发电机定子冷却水系统说明书

上海汽轮发电机有限公司汽轮发电机定子冷却水系统说明书第1页共37页汽轮发电机定子冷却水系统说明书目次1概述2产品结构简介3接收、吊运及储存4安装5运行6检查与维护7定子水系统信号说明书的附图附图1定子线圈和主引线外部水路的冲洗附图2定子线圈和主引线内部水路的现场冲洗附图3定子线圈干燥附图4定子主引线和并联环的干燥附图5定子水路恢复附图6离子交换器使用说明附图7水箱液位控制器各开关整定附图8定子冷却水系统及设备连接图（见随机图纸）附：技术数据上海汽轮发电机有限公司汽轮发电机定子冷却水系统说明书第2页共37页1概述本说明书对水氢冷300MW至600MW级汽轮发电机定子线圈内冷水系统作了比较详细的介绍，是定子线圈内冷水系统的安装、使用和维护的指导性文件。上海汽轮发电机有限公司汽轮发电机定子冷却水系统说明书第3页共37页2产品结构简介2.1水系统特点及功能定子线圈冷却水系统是一个组装式的闭式循环系统，主要的系统设备和监测仪表组装在一块底板上，便于安装、操作和维护。本系统的特点及功能简介如下：a.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。b.用水冷却器带走冷却水从定子线圈吸取的热量。c.系统中设有过滤器以除去水中的杂质。d.用分路式离子交换器对冷却水进行软化，控制其电导率。e.使用监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。f.具有定子线圈反冲洗功能，提高定子线圈冲洗效果。g.水系统中的所有管道及与线圈冷却水接触的元器件均采用抗腐蚀材料。2.2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。环形进水管和出水管的顶部通过一根排气管相互连接，排气管直接与水上海汽轮发电机有限公司汽轮发电机定子冷却水系统说明书第4页共37页箱相通，用以排除定子线圈中的气体。该排气管还可在水系统断水时起防止虹吸的作用。总进、出水管之间装有压差表计和一系列压差开关，用于指示冷却水通过定子线圈的水流压降，并对不正常的压降发出报警信号。外部总进、出水管上各装有一个测温元件和一个温度开关，用于进、出水温的监测和报警。此外，总进水管上还装有锥形过滤器，用于防止较大尺寸的杂质进入定子空心导线。总进水管上装有压力表用于指示进水压力。在总进水管和发电机定子机座之间还装有压差开关。压差开关的高压端接至定子机座内部（氢压），低压端与总进水管（水压）相连。正常运行时，发电机内的氢压应高于定子线圈进水压力。当发电机内氢压下降到仅高于进水水压35kPa时，该压差开关将动作并发出“氢—水压差低”报警信号。2.3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，可通过水箱上的安全阀自动排气。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。警告：由子少量高压氢气可渗过聚四氟乙烯绝缘引水管而进入定子水系统中，最终汇集子水箱上部。因此，在发电机运行时，水箱上部聚有氢气是正常的现象。机组初运行时，因机内氢气湿度可能偏高，同时定子线圈内部循环水温度又可能过低，为防上定子线圈表面结露，水箱内还装有蒸气加热装置，以便在机组升压和投入运行之前对定子线圈内部的循环水进行加热，从而杜绝线圈表面结露现象的产生。上海汽轮发电机有限公司汽轮发电机定子冷却水系统说明书第5页共37页蒸汽加热装置的蒸汽来源为电厂杂用蒸汽，压力为0.8～1.3MPa，温度约320℃左右，流量为2m3/h。2.4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，使得泵两端的压差下降至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。用户应增设水泵电动机电气联锁装置，以确保水泵互为备用。2.5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％所需的热交换功率。正常情况下一台运行，另一台备用。2.6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。警告：在切换水泵、过滤器及冷水器时，必须先将备用装置投入使用，然后才可关闭待处理的装置，以防造成瞬时断水而引起发电机跳闸事故。2.7离子交换器水系统的功能之一是保持进入定子线圈的冷却水处于合适的低电导率值，这是因为定子绝缘引出管须承受定子线圈对地电压。水系统运行时，从上海汽轮发电机有限公司汽轮发电机定子冷却水系统说明书第6页共37页冷却水路中分路一小部分冷却水，使之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，只需有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。只有当电导率居高不下时，才有必要增大流经离子交换器的水量。2.8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，以隔绝空气对水质的不良影响。氮气来自供氮装置，充入水箱的氮气压力，由氮气减压器自动稳定在14kPa。当发电机机内充有氢时，此时少量氢气可通过聚四氟乙烯绝缘引水管渗入冷却水并在水箱内释放。为防止水箱内压力过高，水箱上装有开启值为35kPa的安全阀。