CN109391075A - 一种核电厂发电机出线仓室及其温度监测方法 - Google Patents

Abstract

一种核电厂发电机出线仓室及其温度监测方法，包括与U、V、W三相分别对应的三个仓体，每个仓体内设置有发电机U相、V相或W相出线软连接端子，每个仓体上设置有仓门，每个仓门上设置有红外视窗，红外视窗的位置与出线软连接端子位置相对。由于在仓门上设置了红外视窗，可利用红外热像仪对发电机出线仓室内部的温度进行无损检测和监测，可准确检测发电机出线仓室内部的出线软连接端子的温度，提高了检修效率，保证了发电机的安全运行，具有高效、安全、可靠、实用的检测效果，所测量的温度数据对机组状态走向的判断和评估提供科学依据，可降低了现场一些导致机组减载或非计划停机、停堆的概率，保障核电厂发电机的稳定运行。

Description

一种核电厂发电机出线仓室及其温度监测方法

技术领域

本发明涉及核电厂发电机技术领域，具体涉及一种核电厂发电机出线仓室及其温度监测方法。

背景技术

核电站发电机出线仓室(发电机三相出线端子箱)属于大型半封闭式设备，其主要功能是给发电机三相出线套管和软连接端子提供实体隔离和保护以及与发电机端部的风机形成通风设备给发电机出线端子提供冷却作用。

根据核电站发电机出线端子强制空冷系统的设计手册要求，为避免发电机出线导体长时间高温运行，发电机出线强制空冷系统控制目标为发电机出线温度小于等于90℃，在强制空冷系统失效后，机组将视发电机具体运行情况决定是否减载后撤，此时发电机出线温度是反映发电机运行情况是否良好的一个至关重要的判断因素。

作为发电机重要部件，对发电机端部出线仓室内部的出线软连接端子的冷却和温度监测提出了更高的要求。电力系统中，高压设备的母线载流过大时经常会出现温度过高，使邻近的绝缘部位性能劣化，甚至被击穿造成事故。据统计，造成事故的原因中发热问题占有相当大的比例，因此对发电机出线仓室的冷却和温度监测越来越重要。

目前，核电厂发电机U、V、W三相和中性点出线端子箱采用强制空冷模式对出线端子进行冷却，而温度监测的手段还没有一个非常有效的方法，甚至一些核电站的电机出线仓室没有设置温度监测装置。

设置温度监测装置的核电站中，有些核电站采用温度计贴在出线软连接端子的莲花瓣上的方式进行温度监测，但温度计因为无法直接与出线软连接端子相接触，不能真实反映软连接端子的实际温度；还有一些核电站利用可逆温度试纸进行测温，其采用特殊材料满足耐高温、耐油脂的特点，但是温度试纸不可能将每个软连接莲花瓣上都覆盖到，且温度试纸与温度计一样，刻度比较粗，不能真实反映出软连接端子的热点温度，同时存在不宜维护、管理和作为异物落入仓室影响出线端子电气性能的风险；另有一些核电站采用智能红外温控系统进行测温，该温度测量系统采用红外温度传感器进行非接触测温，该系统缺点非常明显，只能进行点测温，不能对发电机出线仓室内部进行全范围扫描测温，而且由于发电机端部强大的磁场作用，红外温度传感器的可靠性和稳定性大大降低，温度监测的准确性受影响。市面上，虽然存在雷泰、欧普士等有成熟应用的智能温控系统，其缺点也是同样的，在发电机周围存在的高温、震动、强磁场、接地复杂等环境下，智能仪表温度测量的可靠性得不到保证。

因此，目前各核电厂在发电机出线温度监测方面的主要两个手段，即：一、利用温度计和温度试纸，二、加一套智能温控系统，这两种监测手段均存在一定的弊端，无法准确检测发电机出线仓室内部的出线软连接端子的温度。

发明内容

本申请提供一种核电厂发电机出线仓室及其温度监测方法，可对发电机出线仓室内部的出线软连接端子的温度进行准确检测，实现对发电机出线仓室温度的无损检测和监测，提高了检修效率，保证了发电机的安全运行。

