15发电机定子冷却水系统

QNPC秦山核电公司300MW核电机组系统教材发电机转子和定子冷却水系统秦山核电公司2002年3月发电机转子和定子冷却水系统课程时间:2小时学员：先决条件：目的:本部分结束时，使学员能具有以下一些能力：1 •能阐述发电机转子和定子冷却水系统的目的和功能。

说明系统的目的和功能。

简要说明为什么要求这些功能。

2•主要设备说明以下设备的性能参数和运行原则：—转子水箱—转子水箱液位计—转子水箱补充水接口—转子冷却水泵吸水管—转子冷却水泵—转子冷却水热交换器—转子线棒—定子水箱—定子水箱液位计—定子水箱补充水接口—定子冷却水泵吸水管—定子冷却水泵—定子冷却水热交换器定子线圈—定子冷却水离子交换器—三通气动阀—温度控制器—滤网—泵出口压力表—发电机转子和定子冷却水入口压力表—氮气阀门及压力表—转子密封支座—甩水箱说明以上设备的功能3•运行模式使用流程图，画出流道（气、液、电路），并给出以下各运行模式的主要设备状态: —正常运行—正常运行模式的描述—启动和正常运行—冲洗、充水排气、系统就列—启泵—发电机组冲转—发电机组稳定运行—发电机组解列、盘车—异常运行—冷却水泵跳闸—系统破管漏水—转子密封支座漏水—热交换器破管—发电机绕组冷却水衬管破损—电导率高—滤网堵塞—离子交换器树脂破损、饱和—发电机转子和定子冷却水系统主要故障的判断和处理—失去动力电源—失去仪用空气—停用保养4•仪表使用流程图—说明现场可验证的参数—冷却水泵电流—离子交换器出口电导率—转子、定子水箱夜位—发电机转速—冷却水压力—氮气压力—滤网压差—离子交换器压差—其它重要的系统参数—离子交换器出口电导率超过 1.5卩s/cm报警—发电机接地报警—给出报警信号的含义—使用报警响应清单，说明操作人员为什么必须进行这些操作和核查—给出正常运行时参数的近似值—简要说明运行限值内容：—系统的目的—系统功能—设备描述包括转子水箱、转子水箱液位计、转子水箱补充水接口、转子冷却水泵吸水管、转子冷却水泵、转子冷却水热交换器、转子线棒、定子水箱、定子水箱液位计、定子水箱补充水接口、定子冷却水泵吸水管、定子冷却水泵、定子冷却水热交换器、定子线圈、定子冷却水离子交换器、三通气动阀、温度控制器、-滤网、泵出口压力表、发电机转子和定子冷却水入口压力表、氮气阀门及压力表、转子密封支座、甩水箱。

第六章定子冷却水系统第一节定冷水系统投运前的检查与操作6.1.1 运行原则1. 发电机定子线圈的反冲洗，只能在机组停运时进行，机组启动前，必须将定子冷却水系统调整至正常运行方式；2. 发电机运行中，必须维持定子线圈通水运行，否则不允许并网带负荷；3. 发电机正常投运前，应先对发电机进行充氢，再向定子线圈通水，并调整定子冷却水压力至少比发电机氢压低 0.035MPa；4. 严禁二氧化碳进入定子冷却水内系统内，防止水质恶化；5. 在发电机停运后，应保持定子冷却水系统运行，维持定子冷却水压力至少比发电机氢压低 0.035MPa；发电机停运超过七天，应降低发电机氢压至0.15MPa 后，定冷水系统全面放水，注意在发电机氢压降低过程中，始终调整定子冷却水压力至少比发电机氢压低 0.035MPa；待定冷水放净后对定冷水系统进行充氮，维持定冷水箱氮气压力 0.014MPa；6. 待水质合格后，离子交换器要保持长期运行；7. 在正常运行中，严禁从供、回水管道上放水。

