一种发电机定子冷却水箱恒压连续置换系统的制作方法

1.本发明涉及火力发电技术领域，具体涉及一种发电机定子冷却水箱恒压连续置换系统。


背景技术：

2.为解决发电机运行时，由于定子线棒中电流流过产生发热的问题，发电机设置了一套定子冷却水系统。通过若干空心线棒，向线棒中连续通入冷却水带走线棒中产生的热量。
3.由于国内大型发电机绝大多数都是氢冷发电机，即发电机转子及铁芯表面氢气冷却。为了保证氢气冷却效果和避免定冷水漏入发电机内，发电机氢气压力均设置得定子冷却水压力高。一般大中型发电机额定氢气压力0.4mpa，定子冷却水压力约0.25mpa。又因为定子线棒与定子冷却水引入、引出管靠接头连接。不可避免存在不严密处，氢气则会漏入定子冷却水内。顺着定子冷却水聚集在定子冷却水箱内。造成水箱内氢气聚集、氢气浓度升高。
4.为监视发电机漏氢量，避免定冷水氢气浓度超过爆炸极限，近年来许多发电机定子冷却水箱都新增了氢气浓度检测装置，一般设置在水箱排气管顶部。
5.根据反措要求，定子冷却水箱内氢气浓度不得大于4％。一般的，当氢浓度检测装置检测到水箱内氢气浓度升高至2％-3％会发出报警，收到报警信号后，操作人员会手动操作相关阀门进行置换操作，即通过氮气瓶，充氮管路对定子冷却水箱充入氮气，排出氢气，降低氢气浓度。为防止空气漏入定子冷却水箱，充入氮气应保证水箱内微正压。现有定子冷却水系统可由图1所示。
6.然而，现有技术中，因氢气密度小，即使微量氢气漏入定子冷却水系统，氢气也会上浮于水箱顶部，被氢气浓度检测仪检测到，触发浓度超标报警。因此，检测到的浓度数值不能代表整个水箱浓度水平。虽然微量漏氢不反映实际水箱浓度，但数值超标后，不得不进行人工置换，因此带来大量的人力资源浪费，以及人员劳动强度增加。且频繁的氮气置换，基本上每次置换工作都需要消耗一批氮气瓶，氮气消耗成本大。


