Диэлектрический теплоноситель для турбогенераторов с водомасляным охлаждением Советский патент 1992 года по МПК C09K5/00 

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к веществам, используемым в качестве -Теплоносителей для охлаждения обмоток статора турбогенератора, в частности для турбогенераторов с водомасляной системой охлаждения (типа ТВИ).

Так как обмотки статора непосредственно контактируют с теплоносителем, то последний должен обладать диэлектрическими свойствами.Ввиду высокой радиационной устойчивости предлагаемый теплоноситель может использоваться на атомных энергетических установках.

Наиболее близким к предлагаемому является 1-фенил-1-ксилилэтан (ФКЭ), .который применяется в качестве пропитывающей жидкости для чистопленочных силовых конденсаторов,а также в ка- |честве высокотемпературного теплоносителя, 1

Однако ФКЭ является чисто органическим теплоносителем, недостатком которого является повышенная пожаро- опасность.

Целью изобретения является улучшение пожаробезопасных свойств путем повышения температуры вспышки и темпе sl

GO 00 00

Oi

317

ратуры самовоспламенения теплоносителя при сохранении высоких эксплуатационных свойство

Поставленная цель достигается использованием в качестве огнестойкого теплоносителя композиционной смеси следующего состава, масД: 1-фенил- -1-монохлорксилилэтан t-фенил- -1-дихлорксилилэтан 7. Предлагае- мому теплоносителю присвоена марка АзИНЕФТЕХИМ-ЗХ).

В табл. 1 представлены основные физико-химические и диэлектрические свойства теплоносителя АзИНЕФТЕХИМ- ЗХ и аналогов: Совтол-10, трансформаторное масло Т-750 и ФКЭ.

По совокупности свойств предлага-1 емый теплоноситель АзИНЕФТЕХИМ-Зх не уступает ФКЭ, а по пожаробезопас- ным свойствам превосходит его Так, например, испаряемость АзИНЕФТЕХсЖ- Зх в 5 раз меньше, температура вспышки выше на 2k°С .температура самовоспламенения выШе на 230°1 .жидкость не горит, воспламеняется и самозатухает, пламя из очага воспламенения дальше не распространяется, что важно для турбогенераторов типа ТВМ с разовой

Вторая стадия - прямое каталитическое хлорирование фенилксилилэтана,

Методика синтеза моно- и дихлор- фенилксилилэтанов, методы анализа, очистки от токопроводящих примесей и получения на их основе композиционной смеси, используемой в качестве ог нестойкого теплоносителя марки АзИНЕФТЕХИМ-Зх, заключаются в следующем .

Прямое каталитическое хлорирование ФКЭ проводят по предлагаемому спо- собу в жидкой фазе в присутствии катализаторов: беззодный хлорид железа, или керамзит или концентрированная серная кислота.

загрузкой теплоносителя 70 т. Кроме того, электрофизические показатели предлагаемого теплоносителя также не уступают ФКЭ: электрическая прочность выше на 0 кВ/см. Остальные электрофизические показатели (диэлектрическая р проницаемость, удельное объемное элег ктрическое сопротивление, тангенс угла диэлектрических потерь) в имеющемся интервале различий не оказывают отрицательного влияния на эксплуатационные характеристики теплоносителя и тепловой режим работы турбогенератора .

С токсикологической точки зрения АзИНЕФТЕХИМ-ЗХ как и трансформаторное масло относится к умеренно-опасным веществам (3 класс опасности), Предельно допустимые концентрации их в воздухе рабочей зоны одного порядка - 15 и 20 мг/м соответственно.

Предлагаемый теплоноситель АзИНЕФТЕХИМ-Зх на основе монохлор- фенилксилилэтана получают в две стадии. Первая стадия - алкилирование Ьксилола стиролом с получением ФКЗ- & присутствии катализаторов кислотной природы по схеме СН3 СН3

тппо«Р°ТеКаеТ В катализаторов кислотной природы по схеме

СН3

Оптимальные условия хлорирования для, разных катализаторов представлены в табл. 2.

