CN107681834A - 发电机定子冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发电机定子冷却装置。该冷却装置包括冷却线棒以及控制单元，冷却线棒用于向冷却线棒输送补水的补水单元，控制单元包括控制元件以及pH值监测元件，pH值监测元件用于对补水单元输出的补水的pH值进行监控，pH值监测元件与控制元件相连，以通过控制元件控制补水单元输出的补水的pH值在设定值之间。通过设置含有控制元件和pH值监测元件的控制单元，能够自动对向冷却线棒输送补水的补水单元的补水的pH值进行监控，进而使得补水的pH在设定的要求范围内，比如，将其设定在8.0‑9.0之间，从而能够避免产生铜腐蚀，进而避免堵塞铜线棒的水流通道，提高了发电机组的长期稳定运行。

Description

发电机定子冷却装置

技术领域

本发明涉及发电机定子冷却水领域，具体而言，涉及一种发电机定子冷却装置。

背景技术

传统的发电机组定子冷却水系统多采用离子交换器树脂处理方式，控制pH值在6.8-7.0之间，新国标要求标准范围为8.0-9.0，如pH值在较低范围下运行，极易产生铜腐蚀，使得冷却水中含有铜离子，待铜离子高到一定程度，则会发生铜化合物的沉积，轻则影响传热，重则堵塞铜线棒的水流通道，因而，如果pH控制不合理，会给发电机组的长期稳定运行带来安全隐患。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种发电机定子冷却装置，以解决现有技术中的发电机组定子冷却水系统存在运行稳定性差的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种发电机定子冷却装置，冷却装置包括：冷却线棒；用于向冷却线棒输送补水的补水单元；以及控制单元，包括控制元件以及pH值监测元件，pH值监测元件用于对补水单元输出的补水的pH值进行监控，pH值监测元件与控制元件相连，以通过控制元件控制补水单元输出的补水的pH值在设定值之间。

进一步地，补水单元包括凝结水输出管线和补水输入管线，凝结水输出管线上设置有调节阀，pH值监测元件监测补水输入管线输入的补水的pH值，控制元件调控调节阀的开度。

进一步地，补水单元包括凝结水输出管线，凝结水输出管线包括第一支管和第二支管，第一支管上设置有加氨口和第一电动调节阀，第一电动调节阀沿凝结水流动方向设置在加氨口的下游，第二支管上设置有第二电动调节阀；以及补水输入管线，第一支管和第二支管的出口与补水输入管线的入口连通，补水输入管线的出口与冷却线棒连通；pH值监测元件监测补水输入管线中的补水的pH值，并通过控制元件调控第一电动调节阀和/或第二电动调节阀的开度，以使输入冷却线棒的补水的pH值在设定值之间。

进一步地，补水单元还包括第一减压阀和第二减压阀，第一减压阀设置在第一支管上且位于加氨口的上游，第二减压阀设置在第二支管上且位于第二电动调节阀的上游。

进一步地，补水输入管线上还设置有电磁阀，电磁阀与控制单元连接，用于当补水输入管线中的补水的pH值不符合设定值时，关闭电磁阀。

进一步地，控制单元还包括电导率检测元件，电导率检测元件用于检测补水输入管线中的补水的电导率，并将电导率的检测结果反馈给控制元件，以通过控制元件调节调节阀的开度。

进一步地，补水输入管线的出口与冷却线棒之间还设置有过滤器。

进一步地，冷却装置还包括回水单元，回水单元包括中间水箱，中间水箱与冷却线棒的出口连通。

进一步地，回水单元还包括凝汽器，凝汽器与中间水箱的出口连通。

进一步地，回水单元还包括溢水管，溢水管可调节地设置在中间水箱的侧壁上。

进一步地，冷却装置还包括凝结水单元，凝结水单元用于向凝结水输出管线输送凝结水。

应用本发明的技术方案，冷却装置通过设置含有控制元件和pH值监测元件的控制单元，能够自动对向冷却线棒输送补水的补水单元的补水的pH值进行监控，进而使得补水的pH在设定的要求范围内，比如，将其设定在8.0-9.0之间，从而能够避免产生铜腐蚀，进而避免堵塞铜线棒的水流通道，提高了发电机组的长期稳定运行。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的一种优选的实施例中电机定子冷却装置的补水结构示意图；以及

