使发电站的发电机惰性化的方法技术

一种使发电站内的一发电机（１）惰性化的方法，该发电机（１）在正常运行时由一种处于一定压力下的气态冷却介质，特别是氢气所冷却，所述方法包括如下步骤： ａ）通过膨胀降压来放掉所述冷却介质， ｂ）将一种在气态下储存的惰性气体直接充入发电机（１），以置换冷却介质，从而使发电机（１）得到冲洗。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种使发电站中的发电机，特别是一种以氢气来冷却的发电机惰性化的方法。发电机在运转时通常从一定的功率等级起要由一种气态冷却介质冷却。为此，采用氢气(H2)一般证明是可靠的，因为氢气与空气相比密度小，并具有良好的导热性和较高的比热。此外，随着气压的升高，氢气的热容量与空气相比也有所提高，发电机内的气体摩擦损失不会达到一不期望的高值。因此，气压一般保持在3至6巴以上。在发电机的封闭式冷却循环内，氢气例如由一多级轴流式鼓风机来循环。偶尔对发电机进行必要的检修，或者在出现故障时要进行必要的冲洗并排空发电机，然后再重新充填。为了避免易爆的氢气-空气混合物，在这种交换过程中强制规定(DIN VDE 0530，第3段)用中性或惰性气体冲洗发电机。为此，迄今在实践中一直使用二氧化碳(CO2)作为惰性气体，参见德国发电厂联合会-VDEW的“发电机与发动机”工作委员会的“对于改善氢气冷却式发电机的H2安全性的建议”1989第1版，以及开头所述的VDE标准。在德国技术DE 29519578 U1、1943.12.07日的德国展出说明书DE-S3644VIIId/21d1及DE-OS 1488079中也对氢气冷却的发电机的充填和在此之前用CO2进行清洗做了描述。由于CO2在液态下保存在瓶中，为了向气相转换，需要一个CO2-蒸发器，其需要附加的位置，可能还需配备一个电加热的电流接线端，以便提供必要的蒸发热量，此外，还需配备一个备用电源。与安全相关的对CO2的实际充填状态的监视只能通过费力地称量CO2瓶的重量来实现，由于压力在很大程度上取决于温度以及同样与温度相关的液相和气相的同时存在，不能简单地，例如通过压力来断定充填状态。如果在为了检修而惰性化后需要对发电机进行一下查看，为了避免有毒的危害，用空气将CO2充填物排出。这种情况与前面所描述的惰性化过程一样，一般用CO2/H2浓度测量仪器监视氢气中或空气中的惰性气体的浓度。本专利技术的目的是提供一种在一发电站内使发电机惰性化的方法，其简便、迅速，并且从能量上讲也是有利的，其在危险情况下也无需使用附加能量。本专利技术的目的是通过权利要求1的特征来实现的。从属权利要求提供了本专利技术优选的扩展或改进结构。按照本专利技术，为了使一台由一种处于过压下的冷却介质冷却的发电机惰性化，首先将冷却介质放气减压，然后，将一种在气相下储存的惰性气体不经过相转换就直接在气态下送入发电机中，置换冷却介质，以实现冲洗过程。有利的是，在本专利技术方法中取消了传统的通过蒸发器将惰性气体从液相向气相转换的过程。从而节省了与此相关的购置和维修成本，以及通常为此而保留的结构体积。此外，还可省去用于蒸发加热所必需的电流接线端和备用电源运行的费用，同时由于这种接线端可能会出现故障，还提高了过程的安全性。节省了用于蒸发器加热的能量消耗，特别是在备用电源供电的情况下，相当大地减轻了备用电源的负荷。另一与安全相关的优点在因取消相转变所赢得的时间中可看到，因为发电机例如在故障时可以毫不延迟地充入惰性气体。在一特别优选的改进方案中规定，将氩气(Ar)用作惰性气体。从技术上讲，可以提供足够的这种气态惰性气体，其导热性与迄今所使用的CO2几乎完全一样，密度也很相似。因此比较有利的是可以继续使用按照导热性原理来工作的气体浓度测量计。由于冷却介质与惰性气体之间的密度差别，在惰性化时气体分层的原理仍然适用。此外，借助于压力测量变换器可以实现判断准确的对惰性气体存储器的充填状态监视，因为可以足够的精确度从压力推断出当前的气体体积量。