第十二章 发电机定子冷却水系统

第十二章发电机定子冷却水系统一、概述

本工程汽轮发电机用的冷却介质为氢气和水，这是因为氢气和水具有优良的冷却性能。介质比热密度所需流量冷却效果空气1.01.01.01.0氢气（0.414MPa）14.350.351.05.0油2.090.8480.01221.0水4.161.0000.01250.0定子冷却水系统的主要功能是保证冷却水（纯水）不间断地流经定子线圈内部，从而将部分由于损耗引起的热量带走，以保证温升（温度）负荷发电机的有关要求。同时，系统还必须控制进入定子线圈的压力、温度、流量、水的导电度等参数，使之符合相应的规定。一般采用凝结水或除盐水作为水源，并设有连续运行的树脂型离子交换器系统，以保证运行中的水质。定子冷却系统供发电机定子绕组冷却，采用闭式独立水系统并采用集装式结构。1、水系统特点及功能⑴采用冷却水通过定子线圈空心导线，将定子线圈损耗产生的热量带出发电机。⑵用冷却器带走冷却水从定子线圈吸取的热量。⑶系统中设有过滤器以除去水中的杂质。⑷用旁路式离子交换器对冷却水进行软化，控制其电导率。⑸使用检测仪表及报警器件等设备对冷却水的电导率、流量、压力及温度等进行连续的监控。⑹具有定子线圈反冲洗功能，提高定子线圈冲洗效果。2、发电机线圈冷却水路系统定子线圈冷却水通过外部进水管进入发电机励端定子机座内的环形总进水管，其中一路通过绝缘水管流入定子线棒中的空心导线，然后从线圈的另一端（汽端）经绝缘引水管汇入环形出水管；另一路经绝缘引水管流入定子线圈主引线，出主引线后经绝缘引水管汇入安置在出线盒的出水管，然后也经外管道汇入汽端环形出水管。双路水流最后从汽端机座上部流出发电机，经总出水管返回到水箱。3、水箱水箱是闭路循环水系统中的一个储水容器。定子线圈的出水首先进入水箱，回水中如含有微量的氢气可在水箱内释放。当水箱内气压高于一定值时，可通过水箱上安全阀自动排气。水箱装有液位开关，用于自动控制补水以保持箱内正常的液位水平及对过高或过低的液位发出报警。水箱上还配有液位计，用以观察水箱液位。4、水泵定子水系统中装有两台并联的离心式水泵，两台水泵互为备用。泵的出口处装有单向止回阀以隔离二水泵。二台水泵要求具有联动功能，即一台水泵退出运行时，备用水泵能立即自动启动。本装置提供泵组故障信号，即由跨接在水泵进出口管道上的压差开关来实现：当一台运行中的水泵发生故障，使得泵两端的压差降至0.14MPa时，在发出报警信号的同时自动启动备用泵以维持水系统的正常运行。5、水冷却器水系统中装有两台并联的水冷却器，每台冷却器可承担发电机100％所需要的热交换功率。正常情况下一台运行，另一台备用。6、水过滤器定子水系统中装有两台并联的水过滤器，正常情况下一台运行，另一台备用。过滤器的两端跨接着压差开关。当过滤器两端压差增大到一定值时，压差开关动作并发出“过滤器压差高”报警信号，此时应及时将备用过滤器投入运行，清理或更换被堵塞的过滤器滤芯。7、离子交换器水系统运行时，从冷却水路中旁路一小部分的冷却水，使水流经一台混床式离子交换器来实现冷却水的低电导率。流经离子交换器的冷却水水量通过流量表计指示，并由手动阀门控制通过离子交换器的水量。在正常情况下，只需要少量的冷却水流经离子交换器，即可保证主循环水路中冷却水的电导率处于规定的范围内。8、氮气压力系统水系统水箱是密闭的。在水箱液位以上的空间应充有一定压力的氮气，以隔离空气对水质的不良影响。氮气来自供氮气装置，冲入水箱的氮气压力，由氮气减压器自动稳定在14KPa。9、补充水系统水系统的补充水来自于凝结水系统或除盐水系统。补充水依序通过补水过滤器、减压阀、电磁阀（或旁路阀）、流量开关和离子交换器，然后进入水箱。电磁阀的开闭由位于水箱上的液位开关控制。为了防止补充水进水压力过高，进水管道上还装有安全阀。10、电导率仪定子线圈冷却水的电导率由三个电导率仪来监测，其中两个并联的安装在定子线圈主水管道的旁路上，用于检测主水路的电导率；一个安装在离子交换器的出水管路上。电导率仪带有报警开关。主水路电导率的正常范围应为0.5～1.5μS/cm。当主水路中的电导率达到5和9.5μS/cm时，将分别发出“电导率高”和“电导率非常高”报警。11、气表定子水箱排气管道上装有气表，用以监视并记录从水箱中排出气体的数量。在正常运行情况下，每天约有50～150升的氢气通过绝缘引水管汇集到水箱。当流过气表的流量明显增大并伴有发电机补氢量增加时，提示定子内冷水路可能泄有漏。发电机断水保护

“定子线圈流量非常低”报警信号发出后延时30秒，发电机即跳闸，以保护定子线圈不因冷却水流量过低而引起烧毁事故。三个并联的压差信号用于断水保护，根据“三取二”原则，由计算机或电气方式实现断水保护，以提高断水保护的可靠性。定子线圈进水温度高

当进水温度达到53℃或以上时，进水温度开关将发出“定子进水温度高”报警信号。此时应检查一下冷水器的外部水流量是否足够。定子线圈出水温度高

当出水温度达到85℃时，出水温度开关将发出“定子出水温度高”报警信号。此时运行人员必须立即查明原因，并采取正常操作措施恢复正常，否则应及早降低负荷，直至停机处理。当该报警发出时，很可能进水温度也过高了并且已经报了警。在这种情况下应如上所述检查一下冷水器工作情况。水箱液位高、水箱液位低

水箱液位高和低的报警信号，由安装在水箱顶部的液位开关发出。该液位开关即可发出高、低液位报警信号，同时又可控制补水电磁阀的开启。该开关采用电容感应工作原理：当水箱内的水位发生变化时，开关的传感器与水箱间的电容也随