技术实现要素：

7.为解决上述问题，本发明提出一种发电机定子冷却水箱恒压连续置换系统，包括第一减压阀、第一隔离阀、第二隔离阀、压力表、针型阀、第三隔离阀、氢气浓度检测仪、第四隔离阀、第一恒压阀、流量计、定冷水箱、氮气瓶；所述氮气瓶出口通过第一减压阀接通主管路，所述主管路上依次连通有第一隔离阀、针型阀、定冷水箱、第四隔离阀、第一恒压阀和流量计，所述流量计出口通过管道与大气连通。在所述第一隔离阀与针型阀之间，还设置有压力表，所述压力表通过第二隔离阀与主管路连通，所述定冷水箱和第四隔离阀之间设置有氢气浓度检测仪，所述氢气浓度检测仪通过所述第三隔离阀与所述主管路连通。
8.在一个实施例中，还包括第六隔离阀、第七隔离阀和水封装置，所述水封装置入口
通过第六隔离阀连通于所述主管路上的所述针型阀与定冷水箱之间，并且通过第七隔离阀控制与定冷水箱的通断。
9.在一个实施例中，还包括设置在所述主管路上的第二减压阀和第五隔离阀，所述第二减压阀和第五隔离阀依次设置于第一隔离阀与针型阀之间。
10.在一个实施例中，还包括第二恒压阀，所述第二恒压阀设于第六隔离阀和水封装置之间。
11.在一个实施例中，还包括旁路阀，所述旁路阀设于针型阀与第七隔离阀之间，连通于与第六隔离阀并联的旁通管路。
12.在一个实施例中，还包括第一排污阀，所述第一排污阀设置在第一排污管路上，所述第一排污管路设置于第五隔离阀与针型阀之间。
13.在一个实施例中，还包括第二排污阀，所述第二排污阀设置在第二排污管路上，所述第二排污管路设置于所述水封装置上。
14.在一个实施例中，所述压力表和流量计包括数据传输模块。
15.在一个实施例中，还包括压力变送器，所述压力变送器位于第七隔离阀与第四隔离阀之间。
16.本发明可实现对定冷水箱内氢气的不间断连续置换，通过记录流量计的数值变化趋势，同样可以达到监视漏氢量是否增大的目的，避免水箱内氢气聚集超过爆炸极限，消除氢爆隐患。并且系统投运后，氮气用量大大减少，大大降低了操作人员工作量。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
18.图1为现有发电机定子冷却水系统示意图；
19.图2为本发明第一实施例中发电机定子冷却水箱恒压连续置换系统示意图；
20.图3为本发明第二实施例中发电机定子冷却水箱恒压连续置换系统示意图；
21.图4为本发明第三实施例中发电机定子冷却水箱恒压连续置换系统示意图；
22.图5为本发明第四实施例中发电机定子冷却水箱恒压连续置换系统示意图。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
24.本发明提供一种发电机定子冷却水箱恒压连续置换系统，如图2所示，包括第一减压阀1、第一隔离阀2、第二隔离阀5、压力表6、针型阀8、第三隔离阀12、氢气浓度检测仪13、第四隔离阀14、第一恒压阀15、流量计20、定冷水箱30、氮气瓶40。氮气瓶40出口通过第一减压阀1接通主管路，主管路上依次连通有第一隔离阀2、针型阀8、定冷水箱30、第四隔离阀14、第一恒压阀15和流量计20。在第一隔离阀2与针型阀8之间，还设置有压力表6，压力表6通过第二隔离阀5与主管路连通。定冷水箱30和第四隔离阀14之间设置有氢气浓度检测仪
13，氢气浓度检测仪13通过第三隔离阀12与主管路连通。
25.从而，该实施例通过将氮气瓶40长期接入定子冷却水系统对系统充氮气，并通过第一减压阀1控制定冷水箱30充氮压力，通过压力表6对减压后压力进行监视，通过针型阀8限制定冷水箱30充氮流量，并可通过第一恒压阀15维持定冷水箱30保持微正压。并可以通过流量计20的数值变化趋势，达到监视漏氢量是否增大的目的，以能够根据流量计20读数，调整针型阀8的大小，进而调整氮气瓶40的氮气输出流量。从而避免仅基于氢气浓度检测仪13的数据调整氮气瓶40的氮气输出流量造成的氮气过度消耗。
26.该实施例可实现对定冷水箱内氢气的不间断连续置换，在避免现有技术需要人工定期置换的前提下，避免水箱内氢气聚集超过爆炸极限，消除氢爆隐患。并且，由于对冷却管网的上述结构改进，可以使技术人员精准控制氮气输出量与氢气泄漏量的平衡关系，避免仅基于氢气浓度检测仪13的数据调整氮气瓶40的氮气输出流量造成的氮气过度消耗，系统投运后，氮气用量大大减少。从而大大降低了操作人员工作量，将每天操作一次置换工作降为15天更换一次气瓶。
27.如图3所示，在一个实施例中，系统还包括第六隔离阀9、第七隔离阀11和水封装置19。水封装置19入口通过第六隔离阀9连通于主管路上的针型阀8与定冷水箱30之间，并且通过第七隔离阀11控制与定冷水箱30的通断。
28.通过设置水封装置19，当流量计20发生故障时，水封破坏，排气由水封通过排放管18排出，从而不影响系统正常排气，并且防止定冷水箱超压。
29.在一个实施例中，系统还包括设置在主管路上的第二减压阀3和第五隔离阀4，第二减压阀3和第五隔离阀4依次设置于第一隔离阀2与第二隔离阀5之间，通过两级减压，可将氮气压力大幅降低，从而利于精细化流量控制。并且，当第二减压阀3故障时，第一隔离阀2和第五隔离阀4可实现对第二减压阀3的在线检修。
30.在一个实施例中，系统还包括第二恒压阀10，第二恒压阀10设于第六隔离阀9和水封装置19之间。通过设置第二恒压阀10，可以在当水箱进气压力超过35kpa时自动打开泄压，实现对水箱的超压保护。同时也可作为恒压阀15的备用，当恒压阀15故障时，水箱压力超过35kpa，恒压阀10打开，维持水箱压力35kpa，实现对水箱的双重保护。
31.在一个实施例中，系统还包括旁路阀17，如图4所示，旁路阀17设于针型阀8与第七隔离阀11之间，连通有与第六隔离阀9并联的旁通管管路，从而可实现在故障情况下泄压作用。
32.在一个实施例中，系统还包括第一排污阀7，如图5所示，第一排污阀7设置于第五隔离阀4与针型阀8之间，第一排污阀7处于系统最低点，用于对主管路进行排污。
33.在一个实施例中，系统还包括第二排污阀18，第二排污阀18设置在第二排污管路上，设置于水封装置19上，在系统管路吹扫和冲洗、清洁时用于排污处理。
34.在一个实施例中，压力表6和流量计20包括数据传输模块，可将系统压力和流量信号远传至中央控制室，可实现对充氮压力的监视，减压阀故障后，或氮气用尽后可及时处理，并可实现对排气流量的连续监视，可及时发现氢气泄漏增大趋势。
35.在一个实施例中，系统还包括压力变送器，压力变送器设置于第七隔离阀11与第四隔离阀14之间管路上，从而可将压力远传至中央集控室，可实现对水箱压力的连续监视。
36.通过上述实施例管路设置，系统启用后，开启隔离阀2、4、5、9、11、12、14，关闭排污
阀7、17，关闭旁路阀10，对水封19从顶部灌除盐水至排水管有水逸出，将减压阀1、3调至最小，将针型阀8关至最小，确认氮气瓶压力正常，一般为大于0.1mpa，缓慢调节减压阀1，控制减压阀出口压力为0.1mpa，缓慢调节减压阀2，控制减压阀出口压力为0.01mpa，缓慢打开针型阀8，待水箱压力超过7kpa后，恒压阀15自动开启维持水箱压力7kpa，根据流量计20读数，调整针型阀8大小，保证流量计20读数0.2升/分，或者根据现场实际情况确定流量。维持针型阀8开度，监视氮气瓶出口压力，若氮气瓶出口压力低于0.1mpa，更换新的氮气瓶。可实现对定冷水箱内氢气的不间断连续置换，通过记录流量计的数值变化趋势，可监视漏氢量是否增大，避免水箱内氢气聚集超过爆炸极限，消除氢爆隐患。系统可保持长期微正压运行，避免空气漏入，且系统水箱侧、排气侧均具有双重超压保护，可保证水箱安全运行。信号远传接入控制系统后，可远程连续监视系统压力和流量。系统投运后，氮气用量大大减少，降低了操作人员工作量，将每天操作一次降为15天更换一次气瓶。
37.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。