一种快速降低发电机定子冷却水溶氧装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于核电技术，具体涉及一种快速降低发电机定子冷却水溶氧装置及方法。装置包括发电机定子冷却水箱、发电机定子冷却水泵、除盐水水源，发电机；发电机和除盐水水源管道连接，方法利用该装置，定子冷却水箱充水至指定液位，向发电机定子冷却水箱进行氮气吹扫，直到发电机定子冷却水箱中氧气含量降低到0.2％以下，最后对发电机定子冷却水箱进行氢气吹扫，对发电机定子冷却水箱加压至30

【技术实现步骤摘要】
一种快速降低发电机定子冷却水溶氧装置及方法


[0001]本专利技术属于核电技术，具体涉及一种快速降低发电机定子冷却水溶氧装置及方法。

技术介绍

[0002]为了更有效的带走发电机运行时的巨大热量，发电机定子冷却水在设计上采用闭式循环系统，使用高纯水通过铜质空心导线，来带走由定子绕组损耗产生的热量。定子冷却水接口为特氟龙塑料管与铜制空心导线插接。研究表明，如果发电机定子冷却水的水质不达标，容易造成发电机铜线棒腐蚀，腐蚀产物沉积不仅会导致铜导线传热能力下降，还可能造成堵水、断水、漏水事故，引发定子绕组过热，甚至引发定子绕组端部烧毁等严重事故。影响发电机定子空心铜导线腐蚀的主要因素有冷水系统的溶解氧含量、pH值、电导率等，当系统介质pH值为中性，溶解氧浓度成为影响定子线圈腐蚀的决定因素。
[0003]当除盐水含氧量小于0.1mg/L时，含氧量越低，铜在除盐水中腐蚀越小；含氧量在0.1～0.5mg/L时，铜的腐蚀有一个最大值；随着溶解氧含量的再升高大于0.5mg/L，形成氧化膜腐蚀减少。所以，使用控制溶氧来控制发电机定子冷却水的水质成为一个比较高效的选择。见图一。
[0004]控制溶氧的机组尽量采用限制氧含量在极低的水平，来控制腐蚀。QFSN型发电机采用的先进方案是采用氢气对定子冷却水箱加压密封，防止空气进入定子冷却水箱，增加冷却水的含氧量和二氧化碳含量，利用系统内部充满大量高浓度氢气来保持低溶氧。
[0005]在发电机运行中，发电机内部氢气经过特氟龙塑料等处不断的缓慢的泄漏到定子冷却水系统，并溢出到定子冷却水箱中，这样保持了冷却水箱始终有效补充氢气损耗，并覆盖高纯度的氢气，有利于慢慢去除水中微量溶解氧。这样，使用氢气加压以减少溶氧和限制腐蚀。优点如下：
[0006]⑴
发电机内氢气压力大于定子绕组冷却水压力，氢气微渗透到冷却水中，如果用氮气密封就需要经常进行氮气吹扫和监测水箱氢气浓度；而使用氢气密封，两者介质一致，干扰量少维护量少；
[0007]⑵
依靠氢气的密封，使得系统可以完全封闭的运行，冷却水罐和回水管线均充满氢气，完全封闭运行提高了可靠性。
[0008]最大的问题出现在系统启动阶段：系统停运前检修时设备管道为对空状态，存在大量空气，此时充入除盐水会形成饱和溶氧水，在系统启动后会对铜制定子线圈产生剧烈腐蚀。
[0009]按照传统做法，定子冷却水系统启动时，先对系统充注除盐水，当液位高于发电机定子线圈发生溢流时，系统内空气被排出，再对水箱充入氢气，同时降低系统水位至正常值，然后再启动定子冷却水泵，完成系统投运。
[0010]存在以下问题，成为该低溶氧、中性pH值先进控制方法的重大不足之处：
[0011]1)定子冷却水系统启动时通过充水排气的方法排除系统中的氢气，但是系统内存
在死角，气体很难排净，需要多次启泵搅浑，然后再次充水排气的方式进行，操作复杂；
[0012]2)定子冷却水系统启动时通过多次充水排气，系统内溶氧含量也无法降低至国标最低要求值以下，需要系统启动后通过氢氧复合消除剩余溶氧，这个过程一般需要一周时间，在此期间，发电机空心铜导线将发生腐蚀，系统钢制管道中还原形成铜单质，进而导致电化学腐蚀；
[0013]3)被还原出的铜单质可能堵塞过滤器和空心导线，导致发电机重大故障。
[0014]4)一般在系统投运一周后溶氧水平从2000μg/L降至20μg/L以下，此时pH为7，可以计算出的铜的平均腐蚀速率为4g/(
㎡
*d)，最高达到7g/(
㎡
*d)。比标准值氧含量20μg/L时腐蚀速率高3倍以上，比正常运行氧含量7μg/L时腐蚀速率高7倍以上；
[0015]5)定子冷却水系统启动时通过充水排气，然后充氢排水的方式进行气体置换，耗水量大，且压力难以控制，存在系统超压风险；
[0016]定子冷却水系统启动时通过充水排气，然后充氢排水的方式进行气体置换，在充氢阶段，系统内同时存在空气和氢气，存在氢氧混合爆炸的工业安全风险。

