先进的全氢冷透平发电机

众所周知，氢气是一种良好的冷却介质，具有密度小、比热高、导热率大等优点。氢气的这些优点很早就引起电机工程界的注意。1913年，德国西门子公司提出用氢气作为电机的冷却介质，还制作了一个模型进行试验，但因试验中发生氢气爆炸而中途夭折。继后，德国学者舒勒(M.Schuler)和西屋公司工程师费尔德(Field)、吉尔曼(Gilman)、纽伯里(Newburry)等相继对氢气冷却电机进行过分析和实验研究。1923年，美国通用电气公司(GE)开始对氢冷电机进行实验研究。1926年，GE公司制成世界上第一台试验型氢外冷汽轮发电机(50MW)。1928年，西屋公司改制成首台氢外冷汽轮发电机(6MW)。同年，西屋公司制成首台工业用氢外冷同步调相机(15MVA)。从1930年后，GE公司和西屋公司正式承接氢外冷汽轮发电机的订货，批量生产氢外冷汽轮发电机。欧洲和前苏联的电气公司从1937年后也开始生产氢外冷汽轮发电机。

在开发氢外冷汽轮发电机的同时，国外一些公司又开展了直接氢气冷却(氢内冷)汽轮发电机的研究。1951年，美国AllisChalmers公司率先制成定子表面空冷、转子氢内冷的试验型汽轮发电机(60MW)。1953年，GE公司、西屋公司和德国AEG公司分别研制成转子氢内冷的汽轮发电机。第2年，AllisChalmers，GE和西屋公司相继研制成定、转子绕组均采用氢内冷的汽轮发电机。而在欧洲国家和前苏联，各主要电气公司或工厂从1954年后也开始生产氢内冷汽轮发电机。

1956年定子水冷汽轮发电机在英国问世，两年后转子水内冷汽轮发电机在中国诞生。水冷技术的诞生，使大型汽轮发电机的冷却系统呈现多元化格局，各个公司根据用户需要和本公司技术特色、经验，发展不同的定转子绕组冷却系统。美国西屋公司对氢冷技术情有独钟，在100~1000MW的广大范围内采用全氢冷方式;美国GE公司在100~350MW内采用了全氢冷方式，而在300~1200MW范围内多采用水氢冷却系统;西门子公司在120~250MW间采用全氢冷方式，而在大于250MW的范围内则发展了水氢冷却和全氢冷却两大系统，其中THRI，THDI和THDD系列透平发电机为全氢冷系统，涵盖69MVA到830MVA;ABB公司仅在100~250MW范围内采用全氢冷方式;Alsthom公司的透平发电机技术与ABB公司类似，公司也只在中等容量机组中采用全氢冷系统。

20世纪80年代后，燃气轮机技术取得重大进展，大型燃气轮机的诞生和推广应用点燃了人们研究较大容量新型全氢冷透平发电机的热情，也因此近年来全氢冷透平发电机技术取得了长足进步。