根据第一方面，一种实施例提供了一种核电厂发电机出线仓室,包括与U、V、W三相分别对应的三个仓体，每个仓体上设置有仓门，仓体与仓门构成密封仓，每个密封仓内设置有与各相电压对应出线软连接端子，每个仓门上设置有红外视窗，所述红外视窗的位置与出线软连接端子相对，使得可利用红外热像仪扫描到出线软连接端子。

在一些实施例，所述的红外视窗包括防护罩、底座和安装于底座内的红外光学晶体，所述防护罩罩住所述红外光学晶体。

在一些实施例，所述红外视窗还包括：销孔、铰链和固定销，防护罩通过固定销、铰链和销孔固定在所述底座上。

在另一些实施例，所述红外视窗还包括：销孔、转轴和固定销，防护罩通过固定销、转轴和销孔固定在所述底座上。

在又一些实施例，所述红外视窗还包括：安全螺丝，所述防护罩上设置有异形孔，防护罩通过安全螺丝和异形孔固定在所述底座上。

根据第二方面，一种实施例提供了一种核电厂发电机出线仓室的温度检测方法，所述核电厂发电机出线仓室包括：与U、V、W三相分别对应的三个仓体，每个仓体上设置有仓门，仓体与仓门构成密封仓，每个密封仓内设置有与各相电压对应出线软连接端子，该方法包括：

在每个仓门上设置红外视窗，所述红外视窗的位置与出线软连接端子相对；

利用红外热像仪透过所述红外视窗扫描出线软连接端子，测量出线软连接端子的温度。

依据上述实施例，由于在仓门上设置了红外视窗，可利用红外热像仪对发电机出线仓室内部的温度进行无损检测和监测，可准确检测发电机出线仓室内部的出线软连接端子的温度，提高了检修效率，保证了发电机的安全运行，具有高效、安全、可靠、实用的检测效果，所测量的温度数据对机组状态走向的判断和评估提供科学依据，可降低了现场一些导致机组减载或非计划停机、停堆的概率，保障核电厂发电机的稳定运行。

附图说明

图1为本申请提供的一种核电厂发电机出线仓室关闭状态结构示意图；

图2为本申请提供的一种核电厂发电机出线仓室打开状态结构示意图；

图3一种实施例的红外视窗图关闭状态结构示意图；

图4一种实施例的红外视窗图打开状态结构示意图；

图5另一种实施例的红外视窗图关闭状态结构示意图；

图6另一种实施例的红外视窗图打开状态结构示意图；

图7又一种实施例的红外视窗图关闭状态结构示意图；

图8又一种实施例的红外视窗图打开状态结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

为了保证核电站发电机的稳定运行，及时对发电机进行冷却，需要对发电机出线软连接端子的温度进行测量，得知发电机出线仓室内部的真实工作状态，保障设备不“带病”运行。然而，由于核电厂发电机三相出线端子处于一个极端特殊的高温、高压、高磁场、强电磁干扰的环境中，传统测温方法如发光材料、温度传感器、光纤测温、红外测温等极易受这些因素的干扰和影响，无法通过直接接触测得这些温度。

目前，有些核电厂在这方面没有温度监测的手段，如：大亚湾和岭澳一期的发电机出线仓室无温度监测手段，在发电机端部强制风冷系统失效后严重威胁机组的健康稳定运行。部分核电厂发电机出线仓室温度监测的手段利用在线红外温度监测系统，该温度测量系统采用红外温度传感器进行非接触测温，但是，该系统缺点十分明显，只能进行点测温，不能对发电机出线仓室内部进行全范围扫描测温，而且该系统涉及软件开发、系统集成、维护量大、成本较高，更关键的是，发电机出线仓室处于高温、高压、振动、高磁场、强电磁干扰的环境，红外温度传感器极易受干扰，易导致信号失真、误报警等问题。

发电机出线仓室属于检修隔离区，对于安装、调试、检修、维护新增设备会带来影响机组正常运行存在不可预知的风险，例再发电机出线仓室新增红外温度传感器或固定红外温度传感器的螺栓、垫片等部件，当新增的部件松动或脱落都将造成极大的危险。基于此，本申请提供一种核电厂发电机出线仓室，有别于现有技术中在发电机出线仓室内安装红外温度传感器进行单点测温，本申请可利用红外热像仪透过红外窗口对发电机出线仓室内的出线软连接端子进行全面成像测温，有效保障发电机健康稳定运行和维护人员的人身安全。

