HİDROJEN SOĞUTMALI MAKİNALARIN HİDROJENLE SÜRATLE DOLDURULMASI

JUDK : 546.11:621.313

Hidrojen Soğutmalı Makinaların Hidrojenle Süratle Doldurulması n

Yazan : E. H. HOLLANDS

Çeviren: Sungur ALTINBAŞ

ÖZET :

ı

•

Bu yazıda, hidrojen soğutmalı büyük makinaların yeni bir metod yardımıyla süratle hidrojenle doldurulması ve böylece servis dtsı kalma zamanında sağlanan büyük tasarruf anlatılmaktadır."

Büyük döner elektrik makinalarında, hava veya oldukça ağır diğer gazlar kullanıldığında hasıl olacak büyük sürtünme kayıplarından ötürü, soğutma vasıtası olarak ekseriya hidrojen kullanılır. Hidrojen hava ile (% 4 ilâ 75 hacım limitleri arasında) patlayıcı bir karışım teşkil ettiğinden tehlikelidir ve bir yangın vukuunda kaçak gazı söndürmek çok zor olabilir. Bu sebepten dolayi, bir makinayı hidrojenle doldurmadan evvel İçerdeki bütün havanın tahliyesi, süpürülmesi lâzımdır. Normal olarak bu süpürme işlemi, havanın, CO2 veya N2 gibi ağır bir gazla yer değiştirmesi suretiyle yapılır. Aynı şekilde, makina ^bir bakıma alınmadan önce, hava makinadan içeri girmeden, diğer ağır gazla süpürme işlermin yapılması lâzımdır.

Karbondioksit; ucuzluğu, kolayca sıvı hale getirilebilmesi ve bu sebeple muhafaza mahallinin az yer tutuşu, havadan farkedilir derecede ağır-oluşu ve maklnanın girift parçalarına daha âz yoğunluktaki bir gazdan fazla nüfuz kabiliyeti dolayısiyle, bu İşlem için kullanılan en İyi gazdır. ı - >

Karbondioksit,' umumiyetle 750 psİ (takriben 50 Atmosfer) basınç altındaki tüplerde sıvı halde muhafaza edilir ve bir soru sistemi ve ağızlık vasıtasıyla makina tabanı seviyesinde maklnaya sevkedilir. Ağızlık normal olarak, karbondioksitin katılaşmasını önleyen bir ısıtıcı İhtiva etmektedir. Bu katılaşma meyli, karbondioksiti kaynatmak İçin icab eden ve bünyesinde mevcut gizli ısı sebebiyledir. Kaynama, depolama tüpleri İçinde sıvı - gaz safhası içinde yer alır ve bu esnada tüpler ve boru şebekesi öyle soğur ki, karbondioksit tüplerde katılaşır veya bir ısıtıcı olmadığı taktirde boru sistemi İçinde sıkışabilecek ufak katı parçalar müteakip deşarjlara mani olur. Sistemin bu şekil, vaktiyle kullanılmış fakat şayanı itimat bulunmamıştır. Bu sistemle, 120 MW. lık bir generatörün havasının süpürülmesi 4 saat almaktadır.

Son zamanlarda geliştirilen ve'süpürme İşlemi İçin sadece 10 dakikalık bir süre gerektiren yüksek hızlı sistem, esas İtibariyle aynı tekniği kullanmaktadır. Fakat tüp valfları, deşarj boru sistemi ve nihai deşarj ağzı öyle projelendirilmiştir ki sıvı CO2, nihai deşarj ağızlarına kadar bütün sistemi doldurmuştur. O şekilde ki, haklkatta bütün soğuma burada cereyan etmekte fakat gazın genleşmlş olduğu yerin büyük hacimli oluşu sebebiyle tıkanma meydana gelmemektedir. CO2, bir gaz ve İnce katı parçacıkların karışımı halinde deşarj olur, bu gayet İnce parçacıklar makinanın tabanına düşerler ve burada ana deşarj nihayete erdikten sonra gayet hafif bir gaz deşarjı meydana getirerek daha saf bir hale geçerler. Bu sistemde arzu edilen esaslar, bir sifon borusu ile teçhiz edilmiş tüpler ve .uygun şekilde projelendirilmiş boru sistemi ve ağızlıklardır. Basınç düşümü, boru hattına göre lineer değildir. Karbondioksit, doyma basıncında depo tankını sıvı olarak terkeder, borudaki sürtünmelerden dolayı basınç düşünce sıvı CO2 buharlaşır ve bir sıvı - gaz karışımı hasıl eder. Bu sebepten ötürü, püsküren karışımın hacmi ve keza hızı artar. Böylece, borunun birim uzunluğu başına basınç düşümü, boru hattının sonunda başlangıca nazaran daha büyük olur.

Boru sisteminin projelendirilmesinde, basınç düşümüne ait değerler, muhtelif boru boyutları ve deşarjlara tekabül eden basınç değerlerin! gösteren eğrilerden seçilebilir. Bu eğriler, aşağıdaki teorik denklemin kullanılması ile elde edilmiştir.

(3647) (D5.« .Y)

L. + 8,08 (D'.ss . Z)

(*) Electrical Revlevv, Mayıs 1964'den çevrilmiştir.

