.
Refrigération à l'eau pour les barres du stator.
HYDROGENE
Le rôle de l'installation est d'assurer le refroidissement du rotor; du circuit magnétique du stator et des organes frontaux de serrages de l alternateur. L'hydrogène a été choisi pour ses propriétés physiques supérieures à l air.La circulation du gaz est assurée par deux ventilateurs montés sur l arbre principal a chaque extremité de celui ci ( voir croquis). Le circuit magnétique est subdivisé en 85 paquets de tôles séparés par des évents de 8 a 10 mm de largeur dans lesquels circule le gaz La réfrigération de l hydrogène est assurée par quatre refrigérants internes à la machine,alimentés en eau.
- Sa densité est quatorze fois inférieure a l air
- Sa conductivité thermique est sept fois plus grande
- Son coéfficient de convection est une fois et demi plus grand
- L hydrogène empêche la formation d ozone , d ou un vieillissement des isolants retardé, l'hyrogene pur ne brule pas Le risque de creer un mélange détonant est éliminé en maintenant un taux de pureté > a 98%
- Les éventuelles fuites s echappe a l air libre
- Le silence de fonctionnement est notablement amelioré
La température normale du gaz chaud est de 60° avec une limite à 70° ce qui correspond a une température stator de 70°. La difference H2 chaud / H2 froid est de l'ordre de 20°. Le refroidissement du rotor est de type direct La circulation globale se faisant aux deux extrémités sous les frettes.
La pression nominale d'hydrogène est de 3,5 bars relatifs. Le debit est de 45m3/s
La circulation du gaz s'effectue en circuit fermé a l intérieure de la carcasse
Etanchéité
La carcasse et les paliers sont concus pour être étanches au gaz.
L'étancheité au niveau de l'arbre est assurée par un systeme d'anneau comportant une gorge dans laquelle sont logées deux bagues composées chacune de quatre segments. L'huile arrive sous pression,traverse les jeux entre les bagues et l'arbre et s'échappe en deux flux de part et d'autre du joint, séparant ainsi la partie H2 et la partie en air. Le débit d'huile côté H2 est récupéré et dégazé par pulvérisation sous vide. La circulation du fluide est assurée par deux motos pompes alimenteés en alternatif. Une seule assurant le debit Une troisième pompe alimentée sur batterie assure le troisième secours(voir croquis du joint)
REFROIDISSEMENT A L EAU DES BARRES STATOR
Les barres du stator sont constituées de plusieurs barres élémentaires. A l'empilage il a été laissé au centre un espace, ce qui constitue un conducteur creux.L'ensemble de toutes ces cavités sont reliées entre elles au droit des têtes de bobines et alimententées en eau déminéralisée.
Le rôle de cette circulation est double :
Le systême permet également de protéger la machine contre le gel a l arrêt ou de réchauffer celle ci avant démarrage
- Assurer le refroidissement de l enroulement statorique
- Maintenir la température de l eau constante a l entrée du stator afin de diminuer le déplacement relatif entre les barres du bobinage et le circuit magnétique.
La circulation s'effectue en circuit fermé ,avec filtration et desioniseur permettant de maintenir une valeur de conductivité < a 5 micros Siemens / cm La valeur d arrêt étant fixe a 9 micros Siemens La circulation est assurée par deux moto pompes,l'eau est refroidie à l aide de réfrigérants.Debit nécessaire au refroidissement 52m3/h
Température entrée eau 40° ; sortie 75°
Afin d'éviter en cas de fuites, que l'eau ne pénêtre dans la machine , la pression H2 est maintenue supérieure de 0,2 bar à celle de l'eau. Une surveillance continue analyse la présence d hydrogène dans l eau.
Lors d'une vidange du circuit d'eau, il est effectué des chasses d'azote dans les barres pour assêcher les canaux et prévenir toute oxydation.
Remerciements a J. H pour son aide documentaire
