CN203788097U - 发电机定子冷却水热量回收系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种发电机定子冷却水热量回收系统，包括发电机及定子冷却水冷却系统，发电机通过定子冷却水入口和定子冷却水出口与定子冷却水冷却系统连接，在所述发电机的定子冷却水出口与所述定子冷却水冷却系统之间的冷却水管路中串接热量回收系统，所述热量回收系统包括回收换热器和回收温控阀，回收温控阀的一个入口和出口通过主水管接入冷却水管路中，回收温控器的另一个入口通过辅水管与回收换热器中的一路串接后接入冷却水管路中，回收换热器另一路与凝结水管连接。本实用新型可以将定子冷却水的热量回收至汽轮机凝结水系统中，并通过设置回收温控阀实现精确控制冷却水回水温度，即提高了发电机的安全性、经济性，又能实现节能环保。
Description
技术领域
本实用新型涉及发电机设备，特别涉及一种发电机定子冷却水热量回收系统，属于发电机技术领域。
背景技术
发电机在发电过程中，定子绕组产生大量的热量，这些热量由定子冷却水带出发电机，再由水冷却器带走冷却水从定子绕组吸取的热量。
以大唐韩城第二发电有限责任公司一期600MW发电机为例，发电机定子冷却水循环系统如图1所示定子冷却水冷却系统，主要包括发电机1、定子冷却水箱5、定子冷却水泵6、定子冷却水冷却器7、定冷温控阀8、定子冷却水滤网9和定子压力控制阀10。冷却水主流程为：定子冷却水箱5→定子冷却水泵6→定子冷却水冷却器7→定冷温控阀8→定子冷却水滤网9→定子压力控制阀10→发电机1→定子冷却水箱5。发电机1定子定子冷却水入口设计温度为40～46℃，流量（恒定）为1200L/min，正常运行时回水温度在46℃以上，而该品质的热量可以被汽轮机的凝结水（夏季极端为40℃）吸收进行回收利用。
现以发电机350、450、600MW三种工况进行计算，说明发电机定子每小时的发热量，如表1所示：
表1
| 发电机负荷（MW） | 350 | 450 | 600 |
| 发电机冷却水流量（t/h） | 71.9 | 70.8 | 72.6 |
| 发电机定子冷却水入口温度（℃） | 41.3 | 41.0 | 41.8 |
| 发电机定子冷却水出口温度（℃） | 48.5 | 52.9 | 59.2 |
| 发电机冷却水温升（℃） | 7.2 | 11.9 | 17.4 |
| 发电机冷却水热量（kCal） | 517680 | 842520 | 1263240 |
| 汽轮机凝结水流量（t/h） | 917 | 1120 | 1550 |
| 折算凝结水温升（℃） | 0.56 | 0.75 | 0.81 |
| 按热量吸收90％计算凝结水温升 | 0.5 | 0.68 | 0.73 |
| （℃） |
从表1可知定子绕组的发热量是相当大的，冷却水回水余热虽然品质不高，但绝对量很大，现有的发电机没有对此热量进行回收造成大量能量浪费。
实用新型内容
本实用新型主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种发电机定子冷却水热量回收系统，将定子冷却水的热量回收至汽轮机凝结水系统中，并可以精确控制冷却水回水温度，即提高了发电机的安全性、经济性，又能实现节能环保。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
一种发电机定子冷却水热量回收系统，包括发电机及定子冷却水冷却系统，发电机通过定子冷却水入口和定子冷却水出口与定子冷却水冷却系统连接，在所述发电机的定子冷却水出口与所述定子冷却水冷却系统之间的冷却水管路中串接热量回收系统，所述热量回收系统包括回收换热器和回收温控阀，回收温控阀的一个入口和出口通过主水管接入冷却水管路中，回收温控器的另一个入口通过辅水管与回收换热器中的一路串接后接入冷却水管路中，回收换热器另一路与凝结水管连接。