实施例一：

请参考图1和图2，本申请提供一种核电厂发电机出线仓室,包括与U、V、W三相分别对应的三个仓体1，每个仓体1上设置有仓门2，仓体1与仓门2构成密封仓，每个密封仓内设置有与各相电压对应出线软连接端子6及其莲花瓣7，每个仓体1下外侧分别设置绕组5，每个仓门2上设置有红外视窗3，红外视窗3的位置与出线软连接端子6位置相对，使得可利用红外热像仪扫描到出线软连接端子6。在一具体实施例中，红外视窗3安装在仓门2的下部。

相应地，本申请还提供了一种核电厂发电机出线仓室温度监测方法包括：

在每个仓门上设置红外视窗，所述红外视窗的位置与出线软连接端子相对；

利用红外热像仪透过所述红外视窗扫描出线软连接端子，测量出线软连接端子的温度。

参考图3，红外视窗3包括防护罩31、底座30和安装于底座30内的红外光学晶体32。在一些实施例，如图3(b)所示，底座30嵌入式安装于仓门2上。

如图3和图4所示，红外视窗3还包括：销孔35、铰链33和固定销36，防护罩31通过固定销36、铰链33和销孔35固定在底座30上。

在一些实施例，红外光学晶体32与底座30之间还设置有密封垫321。

在一些实施例，红外光学晶体32的红外线透射率达到95％以上，保证的测温的可靠性，使得测温误差在±2度以内。

在一些实施例，红外光学晶体32为红外玻璃。

在一些实施例，防护罩31为金属或塑料。

在一些实施例，底座30为金属，防护罩31内侧设置有磁铁，可使得防护罩31与底座30结合紧密，不易脱落。

如图4所示，当需要对发电机出线仓室内的出线端子7及绝缘套管6进行温度测量时，可拧开固定销36，就可打开防护罩31，再利用便携式红外热像仪透过红外窗口对发电机出线仓室内的出线端子7及绝缘套管6进行成像测温。

上述实施例中，红外视窗3可为圆形或长方形，本申请实施例以圆形为例。

上述实施例中，出线仓室下方还设置有至少两个风机，风机运行时，冷却风在三个仓体1之间流通，对出线仓室进行冷却。

如图1所示，在一些实施例，仓门2上还设置有维修窗4，维修窗4仅在停机维修时可被打开。

通常，核电厂发电机出线仓室的仓门比较厚，一般厚度在8mm～15mm之间，在一种具体实施例，可通过机加工过渡安装板的方式使红外窗口固定在发电机出线仓室盖板上。具体地，可将红外窗口先安装在较薄壳体设备上，在通过适应性加工过渡板，使红外窗口与过渡板形成一个视窗固定在出线仓室的仓体上。过渡板的材料要求使用硬度大非导磁材料，如铝合金板、环氧树脂板、聚四氟乙烯板等，且加工的过渡板应具备易安装和拆卸的特点，以便维修人员方便维护设备。

本申请中，红外窗口3是可以透过红外线、可见光、紫外线的特殊光学窗口，由于其材质特殊，具有抗电磁干扰、电绝缘、体积小、耐腐蚀、耐高温、本质安全等优点，非常适合用于发电机出线仓室等传统测温手段无法满足的地方；将其安装在发电机出线仓室的仓门上，利用红外热像仪对发电机出线仓室内部的温度进行各种无损检测和监测，可准确检测发电机出线仓室内部的出线软连接端子的温度，还可实现对发电机出线仓室在线红外检测，提高了检修效率，保证了发电机的安全运行。

关键的是，在发电机正常运行期间，也可随时打开红外视窗3，利用红外热像仪对发电机出线仓室内部进行扫描测温，在发电机在线运行状态下方便可靠的跟踪发电机出线绝缘套管和出线端子的温度变化，有效保证发电机健康稳定运行，同时也保障了维护人员的人身安全。

