定冷水系统详解

数量
2×100％
形式
板式
热交换功率
4637
kW
冷却器
二次水量
154.6
m3/h
二次水进水温度
≤38
℃
二次水进水温度
0.2~1.0
MPa
二次水压力降
≤50
kPa
3.温度调节阀和压力调节阀


温度调节阀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。温度讯号由水集装上的铂热电阻 (TE一321)输出信号到电厂中控室DCS系统上接收后，转变成 4～20mA电信号，再反馈到调节阀上的气／电定位器，输出工 作气信号以驱动调节阀执行机构。阀位变送器将阀位变化信号输 出。三通调节阀只是调节进入水冷却器和旁路的流量比，以此达 到调节阀下游端的水温保持稳定的目的。 压力调节阀用以调节定子冷却水进入线圈前的压力。它是一套气 动式调节蝶阀，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、阀板开度限位器。压力讯号由水系统 发电机进水管路上的压力变送器(P×－321)输出信号到电厂巾 控室DCS系统上接收后，再输出4---20mA电信号，反馈到调节 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。 阀位变送器将阀位变化信号输出。
3、技术要求
定子绕组冷却水的温度范围为45℃～50℃，内 冷水系统有自动调节装置，水温波动范围不大于 ±2℃。出水温度不大于85℃。 水质透明纯净，无机械混杂物，在水温为25℃时： 电导率： 0.5~1.5 S/cm（定子绕组独立水系统） pH值： 7.0~9.0 硬度： <2 微克当量/L（ 2 mol/L） 含氨量（NH3）： 微量
4、定子冷却水泵切换






检查备用定子冷却水泵轴承油杯油位正常，油 质良好。 关闭备用定子水冷泵的出口门。 启动备用泵，对泵全面检查。 开启备用泵出口门，检查定子冷却水母管压力 正常。 关闭原运行定子水冷泵出口门，注意定子冷却 水母管压力正常。 停止原运行定子水冷泵。 开启停运泵出口门，投入备用。
8、离子交换器

离子交换器由不锈纲制成，树脂装填容积0．36m。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的比例混合装填。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约 百分之二十，最高允许水温60℃，压力损失不高于98kPa。 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水的电导率不高于1．0 u S／ cm时，其出水的电导率将不高于0．1 u S／cm，当进入 离子交换器的水的电导率不高于9．9 u S／cm时，其出 水的电导率将不高于0．2 u S／cm。如果系统中水的电 导率不能维持在0．5 us／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。
交换能力
15
m3/h
离 子 交 换 器
进水温度
≤60
℃
设计压力
1.0
MPa
树脂型号 采用电厂化水用树脂
三、逻辑联锁
1、定冷水泵启动允许条件：发电机定子冷却水箱水位不低 2、定冷水泵联启条件（A为例，B同） 定冷水泵A备用状态 定冷泵B跳闸或定冷水泵出口母管压力低 3、定冷水泵联停条件（A为例，B同） 两台定冷水泵均在运行 发电机定子线圈进水压力＞0.31MPa，延时10s停运A 泵 3、发电机定子冷却水补水电磁阀 可手动开/关本阀门； 发电机定子冷却水箱水箱液位低自动开本阀门； 发电机定子冷却水箱水箱液位高自动关本阀门； 无发电机定子冷却水箱水箱液位低延时自动关本阀门。
华能海门电厂一期2×1000MW机组
发电机定子冷却水系统
一、系统流程及功能
对大容量汽轮发电机，定子绕组水冷系统有如下基 本要求： 供给额定的冷却水流量 控制进水温度达到要求值 保持高质量的冷却水质。(电导率≤1μS/cm) 华能海门电厂一期机组发电机定子绕组采用冷 却水直接内冷却，极大地降低最热点的温度， 并可降低可能产生导致热膨胀的相邻部件之间 的温差，从而能将各部件所受的机械应力减少 至最小

发电机定子冷却水系统主要包括一只 1.5m3定冷水箱、两台100％容量的冷却 水泵、两台100％容量的板式水-水冷却器、 压力调节阀、温度调节阀和水过滤器等设 备和部件，以及连接各设备、部件的阀门、 管道等。
技术数据
尺寸（长×宽×高） 定子水集装重量 储水箱容量 5600×4000×3680（mm） 22580kg 1.5m3


