发电机定子冷却水系统，作为闭式循环系统，涵盖了多重要件，包括定冷水泵、冷却器、滤网、水箱、离子交换器、加碱装置以及监控仪器等。其核心功能在于，通过定子绕组中的空心导管，将因损耗而产生的热量有效导出，进而大幅降低发电机内部的最高温度，并缩小相邻部件间的温差，以最小化机械应力。

系统的工作流程如下：首先，由定冷水供水装置产出的冷水，经过滤器进入发电机励端定子绕组的进水汇流管。之后，一路冷水通过聚四氟乙烯绝缘水管深入定子线棒的空心导线内，再从线圈另一端管汇入汽端出水汇流管。另一路冷水则经绝缘引水管流入定子线圈主引线，出主引线后同样汇入出线盒内的出水管，最终再经外管道汇入汽端出水汇流管。双路水流最终在汽端机座上部离开发电机，经总出水管返回定冷水箱，确保发电机定子绕组及汇流管等始终得到充分的冷却。

一、系统相关
在发电机定子冷却水系统中，除了上述提及的各个部件外，还有一些其他的关键要素和运行特性需要关注。这些包括系统的稳定性、安全性以及冷却效率等。同时，为了确保系统的正常运行，还需要定期进行维护和检修，及时发现并处理潜在问题。
  2.1、定冷水箱
定子线圈的出水会首先流入定冷水箱，其中含有的微量氢气会在水箱内得到释放。水箱顶部设有一根排气管道，其上配备安全阀。当水箱内气压超过设定值时，安全阀会自动开启，通过排气管道上的气表向大气中排放气体。此外，水箱上还装有一个压力开关。当水箱内的气体过多，安全阀无法及时排放时，水箱内压力会逐渐升高。一旦达到压力开关的设定值，触点会闭合，从而发出“水箱压力过高”的报警信号。

定冷水箱顶部设置了一根防虹吸管，其作用至关重要。进水汇流管和出水汇流管的顶部通过这根排气管相连通，而且排气管的出水端直接与水箱相接，从而有效地排除了定子线圈中的气体。此外，该排气管还发挥了压力平衡的关键作用，将励端和汽端的进出水汇流管在顶部相连通，这样在水系统断水时，就能起到防止虹吸的作用，确保定子冷却水能够继续留在线圈内部。
定冷水箱内部安装了液位开关，这一装置能够自动监控电磁阀的补水情况，从而确保水箱内的液位始终维持在正常水平。同时，它还能对液位的异常变化发出报警，提醒工作人员及时采取措施。此外，水箱上还配备了磁性翻板式液位计，该液位计不仅可以直接观察水箱的液位情况，还能将水位信号传输至DCS系统进行远程监控。
另外，定冷水箱的排气管道在运转层的排气口处安装了气体流量表。这个流量表能够实时显示从水箱中排出的气体量，为运行人员提供了一个直观的监测手段。需要注意的是，该气表为就地累积式仪表，因此运行人员需要定期到现场进行巡视并记录相关数据。

气表流量读数的判断标准如下：
在正常运转状态下，定冷水箱每日可监测到约（50～150）升的氢气通过绝缘引水管渗透并汇集。若气表流量显著上升，超过每日560升，则预示发电机可能存在泄漏点，需在下次计划停机时进行漏点检测与修复。而当流量进一步激增，超过每日5立方米时，应立即采取行动，停机并着手查找漏点，以确保及时修复。

定冷水箱的进水和底部排污操作
在正常运转的发电机中，定冷水箱扮演着至关重要的角色。它不仅负责监测氢气的渗透情况，还涉及到进水和底部排污等关键操作。这些操作对于确保发电机的稳定运行和及时发现潜在问题具有重要意义。
 2.2、定冷水泵
为了确保发电机能够持续、稳定地运行，定冷水系统配备了两台额定能力均为100%的离心泵，以实现水的循环流动。在这两台泵中，一台被选为工作泵，另一台则作为备用泵。一旦工作泵发生故障，备用泵会立即启动，以保证水系统的持续运行。这些水泵由三相交流电动机驱动，并通过多个系统供电，从而大大提高了系统的可靠性。
此外，在每一台水泵的出口处都安装了截止止回阀，进口处则装有截止阀，以便于对水泵进行隔离和维护。该装置还配备了泵组故障信号系统，通过水泵出口管道上的压力变送器进行监测。当一台水泵在运行过程中发生故障，导致其出口压力降至预设值时，系统会发出报警信号并自动启动备用泵，以确保水系统的稳定运行。

