1、1發電機定子冷卻水系統大容量汽輪發電機常用的冷卻介質為氫氣和水，這是因為氫氣和水具有優良的冷卻性能。氫氣和空氣、水與油之間的冷卻性能相互比較，如表2-7所示（以空氣的各項指標為基準）。表2-7氫氣和空氣、水與油之間的冷卻性能表介質比熱密度所需流量冷卻效果空氣 1.0 1.0 1.0 1.0氫氣(0. 414MPa) 14.35 0.35 1.0 5.0油 2.09 0.848 0.012 21.0水 4.16 1.0 0.012 50.0定子冷卻水系統的主要功能是保證冷卻水（純水）不間斷地流經定子繞組內部，從而將部分由于損耗引起的熱量帶走，以保證溫升（溫度）負荷發電機的有關要求。同時，系統還必

2、須控制進入定子線圈的壓力、溫度、流量、溫度、水的導電度等參數，使之符合相應的規定。水內冷繞組的導體既是導電回路又是通水回路，每個線棒分成若干組，每組內含有一根空心銅管和數根實心銅線，空心銅管內通過冷卻水帶走線棒產生的熱量。到線棒出槽以后的末端，空心銅管與實心銅線分開，空心銅管與其他空心銅管匯集成型后與專用水接頭焊好，由一根較粗的空心銅管與絕緣引水管連接到總的進（或出）匯流管。冷卻水由一端進入線棒，冷卻后由另一端流出，循環工作，不斷地帶走定子線棒產生的熱量。對發電機定子冷卻水水質的特殊要求： (l)冷卻水應當透明、純潔、無機械雜質和顆粒； (2)冷卻水的導電度正常運行中應當小于0.5S/cm。過

3、大的導電度會引起較大的泄漏電流，從而使絕緣引水管老化，還會使定子相間發生閃絡； (3)為防止熱狀態下造成冷卻管內壁結垢，降低冷卻效果，甚至堵塞，應當控制水的硬度不大于10g/L; (4) NH3濃度越低越好，以防腐蝕銅管； (5) pH值要求為中性，規定在68之間； (6)為防止發電機內部結露，對應于氫氣進口溫度，定子水溫也應當大于一定值。一般規定在4046。為達到上述要求，一般采用凝結水或除鹽水作為水源，并設有連續運行的樹脂型離子交換器系統，以保證運行中的水質。定子冷卻系統供發電機定子繞組冷卻，采用閉式獨立水系統并采用集裝式結構。2系統主要工作流程(見圖2-22) 系統初始充水，一次所需水量

4、約為4200L，其中水箱存水量約為1100L。系統運行時，這些水在系統內部不斷循環。只有因系統排污等原因引起水箱水位下降時，才需要向系統中補水。補水進入系統的壓力控制在0.20.7MPa之間，補水流量不高于250L/min。當外部補水壓力高于0.20.7MPa時，應減壓至系統所需的補水壓力值。補水過程中，應注意觀察水箱水位變化，補充進入系統中的水先經過離子交換器(進入離子交換器的水壓不得高于0.6MPa)，然后再進入水箱，再由水箱進入水泵、冷卻器等主循環回路。圖2-22 系統工作流程圖系統中的水是由水泵驅動進行循環的。系統中設置有兩臺水泵，一臺工作，一臺備用。備用泵按壓力下降值整定啟動點，即工

5、作泵的輸出壓力低至某一數值時，備用泵自啟動投入運行，從而保證冷卻水不間斷地流經發電機定子繞組，帶走熱量。系統中設置有兩臺冷卻器，正常運行時一臺工作，一臺備用（特殊情況下，也可兩臺同時投入運行）。冷卻器的作用是讓冷卻水吸收的熱量進行熱交換，由另外的水源（普通冷卻用水，又稱循環水）將熱量帶走。發電機定子繞組出水的溫度隨發電機負荷而變化，最高可達73甚至更高，而進入定子繞組的水溫希望穩定在(453)的范圍之內。為此，系統中設置有自動調節水溫的氣動溫度調節閥。溫度調節閥為三通式閥門，它不改變定子冷卻水的總流量，而只是控制其流經冷卻器和旁路的流量比，從而使調節閥下游端，也即進入發電機定子繞組的冷卻水溫度