技术实现思路

[0017]本专利技术的目的是提供一种快速降低发电机定子冷却水溶氧装置及方法，其能够较快降低定子冷却水启动阶段溶解氧，提高定子冷却水系统运行的稳定性和可靠性。
[0018]本专利技术的技术方案如下：
[0019]一种快速降低发电机定子冷却水溶氧装置，包括发电机定子冷却水箱、与发电机定子冷却水箱下部出口管道连接的发电机定子冷却水泵和除盐水水源，以及与所述的发电机定子冷却水箱上部入口管道连接的发电机；所述的发电机的集电环侧和所述的除盐水水源管道连接；所述的发电机定子冷却水泵有两个，并联安装在发电机定子冷却水箱下部出口的管路上，且所述发电机定子冷却水泵出口管道上设有两路并联的换热器，换热器的出口与所述的发电机和所述的除盐水水源之间的管道连通；所述的发电机定子冷却水箱上部入口连接氮气供应管线和氢气供应管线；所述的发电机定子冷却水箱设有与发电机的汽侧端口连通的气体出口。
[0020]在所述的发电机的集电环侧和所述的除盐水水源连接的管道上设有两路并联的过滤器。
[0021]在所述的除盐水水源和所述的发电机定子冷却水箱之间的管道上设有两路并联的离子过滤器。
[0022]所述的发电机内部设有两个并联的汇水管，其安装在定子绕组的两端，所有的定子绕组连接到汇水管，汇水管并联的汇合点分别与发电机的励侧端口和汽侧端口连通。
[0023]所述的发电机定子冷却水箱储存定子冷却水，供定子冷却水泵向发电机中的定子供应冷却水时抽取使用，且发电机定子冷却水泵能够搅动定子冷却水箱中的介质，使水中溶解的气体排出。
[0024]所述的氮气供应管线包括氮气储罐，其向定子冷却水箱供应氮气，发电机定子冷却水箱上与发电机的汽侧端口连通的气体出口连接排气管线，所述的氮气供应管线与排气管线向发电机定子冷却水箱内进行氮气吹扫和气体置换。
[0025]所述的氢气供应管线和排气管线，向发电机定子冷却水箱内进行氢气吹扫和气体
置换。
[0026]一种快速降低发电机定子冷却水溶氧方法，其利用所述的快速降低发电机定子冷却水溶氧装置，且在发电机的集电环侧和所述的除盐水水源连接的管道上设有两路并联的过滤器，除盐水水源和发电机定子冷却水箱之间的管道上设有两路并联的离子过滤器，按照如下步骤进行：
[0027]1)将定子冷却水箱充水至指定液位；
[0028]2)向发电机定子冷却水箱进行氮气吹扫，直到发电机定子冷却水箱中氧气含量降低到0.2％以下；
[0029]3)对发电机定子冷却水箱进行氢气吹扫，对发电机定子冷却水箱加压至30
‑
50kPa。
[0030]所述的步骤1)中，将发电机定子冷却水箱上与发电机的汽侧端口连通的气体出口的管线关闭之后，进行充水操作，由所述的除盐水水源通过管线向发电机定子冷却水箱充水至液位900mm，之后打开管线进行排气，直至步骤3)完成。
