發(fā)電機(jī)定子冷卻水系統(tǒng)流量降低處理方法淺析

盧凱超　孟洪漢　孫幸光

【摘 要】核電秦山二期1和2號(hào)機(jī)組的兩臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)為哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司制造的QFSN-650-2型汽輪發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)采用整體全封閉、內(nèi)部氫氣循環(huán)、定子繞組水內(nèi)冷、定子鐵心及端部結(jié)構(gòu)件氫氣表面冷卻、轉(zhuǎn)子繞組氣隙取氫氣內(nèi)冷的冷卻方式。為了導(dǎo)出發(fā)電機(jī)定子線圈在正常運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量，維持發(fā)電機(jī)在滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的正常溫升值，設(shè)置有發(fā)電機(jī)定子冷卻水系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)定子冷卻水系統(tǒng)是按照 QFSN-650-2 型發(fā)電機(jī)最大連續(xù)功率 689Mwe設(shè)計(jì)的，保證發(fā)電機(jī)所需冷卻水的水質(zhì)和水量，并滿足壓力和溫度的要求，該文結(jié)合秦山核電機(jī)組的運(yùn)行實(shí)際情況，分析探討發(fā)電機(jī)定值冷卻水系統(tǒng)流量降低對(duì)發(fā)電機(jī)的影響及處理方法。

【關(guān)鍵詞】GST；定子冷卻水；斷水保護(hù)；控制分析

1 定子冷卻水系統(tǒng)的功能

發(fā)電機(jī)定子冷卻水系統(tǒng)的功能就是要提供合格水質(zhì)的發(fā)電機(jī)冷卻水，克服水在空心導(dǎo)線內(nèi)循環(huán)流動(dòng)的阻力，將線圈的熱量擴(kuò)散到發(fā)電機(jī)之外，保持發(fā)電機(jī)在滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的正常溫升值。當(dāng)出現(xiàn)供水量不足或斷水故障時(shí)，要有可靠的檢測環(huán)節(jié)和完善的保護(hù)措施，延時(shí)30秒實(shí)現(xiàn)跳機(jī)功能，起到對(duì)發(fā)電機(jī)的保護(hù)作用。

2 定子冷卻水流量降低的風(fēng)險(xiǎn)及原因

2011年4月份，1號(hào)機(jī)組108大修機(jī)組啟動(dòng)后1GST定子水流量較低，維持在75t/h左右，7月29日開始出現(xiàn)緩慢降低的趨勢，至10月10日流量下降到約64t/h。

定子水流量的下降存在三大風(fēng)險(xiǎn)：1）發(fā)電機(jī)線圈冷卻不足，過熱損壞；2）由于發(fā)電內(nèi)定子線圈的堵塞導(dǎo)致GST水壓越來越大導(dǎo)致發(fā)電機(jī)進(jìn)水；3）分析得知如果由于堵塞造成的流量降低，發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)也不會(huì)觸發(fā)，發(fā)電機(jī)斷水保護(hù)邏輯如下， 012/013/014spd（60T/h）3取2+007sp（0.124MPa）+008sp（0.06MPa），從邏輯可以看出由于GST水壓差越來越大，007sp和008sp不會(huì)觸發(fā)低壓定值，當(dāng)流量低于60t/h時(shí)，也不會(huì)觸發(fā)定子斷水保護(hù)，起不到保護(hù)發(fā)電機(jī)的作用。

同時(shí)積極同大亞灣交流，分析GST流量減少的原因，可能的原因有：1）線圈表層氧化腐蝕，生成氧化銅；2）運(yùn)行期間表層銅氧化物的轉(zhuǎn)化、釋放和沉積，表現(xiàn)為流量下降和溫度上升。

3 定子冷卻水流量降低的處理方法

3.1 控制發(fā)電定子冷卻水的氧含量，利用9ASG001DZ對(duì)SED水除氧后對(duì)1GST001BA補(bǔ)水

1）啟動(dòng)9ASG001DZ用SED制水。

2）初始向1/2ASG001BA沖洗30min左右（制水出水之后，在向ASG水箱供水同時(shí)，可以略微開啟9ASG173VD，專工通過下游735VD沖洗管道，管道沖洗時(shí)間較長，兩次均在1h左右，水質(zhì)和合格后連接補(bǔ)水法蘭）。