图2示出了根据本发明的另一种优选的实施例中电机定子冷却装置的回水结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、冷却线棒；20、补水单元；30、控制单元；40、回水单元；50、凝结水单元；

31、控制元件；32、pH值监测元件；33、电导率检测元件；

21、第一支管；22、第二支管；23、补水输入管线；

211、加氨口；212、第一电动调节阀；213、第一减压阀；

221、第二电动调节阀；222、第二减压阀；

231、电磁阀；232、过滤器；

41、中间水箱；42、凝汽器；

411、溢水管。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如背景技术所述，现有的电机定子的冷却装置中由于存在pH值相对较低，容易引起腐蚀而堵塞铜线棒的水流通道，进而为得整个发电机组的长期稳定运行带来安全隐患。为了改善这一状况，在本申请一种典型的实施方式中，提供了一种发电机定子冷却装置，如图1所示，该冷却装置包括：冷却线棒10、用于向冷却线棒10输送补水的补水单元20、以及控制单元30，控制单元30包括控制元件31以及pH值监测元件32，pH值监测元件32用于对补水单元20输出的补水的pH值进行监控，pH值监测元件32与控制元件31相连，以通过控制元件31控制补水单元20输出的补水的pH值在设定值之间。

上述冷却装置通过设置含有控制元件和pH值监测元件的控制单元，能够自动对向冷却线棒输送补水的补水单元的补水的pH值进行监控，进而使得补水的pH在设定的要求范围内，比如，将其设定在8.0-9.0之间，从而能够避免产生铜腐蚀，进而避免堵塞铜线棒的水流通道，提高了发电机组的长期稳定运行。

补充单元采用现有的补水装置或管线即可。在一种优选的实施例中，如图1所示，补水单元20包括凝结水输出管线和补水输入管线23，凝结水输出管线上设置有调节阀，pH值监测元件32监测补水输入管线23输入的补水的pH值，控制元件31调控调节阀的开度。凝结水输出管线用于输出凝结水，其上设置的调节阀用来根据pH值监测元件监测补水输入管线输入的补水的pH值，通过控制元件来调控调节阀的开度，从而实现对补水输入管线输入冷却线棒的补水的pH的准确调控。

在一种更优选的实施例中，如图1所示，补水单元20包括凝结水输出管线和补水输入管线23，凝结水输出管线包括第一支管21和第二支管22，第一支管21上设置有加氨口211和第一电动调节阀212，第一电动调节阀212沿凝结水流动方向设置在加氨口211的下游，第二支管22上设置有第二电动调节阀221；第一支管21和第二支管22的出口与补水输入管线23的入口连通，补水输入管线23的出口与冷却线棒10连通；pH值监测元件32监测补水输入管线23中的补水的pH值，并通过控制元件31调控第一电动调节阀212和/或第二电动调节阀221的开度，以使输入冷却线棒10的补水的pH值在设定值之间。

上述优选的实施例中，通过将凝结水在加氨口的上下各设置一条支管用于输送pH值不同的凝结水，并在每条支管上设置电动调节阀，两条支管输出的凝结水进入补水输入管线中进行混合后进入冷却线棒，通过将pH值监测元件对补水输入管线中混合的补水的pH值进行监控，比如，若pH值小于8.0时，控制元件将第一支管上的第一电动调节阀的开度调大，进而使得偏碱性的凝结水的输入量增加，进而使得整个补水的pH值相应调高。若pH至高于9.0时，控制元件将第二支管上的第二电动调节阀的开度调大，或者将第一支管上的第一电动调节阀的开度调小，或者同时进行上述两种操作，进而使得整个补水输入管线中的补水的pH值在8.0-9.0之间。