这样就消除了采用CO2时所需的费力的气体存储称量。此外，从总量上看，氩气被认为是环境可接受的。无论如何，它在大气空气中的体积百分比是无毒的，即使在空气中浓度较大时，对于人类也是无害的，而在大气中占大约0.03体积百分比的CO2在浓度较大时，则会对人类的生命安全构成威胁。优选的是，冷却气体和惰性气体供应部件均为配置给发电机的供气装置，其可以具有多个单向阀，这些单向阀可以是可控电磁阀。冷却气体供气装置例如借助于一供气管路和一冲洗管路连接于发电机，并通过供气管路向发电机输送充填所必需的冷却气体量，在运行时补充主要由于气体析出所引起的冷却气体的泄漏。在运行期间，发电机内的冷却气体在一封闭冷却循环中循环。对于管路和单向阀的这样一种布置，为了惰性化，优选首先经过供气管路将过压下的冷却气体排入一排气管以减压，在此要关闭冲洗管路。然后通过至少一个电磁阀将惰性气体供入冲洗管路，使之从下面充填发电机。在另一有利的改进方案中，借助于一中央过程控制单元使惰性化过程自动化。可以将其设计成在检修时由手动引发命令信号，而在故障时辅以自动引发命令信号，通过预编程的电磁阀的启闭来控制所有必需的气流。优选设置一中央过程控制单元，在其内可以通过手动或自动引发命令信号来激发用于自动充填或排空的分控制。为此，将用于提供冷却气体、提供压力空气、提供发电机的供气装置的惰性气体的阀门装置设计成电磁阀或电动控制阀。在引发了两个分控制中的一个后，按照预编程的自动化顺序，通过相应地调节阀门装置，存在于发电机中的气体由来自惰性气体供气装置的惰性气体排出，而这些惰性气体在分控制充填的情况下，通过用冷却气体冲洗排出，在分控制排空的情况下，通过用来自压缩空气供气装置的空气冲洗排出。比较有利的是，通过自动化的、由逻辑关系联系起来的顺序，实现高度的过程可靠性，因为这样可排除人工误操作。同时，在发电站的监控室中用很少的人力在相对较短的时间内就能实施本专利技术方法。在又一比较有利的改进方案中，供气装置所属的浓度测量计可以由过程控制单元切换其测量区，从而能够符合实际进行的冲洗过程。可以在达到一预定的储存在过程控制单元中的浓度值后终止冲洗过程，并重新引入一新的冲洗过程。为了进一步提高过程的可靠性，优选的是，当多个表示可能会出现误运行的信号化判据中有至少一个存在时，就开始自动排空发电机。下面结合附图所示实施例对本专利技术作进一步详细描述，从而可以看出本专利技术的其它优点。附图说明图1和图2分别为一未示出的发电站的一发电机的简图。在图1中，发电机1配有一供气装置，其包括一冷却介质提供装置2、一气体干燥器3和一冲洗或惰性气体供气装置4。作为冷却介质使用储存在瓶5中的氢气(H2)，在充填时，其经过一供气管6输送到发电机1的一上分配管路7。一下分配管路8经一冲洗管9和一单向阀19(开启时)与放气管27连接，放气管27经一单向阀26(开启时)将排出的氩气排放到大气中。一浓度测量计33与单向阀26并联，它确定何时关断正在运行着的气体交换。气体干燥器3的组成是公知的，它包括一鼓风机、一加热器和一气体干燥器容器，在此不详细描述。作为惰性气体，使用以气态存储在一由瓶10构成的惰性气体存储器11中的氩气。很容易根据一与瓶10的容积相连的压力表34确定尚存的储备。该惰性气体经一惰性气体管路12以后面将要说明的方法输送到发电机中。冷却介质从瓶5经一冷却气体管路15输送到供气管6，该冷却气体管路15带有一减压器13和一单向阀14。在供气管6与冲洗管9之间设置一条由单向阀17控制的连通管18。在单向阀17与分配管8之间，在冲洗管9中装有一单向阀19。惰性气体管路12与冲洗管9和分配管8相连，并带有一单向阀24和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赫尔穆特·雷姆，克里斯托弗·莱曼，克劳斯·韦勒，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：