定冷水系统简介(1)分析解析

定子冷却水系统图
平衡防振动管
励磁端
发电机
汽机端 防 虹 吸 回 气 管
机房外
集水环
集水环
排地沟
离 子 交 换 器
树 脂 排 放
漏氢检查仪
加热器 水 箱
冷 却 水 进 水 冷 却 水 回 水 视 察 窗
A冷却器
A定子冷却水泵 B冷却器 B定子冷却水泵
在定子水回水管上的最高点，引出一细管直接连接到水箱，从而使可能泄 漏的氢气直接进入水箱，同时也可以避免因虹吸现象而在高温出水端出现 汽化，形成较大的气阻，同时防止运行中如泵突然停运，由于虹吸现象导 致定子线圈形成局部真空。在进回水管之间还设了一路联络细管，以保证 回水侧的压力高于大气压，可以在一定程度上降低汽化的可能性，同时还 可以防止管道压力突变的震动。
系统还必须控制进入定子线圈的压力、温度、流量、温度、水的导电度等参数，使之 符合规定。水内冷绕组的导体既是导电回路又是通水回路，每个线棒分成若干组，每 组内含有一根空心铜管和数根实心铜线，空心铜管内通过冷却水带走线棒产生的热量。 到线棒出槽以后的末端，空心铜管与实心铜线分开，空心铜管与其它空心铜管汇集成 型后与专用水接头焊好由一根较粗的空心铜管与绝缘引水管连接到总的进（或出）汇 流管。冷却水由一端进入线棒，冷却后由另一端流出，循环工作，不断地带走定子线 棒产生的热量。 • 发电机定子冷却水水质的特殊要求：冷却水应当透明、纯洁、无机械杂质和颗粒； 冷却水的导电度正常运行中应当小于0.5us/cm。过大的导电度会引起较大的泄漏电流， 从而使绝缘引水管老化，还会使定子相间发生闪络；为防止热状态下造成冷却管内壁 结垢，降低冷却效果，甚至堵塞。应当控制水中的硬度，不大于10ug/L；NH3浓度越低 越好，以防腐蚀铜管；PH值要求为中性规定在6～8之间；为防止发电机内部结露，对 应于氢气进口温度，定子水温也应当大于一定值。一般规定在40～46℃。为达到上述 要求，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。
发电机定子冷却水系统简介
刘俊
发电机定子冷却水概述
• 大容量汽轮发电机常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。氢气和空气、水与油之间的冷却性能相互比较如下（以空气的各项指标为基准＝ 1.0）： 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
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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，
发电机内定子冷却水流程
• 定冷水箱内的定冷水由定冷水泵升压后，经冷却 器冷却通过温度调阀和压力调阀，再经过滤器和 流量孔板到达外部进水管，进入发电机励端定子 机座内的环形总进水管 之后分为两路，其中一路 通过聚四氟乙烯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 置在出线盒内的出水管，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。
压力调阀
• 定冷水压力调节阀用以调节定子冷却水进入线圈前的压力，它和定冷水温度 控制阀相类似，也有一套气动式调节机构。其主要部件有：气/电定位器、阀 位变送器、空气过滤减压器、手轮结构、阀板开度限位器。压力讯号由发电 机进水管路上的压力变送器（PX－321）输出，信号到DCS系统并和设定值 进行比较运算后，发出4～20mA电信号，作用到调节阀上的气/电定位器，输 出工作气信号以驱动调节阀执行机构。
温度和压力调节阀
• 温度调阀：定冷水温度调节阀（如右图及下图）用以调节定子冷却水进入线圈前的温 度。它是一套气动式三通调节阀，其主要部件有：气/电定位器、阀位变送器、空气过 滤减压器、手轮结构等。温度讯号由水集装上的铂热电阻（TE－321）输出，信号到 DCS系统后，和温度设定值进行比较运算转变成4～20mA的偏差控制信号，再反作用 到调节阀上的气/电定位器，输出工作气信号以驱动调节阀执行机构动作，直到实际检 测到的温度值和设定点之间的偏差无限小为止，从而实现了闭环逻辑控制。在整个调 节过程中，阀位变送器不断将阀位变化信号输出，并反馈到DCS系统画面供监视。该 三通调节阀最终调节的只是进入水冷却器和旁路的定冷水流量比，以此达到调节阀下 游端的水温保持稳定的目的
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离子交换器
• 离子交换器由不锈钢制成，树脂装填容积0.36m3。该离子交换器为混 合床式，即采用强碱性阴树脂和强酸性阳树脂且按2：1的比例混合填 装。离子交换器的最大允许流量为6.2L/S（22.3m3/h），为流入发电 机的水量的百分之十，最高允许水温60℃，压力损失不高于98kPa。
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正常运行期间，离子交换器的水流量控制在250L/min左右。当进 入离子交换器的电导率不高于1.0μ S/cm时，其出水的电导率将不高 于0.1μ S/cm；当进入离子交换器的水的电导率不高于9.9μ S/cm时， 其出水的电导率将不高于0.2μ S/cm。如果系统中水的电导率不能维 持在0.5μ S/cm以下，或者压力损失超过98kPa，则说明交换树脂已经 失效，应进行更换。
系统主要工作流程
定冷水水质的控制要求
• 定冷水水质应透明纯净，无机械混杂物，在水温为20℃时： • • • • 电导率为 PH值 硬度 含氨（NH3） 0.5～1.5μ S/cm（定子线圈独立水系统）。 7.0～8.0 ＜2微克当量/L（2μ gE/L） 微量
各设备的作用
• 水箱体内部结构很简单，只有一个网板用以拦截回水管中由于偶然原因而可 能出现的固态杂物。水箱人孔盖上设有一个观察窗，用以观察箱内水位及回 水动态。水箱右端上方设有一个漏氢检测接口，该接口用于抽取水箱上部气 样进行分析以便确定其中是否有氢气，如果含有氢气，说明发电机内部水路 有漏点，需要进行处理。水箱上设置有液位信号计，液位信号计上配置了液 位信号接点和液位变送器，实现液位高或低时的报警和液位连续信号。 定冷水泵：定冷水泵为卧式、单级、单吸、悬臂式耐腐蚀离心泵。两水泵均 是由交流电机带动，一台工作，一台备用。当工作泵输出压力低时，通过压 力开关信号应能使备用泵自动投入运行。