上述补水单元中，任何能够使各管线中的水正常流通的安全设施均可以安装到本申请的装置中。为了使凝结水在需求的压力范围内流通，在一种优选的实施例中，如图1所示，补水单元20还包括第一减压阀213和第二减压阀222，第一减压阀213设置在第一支管21上且位于加氨口211的上游，第二减压阀222设置在第二支管22上且位于第二电动调节阀221的上游。

在一种优选的实施例中，如图1所示，补水输入管线23上还设置有电磁阀231，电磁阀231与控制单元30连接，用于当补水输入管线23中的补水的pH值不符合设定值时，关闭电磁阀231。补水输入管线上加装电磁阀，当补水水质不合格(例如pH值低于8.0时)时，补水自动关闭。待水质合格后自动打开，进行正常补水。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

在一种优选的实施例中，如图1所示，控制单元30还包括电导率检测元件33，电导率检测元件33用于检测补水输入管线23中的补水的电导率，并将电导率的检测结果反馈给控制元件31，以通过控制元件31调节调节阀的开度。通过对减压后的补水在线取样测定其电导率，并将其电导率信号反馈给控制元件，控制元件利用该反馈信号控制补水的电导率在需求区间范围内，(理论上对应的pH值范围约为8.5～8.7)，并通过电导的输出信号对加氨后的补水流量(电动调节阀的开度)进行计算机控制，实现自动调节控制。

此外，本申请的上述控制单元中，还可以根据具体实际需要，设置下表1中除pH值和电导率之外的性能指标。

表1：

监控指标	电力行业标准	pH调节装置控制指标
			电导率(μS/cm，25℃)	≤2.0	≤2.0
pH值(25℃)	8～9	8.0～9.0
			含铜量(μg/L)	≤20	≤10
硬度(μmol/L)	0	0

在一种优选的实施例中，如图1所示，补水输入管线23的出口与冷却线棒10之间还设置有过滤器232。在补水进入定子冷却线棒之前，加装过滤器以防止输入的补水带入杂质而影响冷却效率。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个结构或特征与其他结构或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

在一种优选的实施例中，如图2所示，冷却装置还包括回水单元40，回水单元40包括中间水箱41，中间水箱41与冷却线棒10的出口连通。在上述冷却装置中增加一中间水箱，专门用于收集定子冷却线棒的排水及维持冷却线棒中的水位。中间水箱的大小依据系统容量而定。

在一种优选的实施例中，如图2所示，回水单元40还包括凝汽器42，凝汽器42与中间水箱的出口连通。中间水箱底部接管道至凝汽器，作为整个系统的回水。

在一种优选的实施例中，如图2所示，回水单元40还包括溢水管411，溢水管411可调节地设置在中间水箱41的侧壁上。在定子冷却线棒的排水管道接至中间水箱，通过调节中间水箱中溢水管的高度可调节定子冷却线棒中的水位，并使其稳定运行。

在一种优选的实施例中，如图1所示，冷却装置还包括凝结水单元50，凝结水单元50用于向凝结水输出管线输送凝结水。凝结水单元50可以是电厂凝结水精处理系统。

本申请通过设置智能控制系统对引用水源进行改造，解决了目前发电机定子冷却水PH值优化调节问题，实现了发电子定子冷却水PH值的精确控制，满足发电机定子长期安全运行需求。本申请的冷却装置尤其适用于定子线棒水内冷式发电机。

从以上的描述中，可以看出，本申请的上述的实施例首先通过增加一套定子冷却水系统智能控制装置，水源自电厂凝结水精处理系统出口加氨点前后各引一路凝结水至控制柜，凝结水经过减压阀减压至设定压力范围内，凝结水加氨点后管路采用电动调节阀控制，以使补水达到要求的pH值。其次，对减压后的补水通过在线取样测定其电导率，利用反馈信号控制补水的电导率在需求范围内，保证pH值在需求区间内，并通过电导的输出信号对凝结水量进行自动调节控制。此外，系统采用连续补水方式，保证定子冷却线棒中的液位能够维持稳定运行，减少运行调整操作量，同时对冷却线棒的排水进行回收，回收至机组凝汽器。