6、穩定在整定值，溫度信號測點來自調節閥下游管路。氣動溫度調節閥上電氣定位器接收的調節信號來自電廠中控室DCS的電信號。正常運行期間，整個系統中的冷卻水必須保持高純度，其中電導率不高于0.5S/cm。為此，在溫度調節閥出口端設置一條旁路管道，使系統中的部分冷卻水經這一旁路管流人離子交換器進行凈化，凈化后這一部分水的電導率可高達0.2Scm左右，之后再流回水箱。冷卻水進入定子繞組的計算壓力為196kPa，為保證這一壓力穩定，系統中設置有氣動壓力調節閥。它主要是通過閥門開度的變化來調節閥門下游端的壓力，使之穩定在整定值，壓力信號取自調節閥下游管路上的壓力變送器。氣動壓力調節閥上電氣定位器接收的調節信號

7、也來自電廠中控室DCS的電信號。系統中設置的主過濾器用以濾除水中的機械雜質，Y型攔截器是冷卻水進入定子線圈之前的最后一道濾網。在發電機內部，冷卻水從進水接口管進入，依次經進水端集水環（即匯流管）絕緣引水管、空心銅線、出水端絕緣引水管、集水環（匯流管）至出水接口管流出，然后回至水箱。水箱水位、水泵輸出壓力、主過濾器進、出口壓差、進水壓力、溫度、電導率、流量、回水溫度等各種運行參數均設有專用表計進行監視，重要參數超限時發出報警或保護動作信號。 3對大容量水氫氫冷汽輪發電機定子繞組水冷系統的基本要求 (1)供給額定的定子繞組冷卻水流量。 (2)控制進入定子繞組的冷卻水溫度達到要求值。 (3)保持高質

8、量的冷卻水質（凝結水）。一般要求冷卻水的電導率低于5S/cm（S為西門子），最高不大于10s/cm (25時)，否則應停機。 4發電機內冷水質量標準發電機內冷水處理在防止電力生產重大事故二十五項重點要求中規定，200MW及以上機組不采用添加緩蝕劑的方式。國外發電機內冷水有兩種處理方式，一種與我國相似，采用中性工況處理，另一種采用堿性工況處理，如表2-8所示。表2-8我國發電機內冷水質量標準比較 5發電機內冷水水質指標之間的關系 (1)水的純度。水的純度是指的是內冷水中所含雜質的大小，一般用電導率來表示。銅的腐蝕溶解速度會隨水的純度的增加而降低，在同樣的條件下，較純的水中銅的腐蝕速度較小。 (2

9、)水的pH值對銅的腐蝕速度有明顯的影響。水的pH值在中性及弱堿性范圍時，銅表面的初始氧化亞銅膜能夠穩定存在，并且還可能生成固相的堿式碳酸銅。水的pH值在弱酸性范圍時，銅表面就很難有穩定的表面膜存在。水的pH值在酸性范圍時，銅表面膜溶解，銅腐蝕很大。 (3)水的溶解氧。銅的腐蝕速度隨著溶解氧的含量增大而增大，到了一定的含量后如果繼續增大溶解氧的含量，銅的腐蝕速度又會趨于降低。但在有氧時，銅的腐蝕速度總比無溶解氧時高。溶解氧4mg/kg(至少1mg/kg)可使銅表面膜在一定的腐蝕速率下穩定，不會因溶解氧量變動而大幅波動。 (4)水中溶解二氧化碳的含量。二氧化碳會破壞銅管表面的初始氧化膜，生成的堿式碳酸銅在水流的沖刷下也容易剝落，隨著水中二氧化碳含量增大，銅的腐蝕溶解速度也隨著增大。 (5)水的溫度。冷卻水