6.1.2 定子冷却水系统投入前的检查和准备1. 确认发电机已充氢至 0.15MPa；2. 定子冷却水系统注水前应将系统中的水排尽；3. 各种操作电源、信号电源投入；4. 定子冷却水泵测绝缘合格送电，联系热控电磁阀、差压计送电；5. 系统中各压力表、变送器的隔离门开启，压力变送器排污门关闭，水位计隔离门开启；6. 热工各种仪表及保护校定完好，投入运行；7. 两台定子冷却水泵入口门打开，出口门关闭,再循环门全开；8. 准备投运的定子冷却水冷却器定子冷却水侧入、出口门开启，备用的定子冷却水冷却器入口门开启，出口门关闭，两台冷却器的放水门关闭，放空气门稍开；9. 定子冷却水冷却器出口电导率发送器进水门、回水门开启；10. 离子交换器出口电导率发送器进水门、回水门开启；11. 准备投入运行的定子冷却水滤网入口门、出口门开启，备用滤网入口门开启，出口门关闭，滤网放水门关闭，放空气门稍开；12. 离子交换器流量计入口门、出口门开启，离子交换器入口门、出口门开，旁路门、放水门关闭，离子交换器排空气门稍开；13. 发电机定冷水进水门打开，发电机定冷水出水门开启，防虹吸门开启，反冲洗门关闭；14. 发电机定冷水进水汇水管、回水汇水管放水门关闭，定子冷却水防虹吸管排空门开启；15. 定子冷却水箱放水门关闭，水箱排空门开启，水箱排氢门关闭；16. 定子冷却水补水电磁阀前、后手动门开，电磁阀旁路门关闭。

发电机定子冷却水系统异常处理及原因分析周瑜发布时间：2021-10-27T03:45:50.288Z 来源：《电力设备》2021年第8期作者：周瑜[导读] 本文阐述了一次发电机定子冷却水系统异常情况，就此情况提出检查及处理过程，对电机定子冷却水系统异常原因进行了分析，并提出来防范措施，对发电机定冷水箱内含气（非氢气）有现实的指导意义。

周瑜（大唐南京发电厂江苏南京 210000）摘要：本文阐述了一次发电机定子冷却水系统异常情况，就此情况提出检查及处理过程，对电机定子冷却水系统异常原因进行了分析，并提出来防范措施，对发电机定冷水箱内含气（非氢气）有现实的指导意义。

关键词：发电机；定子冷却水；铜离子含量某电厂为两台660 MW超超临界参数燃煤机组。

发电机为QFSN型、额定容量为600-660MW等级水氢氢汽轮发电机。

当在额定氢压0.5MPa下运行时，每天漏氢量不大于14m3（常压下体积）；发电机定冷水系统离子交换器经技术再造成深圳市水苑水工业技术设备有限公司SZSY-3型发电机定冷水处理装置，通过特殊的离子交换工艺处理，提高内冷水的pH 值，降低定冷水的电导率和铜离子浓度，使发电机定冷水各项水质指标达到国家标准要求。

一、发电机定子冷却水系统异常情况某年11月24号，化学监盘发现定冷水出口管PH值由8.3下降至6.9，而导电度由0.55上升至1.55 ，初步判定为定冷水处理装置内树脂失效所致。

随即对定冷水处理装置树脂进行再生，投运后PH值在8左右波动，导电率可控，基本可以满定冷水水质要求。

但好景不长，仅维持了一个月时间，定冷水处理装置内树脂再次失效，为排除树脂再生品质问题，更换了一套新树脂，定冷水PH值只能维持在7-7.2。

与此同时，发现在发电机定冷水箱上部压力表有0.014MPa的压力，打开排气门，测量定冷水箱内排气的氢气含量约为1000ppm，判定气体并非氢气，将压力降到0后关闭排气门，压力稳步上升至0.014MPa后稳定，检查发电机定子冷却水水箱顶部排气表排气量达到12m3/天，而发电机每天的补氢量仅有7~9m3，排除氢气泄漏可能性。

第1章闭式冷却水系统1.1. 概述闭式冷却水系统的作用是向汽轮机、锅炉、发电机的辅助设备提供冷却水，该系统为一闭式回路，用开式循环冷却水进行冷却。

闭式冷却水系统采用化学除盐水作为系统工质，用凝结水输送泵向闭冷水膨胀箱及其系统的管道充水，然后通过闭式冷却水泵升压后在闭式回路中作循环；来自凝结水泵的凝结水（位于精处理装置出口母管处的支管）作为该系统正常运行时的补给水。

系统正常运行时，由闭冷水膨胀箱内液位控制开关来控制液位控制阀的开关以维持水箱的正常运行水位。

闭冷水膨胀箱还设有无压放水管道，作为闭冷水膨胀箱溢流和事故放水用。

闭式冷却水泵出口管道上设有取样接口和加药点，通过取样以及向系统加联氨，以此来调整闭式冷却水系统的PH值，改善水质。

闭式循环冷却水先经闭式冷却水泵升压后，至闭式水热交换器，被开式循环冷却水冷却之后，流经各冷却设备，然后从冷却设备排出，汇集到闭式循环冷却水回水母管后回至闭式冷却水泵入口。

1.2. 系统组成闭式冷却水系统由两台100％容量的闭式冷却水泵、两台65％容量的闭式水热交换器、一台10 m3闭冷水膨胀水箱、滤网及向各冷却设备提供冷却水的供水管道、关断阀、控制阀等组成。