由此可见，本申请的实施例实现了如下技术效果：

(1)pH监测和调节控制装置布置简单，操作及维护量小，系统运行可靠。

(2)由于采用智能控制系统，控制方式成熟，可达到运行稳定，指标控制稳定目标，满足机组运行的安全性、可靠性。

(3)该系统通过控制补水达到指标合格要求，且免去日常运行过程中的树脂费用，可实现成本管控。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种发电机定子冷却装置，其特征在于，所述冷却装置包括：

冷却线棒(10)；

用于向所述冷却线棒(10)输送补水的补水单元(20)；

控制单元(30)，包括控制元件(31)以及pH值监测元件(32)，所述pH值监测元件(32)用于对所述补水单元(20)输出的补水的pH值进行监控，所述pH值监测元件(32)与所述控制元件(31)相连，以通过所述控制元件(31)控制所述补水单元(20)输出的所述补水的pH值在设定值之间。

2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述补水单元(20)包括凝结水输出管线和补水输入管线(23)，所述凝结水输出管线上设置有调节阀，所述pH值监测元件(32)监测所述补水输入管线(23)输入的补水的pH值，所述控制元件(31)调控所述调节阀的开度。

3.根据权利要求2所述的冷却装置，其特征在于，所述补水单元(20)包括：

所述凝结水输出管线，所述凝结水输出管线包括第一支管(21)和第二支管(22)，所述第一支管(21)上设置有加氨口(211)和第一电动调节阀(212)，所述第一电动调节阀(212)沿凝结水流动方向设置在所述加氨口(211)的下游，所述第二支管(22)上设置有第二电动调节阀(221)；

所述补水输入管线(23)，所述第一支管(21)和所述第二支管(22)的出口与所述补水输入管线(23)的入口连通，所述补水输入管线(23)的出口与所述冷却线棒(10)连通；

所述pH值监测元件(32)监测所述补水输入管线(23)中的补水的pH值，并通过所述控制元件(31)调控所述第一电动调节阀(212)和/或所述第二电动调节阀(221)的开度，以使输入所述冷却线棒(10)的所述补水的pH值在所述设定值之间。

4.根据权利要求3所述的冷却装置，其特征在于，所述补水单元(20)还包括第一减压阀(213)和第二减压阀(222)，所述第一减压阀(213)设置在所述第一支管(21)上且位于所述加氨口(211)的上游，所述第二减压阀(222)设置在所述第二支管(22)上且位于所述第二电动调节阀(221)的上游。

5.根据权利要求2所述的冷却装置，其特征在于，所述补水输入管线(23)上还设置有电磁阀(231)，所述电磁阀(231)与所述控制单元(30)连接，用于当所述补水输入管线(23)中的补水的pH值不符合所述设定值时，关闭所述电磁阀(231)。

6.根据权利要求2所述的冷却装置，其特征在于，所述控制单元(30)还包括电导率检测元件(33)，所述电导率检测元件(33)用于检测所述补水输入管线(23)中的补水的电导率，并将所述电导率的检测结果反馈给所述控制元件(31)，以通过所述控制元件(31)调节所述调节阀的开度。

7.根据权利要求2所述的冷却装置，其特征在于，所述补水输入管线(23)的出口与所述冷却线棒(10)之间还设置有过滤器(232)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置还包括回水单元(40)，所述回水单元(40)包括中间水箱(41)，所述中间水箱(41)与所述冷却线棒(10)的出口连通。

9.根据权利要求8所述的冷却装置，其特征在于，所述回水单元(40)还包括凝汽器(42)，所述凝汽器(42)与所述中间水箱的出口连通。

10.根据权利要求8所述的冷却装置，其特征在于，所述回水单元(40)还包括溢水管(411)，所述溢水管(411)可调节地设置在所述中间水箱(41)的侧壁上。

11.根据权利要求2所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置还包括凝结水单元(50)，所述凝结水单元(50)用于向所述凝结水输出管线输送凝结水。