 2.3、过滤器
为了确保注入的除盐水及循环的定子冷却水中不含可积聚和阻流的颗粒，主水路必须经过高精度过滤器进行严格过滤。这些过滤器不可设有旁路，且必须全部投入使用。主水路配备了两台过滤器，每台都能承担100%的水量处理任务。在切换过滤器时，需先对备用过滤器进行注水排空操作，包括打开排空气阀和切换注水阀，直至连续水流从排空气阀流出。然后，转动切换阀进行过滤器切换，注意观察切换阀上部的箭头指示，以确定当前运行过滤器。最后，切换完成后关闭排空气阀和切换注水阀。

过滤器受污染的程度可以通过其两端的压差变送器进行监测。一旦过滤器两端的压差达到预设的阈值，压差变送器会触发“过滤器压差高”的报警信号。在接收到此信号后，应立即启动备用过滤器，同时对堵塞的过滤器滤芯进行清理或更换。
 2.4、反冲洗管道的应用
发电机定子线圈进出口处配备了反冲洗管道，这一设计使得绕组能够通过反冲洗进行清洁，或者通过旁路对绕组及管道进行彻底的清洗。

四通换向阀操作指南
首先，顺时针旋转顶端手轮直至其达到限位，这样能够提升阀塞并打开密封。接着，若要进行反冲洗，需逆时针旋转手柄（从A到C，再从B到D），或顺时针旋转手柄（从A到B，再从C到D）。最后，完成反冲洗后，逆时针旋转手轮直至无法继续旋转，然后下压阀塞以关闭密封。
 2.5、水冷却器
水系统中配备了两台并联连接的冷却器，每台都具备100％的热交换容量。这些冷却器采用不锈钢板式设计，确保过流部分均由不锈钢材质构成，且定冷水侧无旁路设置。在单台冷却器发生故障时，另一台能够独立承担全部冷却水容量。此外，冷却器的最高点设有排气管道，以确保在发电机正常运行时，备用冷水器的进口阀略开，使一小股水流经排气管路连续返回水箱，从而将气泡带入其中。
重要提示：在切换水泵、过滤器和冷水器时，务必先启动备用装置，再关闭当前运行的装置，以避免因瞬时断水导致发电机跳闸的事故发生。
 2.6、离子交换器
水系统的另一项关键功能是确保进入定子线圈的冷却水维持在一个适宜的低电导率水平。这至关重要，因为定子绝缘引水管需承受定子线圈对地的电压。在系统运行过程中，会有一小部分冷却水从冷却水路中旁路，经过一台混床式离子交换器，从而降低冷却水的电导率。离子交换器的流量通过流量表计进行监控，并由手动阀进行水量控制。
通常，仅需少量冷却水（约占额定定冷水流量的2%以下）经过离子交换器，即可确保主循环水路中的冷却水电导率符合规定范围。仅在电导率持续偏高时，才需增加流经离子交换器的水量。

 2.7、补充水系统
水系统的补充水源主要来自锅炉的凝结水系统或除盐水系统。这些补充水经过一系列的过滤和调节设备，包括补水过滤器、减压阀、电磁阀（或旁路阀），以及水处理系统，最终流入水箱。电磁阀的启闭由水箱上的液位开关智能控制，确保水位维持在合适范围。此外，为防止进水压力过高，进水管道上还设置了安全阀，提供额外的保护。
 2.8、电加热器
为预防发电机启动前可能出现的氢气湿度过高及定子绕组内部循环水温度过低导致绕组表面结露的问题，我们在主水路定子线圈的入口管路上特别配备了旁路式电加热器。该装置在发电机启动前会投入使用，对冷却水进行预热，从而有效防止绕组表面结露。而在发电机正常运行时，冷却水电加热装置会保持关闭状态，通过旁路阀和管路与主循环水路隔离。

 2.9、电导率仪
定子线圈冷却水的电导率受到严密监控，共设有两个电导率仪。其中一个位于定子线圈主水管路的旁路上，专门负责监测主水路的电导率；而另一个则安装在离子交换器的出水管路上。主水路电导率的适宜范围被设定为（0.4～2.0）μS/cm。一旦主水路中的电导率超过3μS/cm，系统会发出“电导率高”的警报。同时，离子交换器出口水路中的电导率也备受关注，当其达到1μS/cm时，会触发“离子交换器出口电导率高”的报警。这一指标实际上反映了离子交换器内树脂的饱和状态。