实施例二：

本实施与实施例一的区别在于：红外视窗3的结构有所不同。

红外视窗3不仅包括防护罩31、底座30和安装于底座30内的红外光学晶体32。在一些实施例，如图3(b)所示，底座30嵌入式安装于仓门2上。

如图5和图6所示，红外视窗3还包括：销孔35、转轴34和固定销36，防护罩31通过固定销36、转轴34和销孔35固定在底座30上。

如图6所示，当需要对发电机出线仓室内的出线端子7及绝缘套管6进行温度测量时，可拧开固定销36，就可打开防护罩31，再利用便携式红外热像仪透过红外窗口对发电机出线仓室内的出线端子7及绝缘套管6进行成像测温。

通常，核电厂发电机出线仓室的仓门比较厚，一般厚度在8mm～15mm之间，在一种具体实施例，可通过机加工过渡安装板的方式使红外窗口固定在发电机出线仓室盖板上。具体地，可将红外窗口先安装在较薄壳体设备上，在通过适应性加工过渡板，使红外窗口与过渡板形成一个视窗固定在出线仓室的仓体上。过渡板的材料要求使用硬度大非导磁材料，如铝合金板、环氧树脂板、聚四氟乙烯板等，且加工的过渡板应具备易安装和拆卸的特点，以便维修人员方便维护设备。

本申请中，红外窗口3是可以透过红外线、可见光、紫外线的特殊光学窗口，由于其材质特殊，具有抗电磁干扰、电绝缘、体积小、耐腐蚀、耐高温、本质安全等优点，非常适合用于发电机出线仓室等传统测温手段无法满足的地方；将其安装在发电机出线仓室的仓门上，利用红外热像仪就可以对发电机出线仓室内部进行各种无损检测和监测，实现了发电机出线仓室的在线红外检测，提高了检修效率，保证了发电机的安全运行。

关键的是，在发电机正常运行期间，也可随时打开红外视窗3，利用红外热像仪对发电机出线仓室内部进行扫描测温，在发电机在线运行状态下方便可靠的跟踪发电机出线绝缘套管和出线端子的温度变化，有效保证发电机健康稳定运行，同时也保障了维护人员的人身安全。

实施例三:

本实施与实施例一、实施例二的区别在于：红外视窗3的结构有所不同。

红外视窗3不仅包括防护罩31、底座30和安装于底座30内的红外光学晶体32。在一些实施例，如图3(b)所示，底座30嵌入式安装于仓门2上。

如图7和图8所示，红外视窗3还包括：第一安全螺丝391和第二安全螺丝392，防护罩31上设置有第一异形孔381和第二异形孔382，防护罩31通过第一安全螺丝391、第二安全螺丝392和第一异形孔381和第二异形孔382固定在所述底座上。

如图6所示，当需要对发电机出线仓室内的出线端子7及绝缘套管6进行温度测量时，可拧开第一安全螺丝391、第二安全螺丝392，并转动防护罩31，使得第二安全螺丝392与第一异形孔381的大孔对齐，就可打开防护罩31，再利用便携式红外热像仪透过红外窗口对发电机出线仓室内的出线端子7及绝缘套管6进行成像测温。

如图4所示，当需要对发电机出线仓室内的出线端子7及绝缘套管6进行温度测量时，可拧开固定销36，可利用便携式红外热像仪透过红外窗口对发电机出线仓室内的出线端子7及绝缘套管6进行成像测温。

上述实施例中，红外视窗3可为圆形或长方形，本申请实施例以圆形为例。

如图1所示，在一些实施例，仓门2上还设置有采光窗4，采光窗4由防爆玻璃和蜂窝状金属网组成，使用采光窗固定板固定在门板上。

通常，核电厂发电机出线仓室的仓门比较厚，一般厚度在8mm～15mm之间，在一种具体实施例，可通过机加工过渡安装板的方式使红外窗口固定在发电机出线仓室盖板上。具体地，可将红外窗口先安装在较薄壳体设备上，在通过适应性加工过渡板，使红外窗口与过渡板形成一个视窗固定在出线仓室的仓体上。过渡板的材料要求使用硬度大非导磁材料，如铝合金板、环氧树脂板、聚四氟乙烯板等，且加工的过渡板应具备易安装和拆卸的特点，以便维修人员方便维护设备。