当水箱内不充氮时，水系统仍可运行，详见节5.9“水箱不充氮状态的运行”章节。2.9定子线圈内冷水路的排水和干燥在进行定子线圈的绝缘试验时，如线圈中的剩水影响试验的进行，此时应将定子水系统中的水彻底排放。在放水之前，水箱应先减压，将水箱的残余气体通过安全阀旁路排入大气。然后关闭供气阀门以切断供氮管道和定子线圈水系统的联系。发电机定子线圈内的水可通过从发电机两端总进、出水管上引出的信号检测管道排掉。当所有定子线圈内的水通过排放管排掉后，可将水箱内的剩水也放掉。为了进一步干燥定子线圈，可用清洁的仪用压缩空气继续驱赶残水。关闭水箱上的排气阀、液位计阀、通往水泵的阀门，允许对水箱及定子上海汽轮发电机有限公司汽轮发电机定子冷却水系统说明书第7页共37页线圈充入0.5MPa的压缩空气，然后快速开启励端发电机底部的球阀#400释放压力，利用高速气流迫使空心导线中的残余水冲出线圈。上述方法可视需要反复进行，直到线圈内残留的水很少，即排放气体时看不到有水珠或水雾喷出来为止。如采用了上述方法后还不能达到绝缘要求，即可用抽真空的方法对定子线圈水系统进行进一步的干燥。水箱上备有连接电厂真空系统的管道。施加的真空度由水系统上的真空压力表指示。真空干燥的效果取决于抽真空的时间、真空度和温度的大小。2.10补充水系统水系统的补充水来自于锅炉的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。2.11电导率仪定子线圈冷却水的电导率山三个电导率仪来监测，其中两个并联地安装在定子线圈主水管路的旁路上，用于监测主水路的电导率；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”警报。离子交换器出口水路中的电导率达到1.5μs/cm时，将发出“离子交换器出口电导率高”报警。离子交换器出口水路中的电导率可直接反映出离子交换器内树脂的饱和情况。2.12气表定子水箱的排气管道上装有气表（煤气表），用以监视并记录从水箱中排上海汽轮发电机有限公司汽轮发电机定子冷却水系统说明书第8页共37页出气体的数量（气表为现场安装件，详见随机图纸“气表安装”）。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有泄漏。上海汽轮发电机有限公司汽轮发电机定子冷却水系统说明书第9页共37页3接收、吊运及储存3.1概述水冷系统供水装置是一个组装件，系统中除个别部件外、即系统图中点划线内的部件都集装在一块底板上。装置上各对外较大的接口均用反法兰加垫片封住，以防止外来杂物进入装置管道内；对于较小的接口也有封口措施。3.2接收当水系统组装件及散装部件运达电厂工地后，用户应立即会同制造厂驻工地代表进行开箱检查，如发现装置上有缺陷或损伤应尽快与制造厂联系处理。制造厂不供应离子交换树脂。3.3吊运系统组装件上有4个起吊孔供起吊使用。当吊运时，当心不要损坏任何一个部件。禁止在任何非起吊点起吊。3.4储存如果水系统组装件要存放在户外，应搭一个临时的遮棚避免因天气影响带来的损害及任何可能的机械损伤。上海汽轮发电机有限公司汽轮发电机定子冷却水系统说明书第10页共37页4安装4.1概述定子线圈水系统供水装置通过管道与发电机定子线圈连接。警告：为了防止杂质进入管路系统，接管前所有保护盖板或封口均不得拆除。一切外接管道均要求严格清洗并用氟弧焊打底，防止接管过程中杂质进入管道。发电机和定子线圈水系统供水装置之间的水平连接管至少应有2％的倾斜度，只有这样，当水泵停止运行后所有管道内的水才会自动排回到定子水系统供水装置，而不至于残留在管道内。所有的排污、排水管道口与排地沟管子之问要有100～200mm左右的断口，以便观察排污、排水阀门是否有泄漏。排地沟管子可装上锥形喇叭口以便接水。4.2预防措施只有当定子线圈内部需用压缩空气排水时，才允许将压缩空气装置和水箱之间的可卸式连接管“Ｊ”装上。参见附图8。警告：只有在系统管道和定子线圈水管路冲洗合格后，才可把过滤器滤芯、离子交换树脂和电导率仪等装上或投入使用。4.3定子线圈及其它零部件的气密试验在安装发电机上的定子线圈冷却水管和对发电机做气密试验之前（参见《氢系统说明书》中“氢系统安装”一文），应先按发电机定子线圈气密试验的有关资料对发电机定子绕组及其它零部件作气密试验。4.4系统管道和其它部件的冲洗定子线圈水系统供水装置在制造厂己冲洗干净，其所有与发电机相接的上海汽轮发电机有限公司汽轮发电机定子冷却水系统说明书第11页共37页外部水管应在电厂安装后再进行现场冲洗，在现场冲洗时，除了在总进水管上装上锥形过滤器，并在反冲洗管道上装上斜插式过滤器滤芯外，还应在水箱的回水入口法兰间装上临时性的过滤网。所有管道应按附图1中所述方式与发电机连接。在切换水泵的同时，可切换反冲洗阀门组，以改变水流方向，提高冲洗效果。在定子线圈和其它部件的现场冲洗完毕后，应将水排掉并拆除临时过滤网，并打开水箱人孔盖板，对水箱内部进行彻底清理。4.5定子线圈外部水管路的冲洗外部管道的水冲洗可与上述4.3节“定子线圈及其它零部件的气密试验”同时进行，以缩短安装进程。4.6水箱气密试验水系统运行时，无论水箱是否充氮，水箱的上部终将积蓄有氢气，水箱属带氢设备。因此，在水箱清理完毕后需对水箱进行气密试验。试验时，先在水箱内充入半箱左右的水，然后充入0.5MPa的压缩空气及200克左右的氟利昂，用嗅敏仪对水箱的上部及排气管路进行仔细检查。上海汽轮发电机有限公司汽轮发电机定子冷却水系统说明书第12页共37页5运行5.1定子线圈冷却水系统的运行准备装上过滤器滤芯