Elektirlk Mühendisliği 124

Burada; Q : Deşarj değeri (lb 'd D : Boru iç çapı, hakiki (inch) L : Eşdeğer boru uzunluğu (feet) Y, Z : Depolama şekline ve boru basıncına tâbi faktörlerdir.

Yüksek hızlı sistemin elemanları :

Tüp valfının; geniş bir geçit deliğini havi olması ve aynı zamanda çabuk açılabilme imkânına sahip olması elzemdir ve bu maksatla pistonla tahrikli bir valf kullanılmaktadır. Şekil l'de, pilot oturma aksamı, elle veya şekilde gösterildiği gibi bir kontrol başlığı vasıtasıyla kaldırılır ve bu hareket, gazın, bir kanalla pilot valftan deşarj tepe pistonuna geçmesini sağlar. Bu pistonun alanı ana deşarj oturma aksamından büyük olduğundan ana oturma aksamı, piston tarafından aşağı bastırılır ve böylece gaz tüplerden çıkmağa başlar.

akümülatörü tesis etmekle giderilebilir. Bu cihaz şekil 2'de gösterilmiştir. Borudaki hava, gaz depolama clhazındakl ölçü tüpü üzerinden, piston mekanizmasını tahrik etmeğe yetecek kadar bir kuvvetle basınç akümülâtörüne itilir. Bu hareketle, cihazın ana oturma tabanı da aşağıya itilmiş olur ve saf CO2 basınç akümülâtörüne uğramadan doğruca çıkış deliğine gider.

»ıMT Atıı di M

Sllf TA»1İIU,»»İ Aİlı

OV t M.» T * » 9

PİLOT AatlNtıAN PıiTcıjguM T I M U N »

6 I H N KAUAL

«lAU »Al

4U«. i-

Türü vAın

Deşarjın, makinaya fiziki olarak zarar vermesini önlemek için çok püskürtücülü ağızlık kullanılarak deşarj hızı azaltılır. Şekil 3'de görüleceği üzere, gaz, birbirine aksi yönlerde 4 adet ağızlık vasıtasıyla girdab hücresine püskürtülür. Bu suretle deşarjın tesir ve hızı azaltılmış olur. Bu ağızlıklar, 5 • inch - küp Jtadar bir hacım ışgâl etmelerine rağmen herhangi bir maniden kâfi uzaklıkta bir yere tesis edilmelidir ki CO^ partlkülleri ağızlıklarda birikmesin ve onu tıkamasın.

Bu sistemde iki mahzur belirebillr. Birincisi, makına kasası dahilindeki deşarjdan dolayı soğumadır fakat tatbikatta, yapılan tecrübelerde aleyhte neticeler zuhur etmemiştir, ikincisi, besleme borularında hava kalabileceği ve bunun CO, in önünde makına içine girebileceğidir. Bu, deşarj ağzı mıntıkasında, deşarj olan CO2 bulutu içinde statik bir şarj ile ateşlenebilecek, mevzii, patlayıcı bir karışım hasıl eder. Bu mahzur, generatöre mümkün olduğu kadar yakın bir gaz

Elektrik Mühendisliği 124

FİLTK.V

COfc

A.6IİLIVL

MUSo4ı *>*Too VAtrtAfcı VB ViMM TupLfclü i l * TS";Hiı EbıtM'ı* 4 » M T 5« I* U t . «t Tİİ>Ü

ALTEPLUATOIL

HH.LI

Vl&TtMİ , VEfLlt^ 1 l|LME

Tecrübe neticeleri : Bu tertip vasıtasıyla süpürme işlemi 6-7 dakikada tamamlanabilir. Son zamanlarda 200 MW. hk bir makina üzerln'de yapılan bir tecrübede % 98-99 saflığında bir süpürme, 12 dakikada yapılmıştır. Evvelki metodla ise 120 MW. hk bir üniteyi süpürme i§lemi 4 saat almakta idi.

ELEKTROMAGNETÎK DALGA YAYILIŞI S1MPOZYUMU

Nato Hava Feza Araştırma ve Geliştirme İstişare Grubu (AGARD) teşkilâtına bağlı «Elektromagnetik Dalga Yayılışı Komitesi» nin hazırladığı simpozyum 9-12 Ekim tarihleri arasında Ankara'da Orta Doğu Teknik Üniversitesinde yapılacaktır.

Simyozyuma ilmi makale veya eserleri ile aktif olarak katılmak isteyenlerin seçecekleri konu ile ilgili tebliğlerinin 200 kelimelik abstraklarını, Simpozyum Programı Komitesine takdim edilmek üzere, 15 Nisan 1967 tarihine kadar (Simpozyum Hazırlık Komitesi Başkanlığı - O.D.T.Ü) adresine göndermeleri gerekmektedir.

Üyelerimize duyurulur.

Not :, Simpozyuma dinleyici olarak katılmak istiyeu üyelerimizin, engeç 25 Mayıs ,1967 tarihine kadar isim ve adreslerini odamıza bildirmeleri-rica olunur.

Elektlrik Mühendisliği 124