定子冷却水系统装有用于断水保护的检测装置。 为了确保断水保护动作信号的可靠性，提供3只 水流量低低保护开关、三只（技术协议上为1只， PID图上为3只）进水压力低报警用开关和三支 出水温度高报警用开关（或保护用开关），一套 流量测量标准孔板和测量孔板配套的流量变送器。 定子内冷却水允许断水运行持续时间不少于30秒。
4.系统补给水
系统正常补水有两种：自动补水和手动补水。 自动补水取自凝结水母管，经减压阀后有补水电磁阀控制直 接补到定冷水箱底部。手动补水取自除盐水，补水经由滤网过滤后 接入离子交换器进口，然后到发电机定冷水箱底部系统运行时，内 冷水在系统内部不断循环。 来自凝结水的自动补水弥补系统正常的水量损耗，只有在系统泄 露、排污等原因引起水箱水位下降时，才由人工操作阀门向系统中 补水。补水进入系统的压力控制在0．2～0．7MPa之间，补水流 量不高于250L／min。当外部补水压力高于0．2～0.7MPa时，应 减压至系统所需的补水压力值。补水过程中，应观察水箱水位变 化，当水箱水位回升至正常水位后，由人工操作关闭补水阀门。人 工补充进入系统中的水先经离子交换器(进入离子交换器的水压不得 高于0.6MPa)后再进入水箱，再由水箱进入水泵、冷却器等主循环 回路
6、定冷水箱上压缩空气

本定子冷却水系统设计为“富氧运行”， 通过向定子水加入压缩空气，增加水中 氧的含量，可以在定子线棒中形成一层 氧化膜，阻止铜离子的析出避免产生铜 腐蚀。本系统加氧处为定子冷却水箱， 在定子水发电机进口管道上设有溶解氧 表（邹县电厂说明）
Hale Waihona Puke Baidu
7、氮气（N2）要求

氮气用于吹扫系统中的空气，防止系统的 氧腐蚀，冷却水箱上部空间充氮，应保持 一定的压力（14kPa-50kPa）。氮气的 纯度推荐值应大于或等于99.99 %（体积 比），最小≥99%。不得含有污染物 （O2，CO2）。剩下的气体中不得含有 腐蚀性污染物，也不得含有氨气（NH3） 和二氧化硫（SO2）。
冷却水总容量
泵组数量和功率 冷却器型式 发电机额定条件下冷却水流量
2m3
2台/75kW 板式 120m3/h
冷却水压与发电机氢压的压差
定子绕组入口冷却水温度 定子绕组冷却方式 除离子器容量
≥ 0.035 MPa
45 ～ 50 ℃ 水冷 15m3/h
1.定子水泵

定子绕组冷却水系统为一闭式循环系统。为 保证发电机连续、可靠的运行，配有两台各 为100％额定能力的单级耐腐蚀离心泵使水 循环流动，两台泵中必须选择一台为工作泵、 另一台为备用泵。当工作泵出现故障时，备 用泵将自动启动。泵由三相交流电动机驱动， 由不同的系统供电以提高可靠性。





2台泵1台工作1台备用，当1台出故障后能 自动切换到另1台。 2台冷却器设有测温元件，便于进行温度控 制。 自凝结水系统向定子冷却水箱补水管路的设 计水压按4MPa考虑。 冷却器进、出口设有就地温度计。 发电机内冷却水进水管装设就地压力表和 流量表。 发电机设有漏水监测装置。
二、系统相关设备简介



- 定子绕组冷却水系统采用集装式，并备有“混合床” 离子交换器。 发电机管道设计考虑对定子绕组能够进行反冲洗，反 冲洗管道上加装过滤器。内冷水进水处和水冷器出口 处加装滤网，内冷水进水处采用激光打孔的不锈钢滤 网。所有密封圈采用聚四氟乙烯材质。 采用闭式循环冷却水系统，冷却器进水温度最高为 38℃。 配备2台100％容量冷却水的冷却器，2台100％容 量的耐腐蚀水泵，包括管道和阀门以及其它零部件， 以及大于10％容量的除离子器。 水-水冷却器的冷 却水侧设计压力为1.0MPa，试验水压为1.5MPa。 工作水压不高于1.0MPa。
4.断水保护
线圈入口水压异常低(小于0.14MPa); 流量异常低(≤1377L/min/82.62t/h); 出水温度异常高(76℃)
三种信号之中任何一种出现时，则视为发 电机断水，断水保护装置应当动作，发电机组 降负荷或者甩负荷。
参数汇总
参 数 单位 MPa MPa t/h 正常运行值 0.95 0.4 120 高报警值 / 0.44 / 低报警值 0.5联泵 0.18 108 0.14 96（三取二） 跳闸值
1、系统流程
2、系统功能





