氫氣冷卻發(fā)電機(jī)冷卻水系統(tǒng)

氫氣只在發(fā)電機(jī)的腔室中循環(huán)，一般有四個(gè)冷風(fēng)室 ，五個(gè)熱風(fēng)室（四進(jìn)五出，進(jìn)是冷風(fēng)，出是熱風(fēng)，以200MW為例子），發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的端部通常有熱套的風(fēng)扇，運(yùn)行中是隨著轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)的，依靠這兩個(gè)風(fēng)扇將發(fā)電機(jī)四角氫氣冷卻器冷卻后的冷風(fēng)（氫氣）吹入發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子之間的腔室，然后穿出去，依次穿越冷熱風(fēng)室，到中間熱風(fēng)室后，從定子腔室外邊出來，后又經(jīng)四角冷卻器冷卻進(jìn)行新的循環(huán)。 氫氣是由氫站用電解槽通過電解水制出來的。如果發(fā)電機(jī)漏氫氣，或者其他因素造成氫氣壓力低，則可從氫站來的氫氣母管補(bǔ)氣。 如果氫氣純度不合格，則將氫氣從發(fā)電機(jī)排出至大氣。

氫氣冷卻發(fā)電機(jī)的冷卻水系統(tǒng)如圖1：氫氣冷卻發(fā)電機(jī)的冷卻水系所示。氫氣冷卻發(fā)電機(jī)的各段氫氣冷卻器，均裝在發(fā)電機(jī)的外殼內(nèi)。由于冷卻器的位置較高，系統(tǒng)中設(shè)有兩臺(tái)氫冷泵，一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用。氫冷器的冷卻水常用凝汽器的循環(huán)水，而以工業(yè)水作為備用，氫冷泵從循環(huán)水母管吸水升壓送至冷卻水入口母管，分配流經(jīng)各段氫冷器后由排水母管排出。

在冷卻水排水母管與氫冷泵入13管之間設(shè)有再循環(huán)閥，在冬季冷卻水溫過低時(shí)，作為調(diào)節(jié)冷卻水溫用。每段氫氣冷卻器的進(jìn)水側(cè)裝有壓力表，用以監(jiān)視水壓以保證各段水壓相等。在回水管上裝有放水監(jiān)視閥，以便監(jiān)視各段氫氣冷卻器的水流和充水時(shí)放出空氣情況，以及出現(xiàn)漏水時(shí)用以找漏等。在進(jìn)水母管上裝有接觸式壓力表，當(dāng)水壓降低時(shí)，發(fā)出信號(hào)或使備用氫冷泵自動(dòng)啟動(dòng)。為防止發(fā)電機(jī)兩端的冷氫氣溫度產(chǎn)生偏差，氫氣冷卻器各段的冷卻水流方向是不一致的，一半由勵(lì)磁機(jī)側(cè)流入，另一半由汽輪機(jī)側(cè)流入。如果水流方向一致，則發(fā)電機(jī)兩端氫氣溫度將相差5～6℃。

發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿耐瑫r(shí)，由于轉(zhuǎn)子與定子線圈內(nèi)有電流流過而產(chǎn)生銅損，定子鐵芯及其邊端結(jié)構(gòu)件在交變磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生鐵損，轉(zhuǎn)子與定子表面因切割磁場(chǎng)局部產(chǎn)生渦流損耗。此外，冷卻介質(zhì)還會(huì)產(chǎn)生摩擦損耗、軸承與油膜間的摩擦損耗等。這些損耗都是以熱量的形式表現(xiàn)出來的，為避免發(fā)電機(jī)線圈因溫度升高而降低絕緣強(qiáng)度，甚至于引起絕緣損壞，必須設(shè)置發(fā)電機(jī)的冷卻設(shè)備，及時(shí)排出由損耗產(chǎn)生的熱量，以保證發(fā)電機(jī)在允許溫度下正常運(yùn)行。由于冷卻介質(zhì)和冷卻方式的不同，冷卻水系統(tǒng)也就不同。

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輔助冷卻水系統(tǒng)(auxiliarycoolingwater“ys-tem)除汽輪機(jī)投汽器冷卻水以外所有冷卻器和機(jī)械軸承用的冷卻水系統(tǒng)。按與循環(huán)水系統(tǒng)供水關(guān)系，輔助冷卻水系統(tǒng)可分為:開式冷卻水系統(tǒng)、閉式冷卻水系統(tǒng)和開閉式結(jié)合冷卻水系統(tǒng)。開式冷卻水系統(tǒng)開式冷卻水系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是循環(huán)水系統(tǒng)的分支，冷卻水從循環(huán)水進(jìn)水管引接，使用后排回循環(huán)水系統(tǒng)。當(dāng)利用淡水作為循環(huán)水水源時(shí)，水質(zhì)不經(jīng)處理或僅作簡(jiǎn)單處理后可作為輔助冷卻水的，一般采用開式冷卻水系統(tǒng)。開式冷卻水系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，并可以公用水系統(tǒng)或補(bǔ)給水系統(tǒng)作為備用或在夏季摻人低溫水以保持較低的運(yùn)行水溫。但開式冷卻水系統(tǒng)水質(zhì)不穩(wěn)定，有結(jié)垢的可能。閉式冷卻水系統(tǒng)輔助冷卻水系統(tǒng)與凝汽器使用的循環(huán)水系統(tǒng)分開，自成一個(gè)閉式循環(huán)系統(tǒng)。閉式循環(huán)內(nèi)輔助冷卻水的冷卻一般有兩種方式:①冷卻塔系統(tǒng).設(shè)有專用的輔助冷卻水冷卻塔;②水一水換熱器系統(tǒng)，用循環(huán)水作冷卻水源，通過水一水換熱器來冷卻輔助冷卻水。閉式循環(huán)內(nèi)一般采用軟化水或除鹽水作為輔助冷卻水。當(dāng)采用海水作循環(huán)水或循環(huán)水水質(zhì)不能滿足輔助冷卻水需要時(shí)，一般采用閉式冷卻水系統(tǒng)。閉式冷卻水系統(tǒng)比較復(fù)雜，水溫比循環(huán)水水溫高出4~5℃，各種輔機(jī)冷卻器的設(shè)計(jì)都要滿足較高水溫的要求。但采用軟化水或除鹽水作冷卻介質(zhì)，可減少設(shè)備的污垢和水垢，保證設(shè)備的傳熱效率及減少維護(hù)工作。開閉式結(jié)合冷卻水系統(tǒng)為充分利用兩種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)冷卻器和機(jī)械軸承對(duì)水量、水質(zhì)和水溫的不同要求，分別采用開式和閉式系統(tǒng)。開式系統(tǒng)用于對(duì)水質(zhì)要求較低，水溫要求較嚴(yán)的大流量冷卻器，如汽輪機(jī)潤(rùn)滑油冷卻器和發(fā)電機(jī)空氣冷卻器等。閉式系統(tǒng)用于冷卻水量較小和對(duì)溫度要求不嚴(yán)格的冷卻器，如取樣冷卻器和空壓機(jī)冷卻器等。以淡水作為循環(huán)水水源的大型機(jī)組多采用這種系統(tǒng)。