Реакционную массу после окончания реакции хлорирования и продуаки азотом подвергают последовательно водно- щелочной промывке, осушке оксидом алюминия и вакуумной перегонке с отбором непрореагировзвшего ФКЭ, целевой фракции и остатка.

Целевая фракция теплоносителя после вакуумной перегонки подвергается очистке от токопроводящих примесей

адсорбционным методом активной окисью алюминия марки АОА-1 (10 мас.%) в периодическом режиме при 60°С и перемешивании в течение 6

Электрофизические характеристики (диэлектрическая проницаемость, удельное объемное сопротивление, тангенс угла диэлектрических потерь) определяют на мосте яостоянного тока Р-5226 или Р-525.

В табл. Ъ представлены основные физико-химические и электрофизические характеристики исходного ФКЭ, индивидуальных 1-фенил-1-монохлорксилилэта- на (МХФКЗ) и 1-фенил-1-дихлорксилил- этана (ДХФКЭ) и их смесей с граничными составами компонентов.

Нижний предел содержания дихлор- фенилксилилэтана (5 масД) определяет- ся технологическими возможностями, а верхний (17 мас.%) - ухудшением эксплуатационных характеристик теплоносителя, а именно повышением температуры

Q

5

заетывания, ухудшением вязкостно-температурных характеристик.

Формула изобретения

Диэлектрический теплоноситель для «турбогенераторов с водомасляным охлаждением на основе синтетических производных дифенилэтана,о т л % ч a iota и и с я тем, что, с целью улучшения пожаробезопасных свойств путем повышения температуры вспышки и температуры самовоспламенения теплоносителя при сохранении высоких эксплуатационных свойств, он в качестве дифенил- производных этана содержит 1-фенил-1- -монохлорксилилэтан и 1-фенил-1-ди- хлорксилилэтан при следующем соотношении компонентов, масД:

1-Фенил-1-монохлоркси г

лилэтан83-95

1-Фенил-1-дихлорксилилэтан„

Т-а блица I

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к веществам, используемым в качестве теплоносителя для охлаждения обмоток статора турбогенератора. Целью изобретения является улучшение пожаробезопасных - свойств путем повышения температуры вспышки и температуры самовоспламенения теплоносителя при сохранении высоких эксплуатационных свойств. Поставленная цель достигается тем, что теплоноситель состоит из 83-95 мас.% 1-фенил- -монохлорксилилэтана и 5-17 масД 1-фенил-1-дихлорксилил- этана. Физико-химические и электрофизические свойства теплоносителя: кинематическая вязкость при 20 С 41-45 ммг/с, диэлектрическая проница-, емость при 90°С Е 4,7-4,8, удельное объемное сопротивление 2,4 -109 - 9,, тангенс угла диэлектрических потерь tgЈ 0,38-0,42% (оба последних параметра при 20вС), Пожаробезопасные свойства: температура воспламенения 610-620°С, температура вспышки в открытом тигле 1б9°С, в обычных условиях материал самозатухает. 3 табл.

Кинематическая вязкость, ммг/с, при 20°С Кислотное число, мг КОН/ Испаряемость да 2 ч при 125°С, масД Температура,0С:

вспышки в открытом

тигле

эастывяния

самовоспламенения

воспламенения Скорость распространения огня, см/с

Теплоемкость при 25 , кД«/кг К

Диэлектрическая проницаемость при 20°С Электрическая прочность, кВ/см

Удельное объемное сопротивление при 20°С, Ом-м Тангенс угла диэлектриче

Примеч-ание. Показатели приведены для оптимального состава, %: 1-фенил-1-(монохлорксилилэтан) 87; 1-фен п-1-(ди- хяорксипияэтаи) 13.

30 0,01

0,123

650,0 0,01

0,008

2,9 0,008

0,024

0,98 быстро

1,8-2,8

2,2 200

,210

1,0540

4

Хлорид железа

Т а б л и ц а 2