采用冷却水通过定子绕组空心导管，将定子绕组 损耗产生的热量带出发电机。 用水冷却器带走冷却水从定子绕组吸取的热量。 系统中设有过滤器以除去水中的杂质。 系统中设有补水离子交换器，以提高补水的质量。 使用监测仪表仪器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。 具有定子绕组反冲洗功能，提高定子绕组冲洗效 果。
厂家
江苏武进水泵厂
型号
DFB125-80-260
型式 定冷泵 数量 容量 扬程 汽蚀余量 转速 马达型号 功率 电压 定冷泵电动机 额定电流 转速 绝缘等级
离心泵
2×100％ 135 80 4.6 2900 Y250M-2/55 75 380 102.7 2970 F kW V A r/min m3/h m m r/min
5.虹吸破坏阀及管道



海门电厂一期的定冷水系统配有破坏虹吸的管 道，即从水箱上部空间接出一管道，连接到发 电机出水母管或母管出来后的一小段扩大管 （处于水系统最高处）上。 作用为平衡压力，防止断水瞬间在进口压力失 去的情况下由于虹吸作用使定子线棒中的水被 吸到定子水箱，以保护线棒；正常运行时，回 水温度高可能发生汽化，防止汽化 定子冷却水进出水管设有一联络管，作用为消 除振动
冷却介质间的温差 （定冷水和冷氢）
K
5
1-3
四、系统启停
1、定子冷却水系统投运条件 系统检查已完毕，联锁试验已合格，定子水系统阀门位置正确。 定子冷却水箱补水化验合格。 定冷水箱水位正常，补水水源正常，已充氮，压力正常。 控制电源、动力电源已送上，仪表和报警装置已投入。 2、定子冷却水泵启动 启动定子水冷泵，检查振动、声音、各轴承温度正常。 缓慢开启出口门，检查出口压力正常，当水冷器、离子交换器放气阀见 水时关闭放气阀，监视调整发电机定子进水压力320kPa左右，调整水箱 补水门使水位正常,调整离子交换器进出口差压小于98kPa。 系统运行正常后，定冷水流量约120m3/h，开启另一定子水冷泵出口门， 投入备用。 投入定冷器冷却水。 若切换到备用定冷水泵运行，应先启动备用泵正常后，再停用原运行泵， 密切注意定冷水流量正常，不小于120 m3/h。 3、系统停运 机组停运后，根据需要及时停运定冷水系统，以防发电机过冷。 解除定冷泵联锁，停止定冷泵，检查定冷泵停止。 停运定冷水系统前应降低发电机内气体压力至0.2MPa，操作时应注意调 整定子冷却水压始终比发电机内风压至少低0.035MPa。
2.定冷水冷却器
水冷却器标准的设计为两台冷却器，每台冷 却器的输出为100％。该冷却器设计为不锈 钢板式冷却器，所有浸湿表面为不锈钢材料。 当出现故障时，另一台冷却器必须单独承担 整个冷却水容量的水流。 水-水冷却器的冷却水侧设计压力为1.0MPa， 试验水压为1.5MPa。工作水压不高于 1.0MPa。
定子冷却水泵出口压力 定子冷却水进口压力 定子冷却水流量
定子冷却水进水温度
定子冷却水回水温度 定子冷却水导电度
℃
℃ us/cm
48
70 <2
50
75 2
45
/ 78 9.9
定子冷却水滤网差压
kPa
<80
80
/
定子冷却水箱水位
mm
600
400
定子水箱上部气体压力高
MPa
0.05
定冷水补水流量
l/h
120 在所有运行条件下， 定冷水温度应比 冷氢温度高5K。