Силовые масляные трансформаторы являются фундаментальным элементом современных энергосистем. Эффективность их функционирования напрямую зависит от качества системы охлаждения. В мощных трансформаторах для охлаждения трансформаторного масла применяют систему охлаждения типа «Ц», ключевым элементом которой является водомасляный теплообменник.
Кучеренко М.Н., к.т.н., доцент, руководитель отдела научно-технической поддержки ООО «Системы охлаждения»
Одним из самых распространенных типов водомасляных теплообменников являются кожухотрубчатые. Внешний кожух представляет собой цилиндрический сосуд, в котором размещается пучок труб. Теплообмен между маслом (охлаждаемой средой) и водой (охлаждающей средой) происходит через стенки теплоотдающих элементов, в качестве которых используются гладкие или оребренные трубы. Как правило, вода циркулирует внутри трубочек, а трансформаторное масло — в межтрубном пространстве.
ПРОБЛЕМА ГЕРМЕТИЧНОСТИ И ЕЕ ПОСЛЕДСТВИЯ
Основной проблемой при эксплуатации данных систем является обеспечение герметичности контуров в охладителе, так как существует риск проникновения воды в трансформаторное масло или, наоборот, масла в водяной контур. Такие утечки крайне опасны. Проникновение воды в трансформаторное масло может привести к катастрофическим последствиям, так как вода резко снижает диэлектрическую прочность масла, что может вызвать пробой изоляции и выход трансформатора из строя. Масло, попавшее в водяной контур, является сильным загрязнителем, и может нарушить работу всей системы водоснабжения и охлаждения, включая градирни и насосные станции.
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ: КОНСТРУКЦИЯ TCUW
Стандартные теплообменники обычно не имеют встроенной системы контроля утечек. Обнаружение утечек происходит косвенно (например, по снижению уровня жидкости в системе, изменению качества воды/масла). При этом утечки могут оставаться незамеченными довольно долго.
Инженерами завода «Системы охлаждения» разработана конструкция кожухотрубчатого маслоохладителя TCUW со встроенной системой контроля утечек. Теплоотдающие элементы теплообменника представляют собой двойную трубу: внутренняя труба из меди, наружная — из алюминия с развитым оребрением. Между внутренней и внешней трубами имеются специальные канавки, которые соединены с полостями в двойных трубных решетках. Также в эту полость встроен индикатор утечки поплавкового типа ALC.
При возникновении коррозии со стороны одной из труб среда по канавкам стекает в контрольную полость между трубными решетками, что приводит к срабатыванию индикатора утечки ALC и подаче соответствующего сигнала.
Таким образом, система контроля утечек работает по принципу мониторинга состояния герметичности двойной стенки трубы. Она позволяет обнаружить повреждение на самой ранней стадии, до того как одна среда (вода) попадет в большой объем другой среды (трансформаторного масла), что позволяет избежать серьезных последствий, таких как снижение диэлектрической прочности масла и выход трансформатора из строя.
Система индикации утечки теплообменника Трубка теплообменника TCUW
Кожухотрубчатый водомасляный охладитель TCUW производства завода «Системы охлаждения» представляет собой специализированное, надежное и эффективное устройство для обеспечения необходимого теплового режима мощных силовых трансформаторов. Его конструкция и комплектация (датчики, индикатор утечки) ориентированы на безопасную и контролируемую эксплуатацию в составе системы охлаждения трансформатора.
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ НАПРАВЛЕНИЯ
Представленное специалистами ООО «Системы охлаждения» техническое решение демонстрирует высокий потенциал в области повышения надежности систем охлаждения силовых трансформаторов и может служить основой для дальнейших научных исследований в данной области.
В будущем развитие нашими инженерами направления водомасляных теплообменников будет направлено на:
- дальнейшее повышение надежности систем обнаружения утечек;
- улучшение теплопередающих свойств за счет новых материалов и конструкций;
- интеграцию с системами умного мониторинга и предиктивного обслуживания;
- разработку более компактных и эффективных моделей для трансформаторов средней мощности.