图15－1闭式冷却水系统简图1.3. 闭式冷却水泵1.3.1. 特点闭式冷却水泵的型式为单级、双吸、卧式中开、离心式，其型号为350S44，泵轴采用通轴设计，轴承全部为滚动轴承，其密封形式为机械密封。

泵吸入口径（mm ）单极、双吸、中开离心泵泵设计扬程（m）闭式冷却水泵泵壳、轴套、密封环均采用HT250材料，叶轮采用ZG1Cr13Ni1材料，泵轴采用45＃材料。

1.3.2.技术规范图15－2 闭式冷却水泵参数1.3.3.电动机图15－3 电动机的主要参数1）为防止电动机停运时内部发生潮湿和结露，电动机内部加装电加热装置，电加热器的电源为220V单相交流电；2）电机配备热电探测超温保护系统，并有单独的接线盒供探测器引出线现场接线用；3）电机轴承配有电阻式温度检测的感温元件——3线式Pt－100。

发电机定子冷却水系统及设备描述1.1.总的介绍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。

1.2.系统及设备描述1.2.1定子冷却水系统流程1.2.2水温的控制冷却器冷却水进水设计温度为38℃，定子线圈内的冷却水的进水温度范围为40～50℃、进水温度设有自动调节装置，冷却水温度波动范围±3℃，出水温度不得大于85℃。

水系统设电加热装置。

热电偶/阻的设置:1)定子每槽内上、下层线圈间埋置二只热电阻（Pt100）。

其中一支工作，一支备用。

元件均为三线制。

2)每根绝缘引水管出口端安装测量出水温度的热电偶一只（E分度）。

3)定子铁芯齿部和轭部装设12只热电偶（E分度）。

4)氢气冷却器进、出风处各装一只Pt100的双支型热电阻（三线制）。

5)各轴瓦上各装一只热电偶（E分度）。

6)定子线圈水路进、出水处各装一只双支型热电阻（Pt100）。

7)定子压圈、压指和铜屏蔽上共装设9只热电偶（E分度，励端按120度分布）。

以满足进相运行时测温的需要。

1.2.3水质的控制水质应透明纯净，无机械混杂物，在水温为20℃时：1)电导率为 0.5～1.5μS/cm（定子线圈独立水系统）。

2)PH值 7.0～8.03)硬度＜2微克当量/L（2μgE/L）4)含氨（NH3）微量定子水系统配有10%容量的离子交换器及其流量计、电导仪、压力表及温度计，以提高水质。

定子水箱按压力容器设计、制造，且采用氮气加压。

水箱排空管上装有气敏元件、测氢浓度报警。

发电机管道设计考虑定子线圈反冲洗和排水管及阀门，能方便地对定子进行反冲洗，反冲洗管道上加装激光打孔过滤器。

1.2.4定子冷却水系统设备配置定子水系统中水泵、冷水器、滤水器各设2台，互为备用。

每台冷却器都按照机组最大负荷设计流量、最高水温，并且水侧污染系数为0.000176m2. ℃/w及5%管子堵塞的情况来设计。

两台100%容量的带有温度控制系统的水冷却器隔离阀。

定子冷却水系统一、定子冷却水系统相关介绍1、定子：定子是电机静止不动的部分。

定子由定子铁芯、定子绕组和机座三部分组成。

定子的主要作用是产生旋转磁场。

2、发电的冷却方式：国内外大容量发电机组采用的冷却方式主要有三种：全氢内冷方式，定子绕组水冷转子及铁芯氢冷却方式（水氢氢），双水内冷却方式（水水空）。

国峰煤电机组采用水氢氢冷却方式。

3、区别于空气冷却，发电机采用氢气冷却的优缺点：优点：（1）氢气密度小，大大降低了发电机风扇和通风系统等的摩擦损耗，提高了发电机的效率；（2）氢气传热系数大，导热能力强，可提高发电机的单机容量和缩小发电机的体积；（3）氢气的绝缘性能好，电离现象微弱，可以延长线圈的使用寿命；（4）由于氢气密度小，且采用密闭循环系统后，可使机组噪音大大减小。

缺点：氢气属于易燃易爆物质。

4、发电机定子采用水冷的原因:水冷的效果是氢冷的50倍,定子铁心和转子绕组内部有通风道，采用氢气冷却，若转子、定子铁芯采用水冷，设备较为复杂，制造工艺上较困难。

水内冷绕组的导体既是导电回路又是通水回路，定子绕组内部的空心导体里通水，水带走发电机运行过程中产生的热量，实现冷却的作用。

二、定子冷却水系统的作用运行中的发电机定子绕组产生的热量和发电机的输出功率有着密切的关系，发电机的输出功率越大，其发热量也越多。

定子绕组温度过高，会影响其内部的绝缘。

为了保证机组的安全运行，大容量发电机组都设置有发电机定子冷却装置，用来带走发电机运行中产生的热量。

对于水内冷发电机组，就是利用定子冷却水来带走发电机运行中产生的热量。

三、定子冷却水系统流程：定子冷却水系统是汽轮发电机控制系统中一个独立的回路。

定子冷却水从水箱出来，经过冷却水泵和冷却器后及滤网，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，然后从线圈另一端经绝缘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。