本申请中，红外窗口3是可以透过红外线、可见光、紫外线的特殊光学窗口，由于其材质特殊，具有抗电磁干扰、电绝缘、体积小、耐腐蚀、耐高温、本质安全等优点，非常适合用于发电机出线仓室等传统测温手段无法满足的地方；将其安装在发电机出线仓室的仓门上，利用红外热像仪就可以对发电机出线仓室内部进行各种无损检测和监测，实现了发电机出线仓室的在线红外检测，提高了检修效率，保证了发电机的安全运行。

关键的是，在发电机正常运行期间，也可随时打开红外视窗3，利用红外热像仪对发电机出线仓室内部进行扫描测温，在发电机在线运行状态下方便可靠的跟踪发电机出线绝缘套管和出线端子的温度变化，有效保证发电机健康稳定运行，同时也保障了维护人员的人身安全。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (16)

1.一种核电厂发电机出线仓室,包括与U、V、W三相分别对应的三个仓体，每个仓体上设置有仓门，仓体与仓门构成密封仓，每个密封仓内设置有与各相电压对应出线软连接端子，其特征在于，每个仓门上设置有红外视窗，所述红外视窗的位置与出线软连接端子相对，使得可利用红外热像仪扫描到出线软连接端子。

2.如权利要求1所述的核电厂发电机出线仓室，其特征在于，所述的红外视窗包括防护罩、底座和安装于底座内的红外光学晶体，所述防护罩罩住所述红外光学晶体。

3.如权利要求2所述的核电厂发电机出线仓室，其特征在于，所述底座嵌入式安装于所述仓门上。

4.如权利要求2所述的核电厂发电机出线仓室，其特征在于，所述红外视窗还包括：销孔、铰链和固定销，防护罩通过固定销、铰链和销孔固定在所述底座上。

5.如权利要求2所述的核电厂发电机出线仓室，其特征在于，所述红外视窗还包括：销孔、转轴和固定销，防护罩通过固定销、转轴和销孔固定在所述底座上。

6.如权利要求2所述的核电厂发电机出线仓室，其特征在于，所述红外视窗还包括：安全螺丝，所述防护罩上设置有异形孔，防护罩通过安全螺丝和异形孔固定在所述底座上。

7.如权利要求2所述的核电厂发电机出线仓室，其特征在于，所述红外光学晶体的红外线透射率达到95％以上。

8.如权利要求2所述的核电厂发电机出线仓室，其特征在于，所述红外光学晶体为红外玻璃。

9.如权利要求2至7任一项所述的核电厂发电机出线仓室，其特征在于，所述红外光学晶体与底座的之间还设置有密封垫。

10.如权利要求2至7任一项所述的核电厂发电机出线仓室，其特征在于，所述防护罩为非导磁材料。

11.如权利要求10所述的核电厂发电机出线仓室，其特征在于，所述防护罩为塑料。

12.如权利要求1所述的核电厂发电机出线仓室，其特征在于，所述的红外视窗为圆形或长方形。

13.如权利要求1所述的核电厂发电机出线仓室，其特征在于，所述的红外视窗安装在仓门的下部。

14.如权利要求1所述的核电厂发电机出线仓室，其特征在于，出线仓室下方还设置有至少两个风机，风机运行时，冷却风在三个仓体之间流通。

15.如权利要求1所述的核电厂发电机出线仓室，其特征在于，所述仓门上还设置有维修窗，所述维修窗仅在停机维修时可被打开。

16.一种核电厂发电机出线仓室的温度检测方法，所述核电厂发电机出线仓室包括：与U、V、W三相分别对应的三个仓体，每个仓体上设置有仓门，仓体与仓门构成密封仓，每密封仓内设置有与各相电压对应出线软连接端子，其特征在于，该方法包括：

在每个仓门上设置红外视窗，所述红外视窗的位置与出线软连接端子相对；

利用红外热像仪透过所述红外视窗扫描出线软连接端子，测量出线软连接端子的温度。