 2.10、氮气及压缩空气系统
氮气系统：定冷水箱的设计是密闭的，其目的是为了防止空气对水质产生不良影响。在水箱液位以上的空间，会充入一定压力的氮气，该氮气来源于专门的供氮装置。为确保氮气压力的稳定，系统配备了氮气减压器，使其自动维持在14kPa。
压缩空气系统：此外，为进一步干燥定子线圈，还配备了清洁的仪用压缩空气。这种压缩空气被用于驱赶定冷水系统中的残余水分。
 2.11、进、出水汇流管
总进、出水汇流管之间配备了一台压差变送器，其作用是监测冷却水经过定子线圈时的水流压降，并能对异常压降发出警报。同时，在总进水汇流管上引出一路压力信号，通过压力变送器在现场显示进水压力，并传送至主控室的计算机系统。
此外，在总进、出水汇流管的底部，分别安装了一根排污管道。进水压力变送器的信号取自励磁端的排污管道，其排污球阀位于7米层的励磁变北侧；而进出水差压变送器的一端连接进水压力变送器，另一端则取自汽端排污管道的排污球阀前，该差压变送器位于0米层的定冷水供水装置北侧。
在0米层的定冷水供水装置北侧，还配备有一台线圈排气阀。

 2.12定冷水出水管路
定冷水出水管道上，我们设置了三个信号并联的压差变送器，这些变送器用于断水保护功能，其断水流量设定为额定流量的80%。通过“三取二”的原则，计算机系统能够实现更加可靠的断水保护。此外，定冷水供水总阀被安置在0米层的定冷水供水装置处，其后还配备有定冷水出口流量计，用于监测和控制供水流量。

2.13出线盒出水至汽端出水汇流管
定冷水在进入发电机后，会分成两路进行流动。其中一路会通过定子线棒中的空心导线，直接流至汽端出水汇流管。而另一路，则会从出线盒内的出水管流出，经过外部管道的引导，最终也汇入汽端出水汇流管。值得注意的是，这条外管道是位于发电机底部的七米层。

二、定冷水系统的操作要点
在发电机中，定冷水系统扮演着至关重要的角色。通过了解其运行机制和关键操作，我们可以更好地保障发电机组的稳定运行。接下来，我们将深入探讨定冷水系统的相关操作。

3.1、向定子冷却水系统注水
在向定冷水系统注水之前，我们需要做好充分的准备工作。定冷水供水系统，即除了定子绕组外的其他部分，是整个定冷水系统的重要组成部分。确保在注水前，相关设备和管道已经过检查并处于良好状态，是保障系统稳定运行的关键。
1）确认准备工作已妥善完成；
2）根据阀阀的位置清单进行相应设置。若需启用电加热器，则需打开其进、出口隔离阀（MKF29AA003、MKF29AA002），并关闭旁路阀（MKF29AA001）；电加热器停用后，则执行相反操作；
3）确保所有压力计和变送器前的阀阀均已开启（先关闭后再开启一圈）；
4）将发电机定子绕组反冲洗四通阀调整至正常工作状态；
5）装入离子交换树脂，并立即向水系统充水，以防止树脂因干燥而受损，同时确保树脂不会结冰。