3）氧含量合格后切換至向REA制水。

4）在向REA制水的同時(shí)，專工通過9ASG735VD，1GST228VN，GST044VN，GST049VN向GST001BA 補(bǔ)水。

5）一般補(bǔ)水至高液位后停止（650mm）

6）若要進(jìn)行換水操作則將通過GST一個(gè)疏水閥放水，同時(shí)補(bǔ)水即可。

3.2 發(fā)電機(jī)水—?dú)鈨上鄾_洗

水—?dú)鈨上啻祾呒夹g(shù)原理就是在發(fā)電機(jī)線棒充滿無氧水，然后在充入一定壓力（0.3mpa）的氮?dú)猓ㄟ^瞬間釋放（時(shí)間越短越好）壓力，線棒中的水—?dú)饣旌衔镄纬珊芏嘈〉乃N和氣錘，對(duì)線棒進(jìn)行吹洗，使線棒上的腐蝕產(chǎn)物掉落，然后在發(fā)電機(jī)線棒兩端出口處收集。

我廠進(jìn)行水—?dú)鈨上鄾_洗后，流量上升至約78t/h，定子水入口壓力0.36MPa，吹掃處的腐蝕產(chǎn)物取樣98%為CuO，吹掃后流量上升效果不明顯，仍不能解決流量下降問題，最終判斷是結(jié)垢導(dǎo)致。

3.3 化學(xué)清洗

大型發(fā)電機(jī)組經(jīng)過長期運(yùn)行后，發(fā)電機(jī)空芯線棒由于定子內(nèi)冷水系統(tǒng)運(yùn)行過程中pH和銅離子等因素的共同作用，會(huì)在表面結(jié)垢或部分堵塞使通流面積減少從而造成內(nèi)冷水阻力加大，導(dǎo)致內(nèi)冷水流量降低、壓差增大、線棒超溫等一系列問題，對(duì)此需要進(jìn)行化學(xué)清洗。

化學(xué)清洗方法可以在不腐蝕系統(tǒng)基體的前提下清除系統(tǒng)內(nèi)金屬表面積垢和腐蝕產(chǎn)物，確保內(nèi)冷水系統(tǒng)暢通，消除發(fā)電機(jī)的隱患。清洗后對(duì)內(nèi)冷水系統(tǒng)銅表面進(jìn)行活化預(yù)膜處理，以達(dá)到銅表面防腐蝕和控制運(yùn)行中銅離子濃度的目的。

采用化學(xué)酸洗必須注意以下幾點(diǎn)：1）酸洗本身會(huì)對(duì)系統(tǒng)、設(shè)備產(chǎn)生影響，在酸洗前，首先必須確定腐蝕產(chǎn)物（停機(jī)后取垢樣）的化學(xué)成分，依據(jù)垢樣的化學(xué)成分確定酸洗液的濃度和配比。2）化學(xué)清洗后最好不要直接排空水（避免線棒直接與空氣接觸、引起再次腐蝕），系統(tǒng)沖水需采用無氧水。3）化學(xué)清洗后的預(yù)膜工作非常重要。

化學(xué)清洗后，定子水流量從77.9t/h上升至92.3t/h，經(jīng)過正向和反向酸洗各2次后，流量基本維持在92t/h左右，測量發(fā)電機(jī)直流電阻合格。酸洗結(jié)束后，加入預(yù)膜液開始24h鈍化作業(yè)，其后進(jìn)行定子繞組的水壓試驗(yàn)合格，至此，1號(hào)機(jī)組定子冷卻水流量降低時(shí)間得到完美處理。

4 結(jié)束語

1）日常運(yùn)行期間，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)定子冷卻水系統(tǒng)的溶解氧控制與監(jiān)測，通過技術(shù)改造加裝了在線氧表。

2）發(fā)電機(jī)定子冷卻水箱利用N2覆蓋，降低氧含量。

3）加強(qiáng)檢修期間的設(shè)備保養(yǎng)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]發(fā)電機(jī)定子冷卻水系統(tǒng)系統(tǒng)手冊[S].浙江：核電秦山聯(lián)營有限公司，2005.

[2]核電廠中級(jí)運(yùn)行[S].2版.浙江：核電秦山聯(lián)營有限公司，2008.

[3]發(fā)電機(jī)定子化學(xué)清洗重大檢修工作方案[S].浙江：核電秦山聯(lián)營有限公司，2011.

[4]運(yùn)行規(guī)程[S].浙江，核電秦山聯(lián)營有限公司，2005.

[責(zé)任編輯：田吉捷]