一种采用高位水箱运行的发电机定子冷却水系统的制作方法

本实用新型涉及一种采用高位水箱运行的发电机定子冷却水系统，属于发电机冷却技术领域。

背景技术：

目前水-氢-氢型汽轮发电机定子的冷却水系统一般采用中间水箱运行方式，而高位水箱运行方式的应用较少。采用中间水箱运行方式时，通常将中间水箱与定子冷却水系统的其他主要设备，以及连接管道一起集成在定子冷却水集装装置上，此种设计存在以下问题：

一、由于定子冷却水集装装置在电厂、汽机厂房内的安装位置为中间层或底层，而发电机安装于运行层，导致集装装置上的水箱安装标高始终低于发电机。因此，在定子冷却水系统的初始充水阶段，仅能将水箱及部分系统管道预充水至一定液位，而无法将安装标高在水箱中心以上的定子冷却水管道及发电机定子空心线棒充满水。当发电机组正常运行时，一旦定子冷却水系统的水循环设备因突发故障而停止工作，发电机定子空心线棒内的循环冷却水会即刻中断，进而空心线棒内形成局部空水状态，若系统冷却水循环未能快速恢复，发电机空心线棒极有可能因温升过高而烧毁，从而导致发电机重大运行事故发生。

二、定子冷却水集装装置上的水箱是作为提供水循环的主要储水设备，其储水容积应满足全系统循环流量的要求，因而需要设置体积足够大的中间水箱，制造成本较高，安装也不方便。

技术实现要素：

本实用新型旨在克服现有技术的不足，而提出了一种采用高位水箱运行的发电机定子冷却水系统。通过本高位水箱的设置，实现发电机定子冷却水系统（包括发电机定子线棒）满水运行要求；在发电机组正常运行工况下，杜绝发电机定子线棒出现空水状况，极大地提高发电机组安全运行的可靠性。

为了实现上述技术目的，提出如下的技术方案：

一种采用高位水箱运行的发电机定子冷却水系统，包括高位水箱、水泵、水冷却器、水温调节阀、水过滤器、离子交换器、气体泄漏检测仪及真空泵，

高位水箱通过安装支座设置在发电机机座顶部，高位水箱连有排气汇集管和高位水箱出水管，发电机连有发电机总进水管和发电机总出水管，排气汇集管与发电机总进水管连接，高位水箱出水管与发电机总出水管连接，发电机总出水管与发电机总进水管之间为冷却水主管，于冷却水主管上设有两台并联设置的水泵、两台并联设置的水冷却器、水温调节阀及水过滤器；

发电机还连有发电机引出线与中性侧冷却水出水管，发电机引出线与中性侧冷却水出水管与发电机总出水管连接；

水过滤器出口处的冷却水主管上设有支路引水管，支路引水管与离子交换器进口连接，离子交换器出口通过支路出水管与水泵进口处的冷却水主管连接；

支路引水管上连有支路补水管，支路补水管通过补水管连接至电厂除盐水分配系统；

高位水箱还连有气体泄漏检测管，气体泄漏检测管上设有气体泄放阀和气体泄漏检测仪，气体泄漏检测管连接至气体泄放阀进口，气体泄放阀出口与气体泄漏检测仪进口连接，气体泄漏检测仪出口设有排空管，排空管延伸至厂房外；气体泄漏检测管上还连有两条支路，一条支路连接至电厂氮气供应系统，另一支路连接至真空泵进口，真空泵出口设有排空管，排空管延伸至厂房外。

系统进一步的细化设置如下：

所述高位水箱的安装支座为弹性支座，有效避免运转状态下的发电机产生机座震动，而对水箱造成不利影响。

所述高位水箱外部的各类连接管中，如：排气汇集管和高位水箱出水管等，因布管空间受限，不易进行硬质管连接的接口，而采用非硬质的膨胀连接管完成适度变形连接。

所述高位水箱上设有液位监测器，液位监测器包括磁翻板式液位计、液位变送器及冗余式液位开关，磁翻板式液位计实现就地液位观测，液位变送器送出4～20mA远方监控信号，冗余式液位开关实现液位超限报警远传。

所述高位水箱上设置自动补水回路，自动补水回路包括补水管及设置在补水管上的补水电磁阀，补水管一端与电厂除盐水分配系统连接，另一端与高位水箱连接。当高位水箱液位低于限值时，补水电磁阀将自动开启并接通补水管，向水箱内补水，确保水箱液位在机组运行期间能保持在正常水平。

所述高位水箱上设置有管道排气汇集接口，管道排气汇集接口与排气汇集管连接，各类连接管内可能存留的集气通过排气汇集管，借助带压水流，通过水循环带入高位水箱，将冷却系统的水路充分排气，从而提供定子冷却水系统稳定运行的必要条件。

所述发电机总进水管上设有节流孔板。

在各类连接管上，可根据实际需求设置阀门。

发电机主要结构包括定子（其中包括定子线棒）、转子及发电机机座。

各类连接管包括：排气汇集管、高位水箱出水管、发电机总出水管、发电机总进水管、发电机引出线与中性侧冷却水出水管、补水管、支路补水管、支路引水管、支路出水管及排空管等。

采用本实用新型，带来的有益技术效果为：

1）采用本高位冷却水系统，实现发电机定子冷却水系统（包括发电机定子线棒）满水运行要求；在发电机组正常运行工况下，杜绝发电机定子空心线棒内出现空水状况，而避免导致发电机空心线棒过热甚至烧毁的重大事故发生，并极大的提高发电机组安全运行的可靠性；