发电机定子冷却水系统反冲洗措施
由于发电机长期运行，一些污物容易在定冷水系统中的弯角、缩口、转角等处积聚。

为消除局部阻塞，保证水流畅通，确保发电机的安全稳定运行，特制定本反冲洗措施。

1、确认汽轮发电机组在停运状态，检查密封油系统投入且发电机内气压正常。

2、联系化水队化验定冷水箱水质合格。

3、开启定冷水反冲洗进水门。

4、关闭定冷水进水门。

5、开启定冷水反冲洗出水门。

6、关闭定冷水出水门。

7、启动定冷水泵运行，适当调整定冷水再循环门，使定冷水水压维持在0.2～0.26Mpa。

8、定冷水系统反冲洗2小时后，按顺序分别打开定冷水出水门、关闭定冷水反冲洗出水门、打开定冷水进水门、关闭定冷水反冲洗进水门进行正冲洗2小时。

9、定冷水系统正冲洗2小时后，按顺序分别打开定冷水反冲洗进水门、关闭定冷水进水门、打开定冷水反冲洗出水门、关闭定冷水出水门进行反冲洗。

10、定冷水系统的正、反冲洗应按第8、9条要求每两小时切换一次。

11、反冲洗期间每两小时联系化学化验一次定子冷却水水质，并做好记录。

12、发电机反冲洗时间为24小时，内冷水质化验不合格可延长时间继续冲洗，直至水质化验合格为止。

13、定冷水系统冲洗完毕后联系电气队对冲洗效果进行检查，并提供相关交待。

14、定冷水系统冲洗完毕后联系汽机队对定冷水系统滤网进行清理。

15、反冲洗操作完毕后，将定冷水系统各阀门恢复到正常运行状态。

汽轮机介绍之发电机定子水冷系统发电机定子水冷系统是汽轮机中一种常见的冷却方法。

汽轮机是一种将燃料化学能转化为机械能，并通过发电机将机械能转化为电能的设备。

而汽轮机的运行会产生大量热能，如果不采取有效的冷却措施，会导致设备过热而发生故障甚至损坏。

汽轮机中的发电机定子是主要的发电部件之一、它由绕组和铁芯组成。

绕组中存在许多高温的电流，这会导致绕组受热。

如果不及时降温，绕组就会过热，影响定子的工作效果。

此时，发电机定子水冷系统就能够发挥作用。

发电机定子水冷系统的主要组成部分包括冷却水箱、水泵、水冷却器、水管和阀门等。

冷却水箱是存储冷却水的地方，它通常安装在发电机的底座上。

水泵负责将冷却水从冷却水箱中抽出，并通过水管输送到发电机定子的绕组上。

冷却水在绕组降温后再通过水管和阀门回流到冷却水箱中，形成一个循环系统。

发电机定子水冷系统的工作原理是利用冷却水对发电机定子进行降温。

冷却水经过水泵的抽吸作用进入发电机定子绕组，然后通过内部的水冷却器和绕组之间的散热板进行热量交换，将绕组中的热能带走。

冷却水在散热板上被加热后，再通过水管和阀门回流到冷却水箱中，形成冷却循环。

发电机定子水冷系统的好处主要体现在以下几个方面：1.提高发电机的散热效率：通过水冷却器对绕组进行降温，有效地提高了散热效果。

相比较其他的冷却方法，水冷却系统的散热性能更好。

2.增强发电机的耐热性：发电机定子水冷系统能够在高温环境下工作，避免了绕组的过热和损坏。

3.延长设备的使用寿命：通过及时降温，使绕组始终处于适宜的工作温度范围内，延长发电机的使用寿命。

4.提高设备的可靠性：发电机定子水冷系统能够减少发电机因过热而引起的故障，提高了设备的可靠性。

除了上述的优点，发电机定子水冷系统还存在一些需要注意的方面。

首先，冷却水的循环需要能够保持稳定，避免出现漏水或堵塞等问题。

其次，定期对冷却水进行检查、清洗和更换是必要的，以防止水质污染或水垢积累。

最后，系统的安全设计和保护措施也是重要的，以防止水冷却器或水管出现破裂或泄漏等情况。