수소냉각동기기

요약 대용량(大容量)의 터빈발전기.

동기조상기(同期調相機)나 발전기의 바깥 상자를 기밀(氣密) 구조로 하여, 내부에 수소를 채워서 기체(機體) 전체를 수소가스 속에 있도록 함으로써 냉각효과를 증가시킨 동기기이다. 증기터빈을 원동력으로 하는 교류발전기는 회전속도가 크기 때문에 풍손(風損:회전부가 공기와 마찰하여 생기는 손실)이 크다. 이 손실을 막기 위해 고안된 것이 수소냉각동기기로서 발전기를 수소냉각식으로 하면 공기 중에서의 운전에 비해 풍손을 약 1/10로 줄일 수 있으며, 효율도 1~2 % 높일 수 있다.

또 수소가스에는 산소가 없으므로 절연물(絶緣物)의 열화(劣化)가 줄고, 밀폐구조로 되어 있어 소음이 격감되는 이점이 있다. 그러나 수소 중에 30~90 %의 공기가 혼입되면 인화 폭발할 위험이 있다. 수소가스 속에서 운전하면 냉각효과가 높기 때문에 같은 치수, 같은 회전속도의 발전기로 공기 중에서 운전하는 것보다 약 2배의 출력을 증가시킬 수 있다.

이 밖에 고정자(固定子) 및 회전자 코일 부분에 속이 빈 관을 끼우고, 수소가스를 통과시키는 방법도 있는데, 이것을 ‘수소가스에 의한 직접냉각’이라 하며, 공기 중에서 운전하는 것에 비하여 3~4배의 출력을 얻을 수 있다. 또 직접냉각에는 물로 하는 방법도 있는데, 이 수랭식에 의해서도 출력을 증가시킬 수 있다.