进一步，在所述热量回收系统的入口处串接第一常开阀，在所述热量回收系统的出口处串接第二常开阀。
进一步，在所述发电机的定子冷却水出口与定子冷却水冷却系统之间接一旁通水管，在旁通水管上串接一旁通阀。
进一步，所述旁通阀为常闭阀。
进一步，所述回收换热器为管式换热器。
综上内容，本实用新型所述的一种发电机定子冷却水热量回收系统，与现有技术相比，具有如下优点：
（1）通过设置回收换热器可以将定子冷却水的热量回收至汽轮机凝结水系统中，并通过设置回收温控阀实现精确控制冷却水回水温度，即提高了发电机的安全性、经济性，又能实现节能环保。
（2）由于凝结水吸收了大部分冷却水热量，原开式水吸热量大大减少，有利于降低循环水水温，这部分可同因八段抽汽减少而造成排汽增加的热量抵消，总体对循环水温有利。
（3）按机组年平均负荷450MW，凝结水温上升0.68℃，运行300天计算收益，可减少低压缸抽汽1.86t/h，煤耗降低0.04g/kw.h，年可节约标煤130吨，按每吨标煤550元计算，年可节约费用7.15万元。
附图说明
图1是现有技术发电机定子冷却水循环系统原理图；
图2是本实用新型发电机定子冷却水循环系统原理图。
如图1和图2所示，发电机1，定子冷却水冷却系统2，定子冷却水入口3，定子冷却水出口4，定子冷却水箱5，定子冷却水泵6，定子冷却水冷却器7，定冷温控阀8，定子冷却水滤网9，定子压力控制阀10，热量回收系统11，回收换热器12，回收温控阀13，第一常开阀14，主水管15，辅水管16，第二常开阀17，凝结水管18，旁通水管19，旁通阀20。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
如图2所示，本实用新型提供了一种发电机定子冷却水热量回收系统，包括发电机1及定子冷却水冷却系统2，定子冷却水冷却系统2采用闭式冷却水循环系统，发电机1通过定子冷却水入口3和定子冷却水出口4与定子冷却水冷却系统2连接。
定子冷却水冷却系统2包括依次串联的定子冷却水箱5、定子冷却水泵6、定子冷却水冷却器7、定冷温控阀8、定子冷却水滤网9和定子压力控制阀10，其中，定子冷却水泵6和定子冷却水冷却器7分别采用并联的两个，其中一个作为备用，当另一个出现故障时即投入运行，确保发电机1的冷却水循环流动，定子冷却水冷却器7则采用板式换热器，定子压力控制阀10采用PCV阀，定冷温控阀8采用TCV阀。
如图2所示，在发电机1与定子冷却水冷却系统2之间的冷却水管路中串接热量回收系统11，用于吸收从发电机1出来的冷却水热量，热量回收系统11根据发电厂的整体布局进行设置，本实施例中，优选在发电机1的定子冷却水出口4与定子冷却水箱5之间串接热量回收系统11，在冷却水回定子冷却水箱5之前先进行热量回收，将冷却水回水温度降至比设定入口温度稍高一点的水平，然后经原定子冷却水冷却系统2将冷却水温度调至设定温度。
热量回收系统11包括回收换热器12和回收温控阀13，与发电机1的定子冷却水出口4连接的冷却水管路中串接一个第一常开阀14，第一常开阀14的出口分两路，一路通过主水管15接入回收温控阀13的一个入口A，另一路通过辅水管16接入回收换热器12,回收换热器12的出口接回收温控阀13的入口B,回收温控阀13的出口C接入一个第二常开阀17，第二常开阀17的出口接入定子冷却水冷却系统2中的定子冷却水箱5，部分凝结水管18同时接入回收换热器12，与回收换热器12中的冷却水进行热交换以吸收冷却水的热量，为提高换热器可靠性，回收换热器12优选采用管式换热器。