3.2、接下来，我们将进行定子冷却水的注水和定动线圈的排气操作。
1）关闭一系列隔离阀，包括水箱压力开关隔离阀、充氮管路隔离阀、压缩空气隔离阀和水箱排气隔离阀，以隔离水箱对外接口。同时，打开线圈排气阀。
2）缓慢开启补水隔离阀，使补充水逐渐进入水系统。将减压阀的出口压力调整至0.7MPa。
3）在自动补水模式下，补充水会经过电磁阀流入，该阀由水箱上的液位开关控制。若需手动补水，则可通过手动补水阀进行。
4）打开离子交换器的进出口和排气阀，将水充入离子交换器。充水约5分钟后，关闭进出口和排气阀。
5）打开离子交换器旁路阀，将水充入水箱，同时水流还将经过水泵、过滤器和冷水器及其连接管道。
6）对冷水器和过滤器进行排气，打开其排气阀，持续约30分钟。然后关闭排气阀，再旋开一整圈以连续排气。
7）当水箱液位达到正常位置时，补水电磁阀将在液位开关的作用下自动关闭。此时，可手动打开电磁阀旁路阀继续补水，直至线圈排气阀能放出水为止。
8）在整个冲洗和排气过程中，需保持离子交换器旁路阀和电磁阀旁路阀的打开状态，并注意观察从线圈排气阀喷出的水流情况。若水流中不再含有空气，则应调节电磁阀旁路阀至节流状态，以防建立静压。
9）对水装置的管路、设备和所有测量点进行彻底排气。打开定子线圈顶部的排气阀对整个水系统回路进行排气。
10）启动一台水泵使水流循环。注意：必须在系统注完水后才能启动水泵，以避免水泵的干运转造成损坏。
11）使用定冷水供水总阀将流过定子绕组的水流量调整至其运行设定值。
12）在排气过程中如需切换水泵，则需对水系统进行反复排气以确保水循环的连续性。
13）保持一台定冷水泵的运行以维持供水系统的水循环稳定。
14）当从线圈排气阀喷出的水流中不再含有空气时，停泵并依次关闭相关阀门。整个冲洗和排气过程通常需要约2个多小时的时间来完成。
15）打开水箱排污阀排除可能积蓄的水分以保持系统的清洁度。
16）确保所有水系统设备都已按照正常工作状态进行设置并且已注满水以确保系统的正常运行。
17）在水系统注水期间应严格控制水的电导率在≤1μS/cm的范围内以保证水质的安全与稳定。
3.3、接下来，我们将进行定冷水系统的详细启动前的检查工作。

1）详细检查水泵的运行状况及其与主备水泵的联锁功能。
2）仔细核查各报警压力、压差开关以及变送器的工作状态是否正常。
3）确认两冷却器的一次水侧已注满水，并适当设置进出口阀，使其中一台冷却器投入运行。
4）关闭水冷却器的排污阀，并调节排气阀至节流状态，以确保设备顺畅排气。同时，检查所有压力计和压力传感器是否已正确排气。
5）参照阀阀清单，仔细设置各阀阀的位置。
6）检查两台冷却器的二次水侧是否已注满水并已正确排气。
7）确保定冷水温度控制系统已准备就绪，可以投入运行。
8）如需使用定冷水电加热器，请确认其已注满水。
9）定冷水系统已注满除盐水，并已做好运行准备。现在，可以启动运行监视程序了。

接下来，我们将进行定冷水系统的充氮隔氧工作。在开始之前，请确保定子供水系统已注满水。
1）定冷水系统已满水。
2）定冷水泵准备启动。
3）关闭排气管路上的排气截止阀（MKF05AA502）。
4）确保可靠的氮气供应。打开氢系统上的供氮阀，并调整氮气减压器的出口压力至100kPa，验证其功能是否正常。

3.3.2、向定冷水箱中充入氮气（N2）

1）首先，打开氮气供气截止阀（MKF05AA251）和（MKF05AA252），将氮气引入水箱。
2）接着，开启水箱排污阀（MKF05AA401）以排放过量的水，持续至水箱内液位在液位计上显示为高位（700mm）为止。
3）随后，启动定冷水泵，并通过控制电磁阀（MKF25AA151）自动调整水箱内的液位至正常水平。若发生高液位报警，可再次打开水箱排污阀（MKF05AA401）排水，直至液位恢复正常。
4）按照水系统设备连接图的要求，对所有阀门进行整定。
5）完成上述步骤后，水箱已成功充氮，且液位维持在正常范围内。

3.4、定子线圈内冷水路的排水和干燥
在定子线圈的绝缘试验前，若线圈中残留有水，会影响试验结果。因此，需将定冷水系统中的水彻底排出。在排水前，应先减压水箱，通过安全阀旁路将残余气体排入大气。随后关闭供气阀，切断供氮管道与定子线圈水系统的联系。发电机定子线圈内的水可通过两端总进、出汇水管下的排污管道排出。当所有线圈内的水排尽后，再排空水箱内的剩余水。
为进一步干燥定能线圈，可用清洁的仪用压缩空气驱赶残水。关闭相关阀门后，向水箱及定能线圈充入（0.5～0.7）MPa的压缩空气，然后迅速开启励端发电机底部的球阀（MKF40AA401）释放压力，利用高速气流将空心导线中的残余水冲出线圈。此过程可反复进行，直至线圈内残留的水极少，即排放气体时无水珠或水雾为止。通常，经过多次升压和排气后，定能的绝缘电阻可达到试验要求。

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