2）本实用新型中的高位水箱液位变送器及冗余式液位开关均采用独立顶插式安装方式，避免了原有的液位计外绑式变送器及开关均受液位计内浮子状况影响的问题，提高了水箱液位监测的可靠性；

3）在本实用新型中，补水管、补水电磁阀的设置，保证高位水箱自动补水功能的实现，设置该高位冷却水系统自动补水功能，有效避免发电机组因系统非正常失水而导致流量过低，并最终所引发跳机事故，提升机组的自保护能力，避免对电厂造成不必要的跳机损失；

4）在本实用新型中，高位水箱上设置管道排气汇集接口，将管道内各处可能存留的集气通过排气汇集管，并借助带压水流，通过水流循环带入高位水箱，将冷却系统循环水路充分排气，而不形成气压扰动，从而保证定子冷却水系统循环水路内运行压力稳定；

5）在本实用新型中，在水箱安装支座的承力支点处采用弹性支座结构，有效避免了发电机运转状态下的机座震动可能对水箱造成的影响。

附图说明

图1为本实用新型的原理流程图

图2 为本实用新型中高位水箱安装示意图

图3 为本实用新型中弹性支座结构示意图

图4 为本实用新型中膨胀连接管示意图

图中，1、发电机，2、高位水箱，3、水冷却器，4、发电机总出水管，5、发电机总进水管，6、发电机引出线与中性侧冷却水出水管，7、水泵，8、水温调节阀，9、水过滤器，10、排气汇集管，11、高位水箱出水管，12、离子交换器，13、补水管，14、补水电磁阀，15、支路引水管，16、支路出水管，17、气体泄漏检测管，18、真空泵，19、气体泄漏检测仪，20、氮气进气管，21、气体泄放阀，22、液位监测器，23、节流孔板，24、阀门，25、支路补水管，26、弹性支座，27、膨胀连接管。

具体实施方式

下面通过对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1-2所示：一种采用高位水箱2运行的发电机1定子冷却水系统，包括高位水箱2、水泵7、水冷却器3、水温调节阀8、水过滤器9、离子交换器12、气体泄漏检测仪19及真空泵18，

高位水箱2通过安装支座设置在发电机1机座顶部，高位水箱2连有排气汇集管10和高位水箱出水管11，发电机1连有发电机总进水管5和发电机总出水管4，排气汇集管10与发电机总进水管5连接，高位水箱出水管11与发电机总出水管4连接，发电机总出水管4与发电机总进水管5之间为冷却水主管，于冷却水主管上设有两台并联设置的水泵7、两台并联设置的水冷却器3、水温调节阀8及水过滤器9；

发电机1还连有发电机引出线与中性侧冷却水出水管6，发电机引出线与中性侧冷却水出水管6与发电机总出水管4连接；

水过滤器9出口处的冷却水主管上设有支路引水管15，支路引水管15与离子交换器12进口连接，离子交换器12出口通过支路出水管16与水泵7进口处的冷却水主管连接；

支路引水管15上连有支路补水管25，支路补水管25通过补水管13连接至电厂除盐水分配系统；

高位水箱2还连有气体泄漏检测管17，气体泄漏检测管17上设有气体泄放阀21和气体泄漏检测仪19，气体泄漏检测管17连接至气体泄放阀21进口，气体泄放阀21出口与气体泄漏检测仪19进口连接，气体泄漏检测仪19出口设有排空管，排空管延伸至厂房外；气体泄漏检测管17上还连有两条支路，一条支路连接至电厂氮气供应系统，另一支路连接至真空泵18进口，真空泵18出口设有排空管，排空管延伸至厂房外。

实施例2

在实施例1的基础，更进一步的：

所述高位水箱2的安装支座为弹性支座26（如图3所示），有效避免运转状态下的发电机1产生机座震动，而对水箱造成不利影响。

所述高位水箱2外部的各类连接管中，如：排气汇集管10和高位水箱出水管11等，因布管空间受限，不易进行硬质管连接的接口，而采用非硬质的膨胀连接管27（如图4所示）完成适度变形连接。

实施例3

在实施例1-2的基础上，更进一步的：

所述高位水箱2上设有液位监测器22，液位监测器22包括磁翻板式液位计、液位变送器及冗余式液位开关，磁翻板式液位计实现就地液位观测，液位变送器送出4～20mA远方监控信号，冗余式液位开关实现液位超限报警远传。

所述高位水箱2上设置自动补水回路，自动补水回路包括补水管13及设置在补水管13上的补水电磁阀14，补水管13一端与电厂除盐水分配系统连接，另一端与高位水箱2连接。当高位水箱2液位低于限值时，补水电磁阀14将自动开启并接通补水管13，向水箱内补水，确保水箱液位在机组运行期间能保持在正常水平。

所述高位水箱2上设置有管道排气汇集接口，管道排气汇集接口与排气汇集管10连接，各类连接管内可能存留的集气通过排气汇集管10，借助带压水流，通过水循环带入高位水箱2，将冷却系统的水路充分排气，从而提供定子冷却水系统稳定运行的必要条件。

实施例4

在实施例1-3的基础上，更进一步的：

所述发电机总进水管5上设有节流孔板23。

在各类连接管上，可根据实际需求设置阀门24。

发电机1主要结构包括定子（其中包括定子线棒）、转子及发电机1机座。