[0031]所述的步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速降低发电机定子冷却水溶氧装置，其特征在于：包括发电机定子冷却水箱(1)、与发电机定子冷却水箱(1)下部出口管道连接的发电机定子冷却水泵(2)和除盐水水源(8)，以及与所述的发电机定子冷却水箱(1)上部入口管道连接的发电机(9)；所述的发电机(9)的集电环侧和所述的除盐水水源(8)管道连接；所述的发电机定子冷却水泵(2)有两个，并联安装在发电机定子冷却水箱(1)下部出口的管路上，且所述发电机定子冷却水泵(2)出口管道上设有两路并联的换热器(6)，换热器(6)的出口与所述的发电机(9)和所述的除盐水水源(8)之间的管道连通；所述的发电机定子冷却水箱(1)上部入口连接氮气供应管线(3)和氢气供应管线(5)；所述的发电机定子冷却水箱(1)设有与发电机(9)的汽侧端口连通的气体出口。2.如权利要求1所述的一种快速降低发电机定子冷却水溶氧装置，其特征在于：在所述的发电机(9)的集电环侧和所述的除盐水水源8连接的管道上设有两路并联的过滤器(7)。3.如权利要求1所述的一种快速降低发电机定子冷却水溶氧装置，其特征在于：在所述的除盐水水源(8)和所述的发电机定子冷却水箱(1)之间的管道上设有两路并联的离子过滤器(11)。4.如权利要求1所述的一种快速降低发电机定子冷却水溶氧装置，其特征在于：所述的发电机(9)内部设有两个并联的汇水管，其安装在定子绕组的两端，所有的定子绕组连接到汇水管，汇水管并联的汇合点分别与发电机(9)的励侧端口和汽侧端口连通。5.如权利要求1所述的一种快速降低发电机定子冷却水溶氧装置，其特征在于：所述的发电机定子冷却水箱(1)储存定子冷却水，供发电机定子冷却水泵(2)向发电机(9)中的定子供应冷却水时抽取使用，且发电机定子冷却水泵(2)能够搅动发电机定子冷却水箱中(1)的介质，使水中溶解的气体排出。6.如权利要求1所述的一种快速降低发电机定子冷却水溶氧装置，其特征在于：所述的氮气供应管线(3)包括氮气储罐(10)，其向发电机定子冷却水箱(1)供应氮气，发电机定子冷却水箱(1)上与发电机(9)的汽侧端口连通的气体出口连接排气管线(4)，所述的氮气供应管线(3)与排气管线(4)向发电机定子冷却水箱(1)内进行氮气吹扫和气体置换。7.如权利要求6所述的一种快速降低发电机定子冷却水溶氧装置，其特征在于：所述的氢气供应管线(5)和排气管线(4)，向发电机定子冷却水箱(1)内进行氢气吹扫和气体置换。8.一种快速降低发电机定子冷却水溶氧方法，其特征在于，其利用如权利要求1所述的快速降低发电机定子冷却水溶氧装置，且在发电机(9)的集电环侧和所述的除盐水水源(8...

【专利技术属性】
技术研发人员：马飞，李胜利，张祥贵，赵郴亮，叶伟，苏德华，
申请(专利权)人：江苏核电有限公司，
类型：发明
国别省市：