为了保证在热量回收系统11发生故障时，发电机1依然正常运动，在发电机1的定子冷却水出口4与定子冷却水箱5之间接一旁通水管19，在旁通水管19上串接一旁通阀20，旁通阀20为常闭阀门，只有在热量回收系统11发生故障时才开启，发电机1流出的冷却水直接流入定子冷却水箱5中。
发电机1冷却水的运行方式是，从发电机1定子绕组流出的高温冷却水首先经过热量回收系统11，然后流经原有的定子冷却水冷却系统2，最终回至发电机1，其冷却水的流程为：
从发电机1的定子冷却水出口4出来的高温冷却水经过第一常开阀14后，一部分高温冷却水经过主水管15进入回收温控阀13的入口A，另一部分高温冷却水经过辅水管16进入回收换热器12，汽轮机的部分凝结水经过凝结水管18同时进入回收换热器12，在回收换热器12内高温的冷却水与低温的凝结水进行热交换，降温后的冷却水进入回收温控阀13的入口B，由回收温控阀13调节出水的温度，控制在定子定子冷却水入口设计温度40～46℃，或比该设计温度稍高的水平，满足温度要求的冷却水进入定子冷却水箱5，再依次经过定子冷却水箱5、定子冷却水泵6、定子冷却水冷却器7、定冷温控阀8、定子冷却水滤网9及定子压力控制阀10，冷却水最后回至发电机1的定子冷却水入口3，冷却水再定子冷却水冷却器7中再次进行热交换，进一步降温，通过定冷温控阀8调节定子冷却水入口3的冷却水温度符合设计要求，利用定子压力控制阀10调节冷却水流量以满足设计要求。
冷却水的运行具体还包括两种运行工况：
第一种运行工况：
若外界气温较低，凝结水温度较低时，回收换热器12和回收温控阀13全开，通过回收温控阀13调节，冷却水温度就可以直接冷却至40℃的设定温度，原有定子冷却水冷却系统2中的定冷温控阀8全关，定子冷却水冷却器7不起作用，进入发电机1定子绕组的冷却水温度维持在40℃。
第二种运行工况：
若外界气温较高（夏季高温季节午后），且发电机组负荷较高时，凝结水温度甚至超过40℃，回收换热器12和回收温控阀14全开，出口水温仍无法降至40℃，这样就需要调节原定子冷却水冷却系统2中的定冷温控阀8的开度，通过定子冷却水冷却器7将进入发电机1定子绕组的冷却水温度调节到40℃。
因此，新加装的定子冷却水热量回收系统11投入运行后，完全可以保证发电机组电机冷却水系统的安全运行。
由于新增了回收换热器12和回收温控阀13，管道阻力增加，但由于冷却水流量由定子压力控制阀10控制保持恒定，所以整个管系阻力没有增加，只是改变了阻力分布，即定子压力控制阀10的阻力减少，定子冷却水泵的功耗没有变化。
由于凝结水吸收了大部分冷却水热量，原开式水吸热量则大大减少，特别是在第一种运行工况时，定子冷却水冷却系统2完全不需要投入运行，有利于降低循环水水温，这部分可同因八段抽汽减少而造成排汽增加的热量抵消，总体对循环水温有利。
按机组年平均负荷450MW，凝结水温上升0.68℃，运行300天计算收益，根据汽轮机热平衡图可算知，可减少低压缸抽汽1.86t/h，煤耗降低0.04g/kw.h，年可节约标煤130吨，按每吨标煤550元计算，年可节约费用7.15万元。
从以上计算可知，单台机组的节能量不大，但方案安全地回收了发电机定子的废热，但全国湿冷机组众多，如果得以推广，有着巨大的经济效益。
如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种发电机定子冷却水热量回收系统，包括发电机及定子冷却水冷却系统，发电机通过定子冷却水入口和定子冷却水出口与定子冷却水冷却系统连接，其特征在于：在所述发电机的定子冷却水出口与所述定子冷却水冷却系统之间的冷却水管路中串接热量回收系统，所述热量回收系统包括回收换热器和回收温控阀，回收温控阀的一个入口和出口通过主水管接入冷却水管路中，回收温控器的另一个入口通过辅水管与回收换热器中的一路串接后接入冷却水管路中，回收换热器另一路与凝结水管连接。
2.根据权利要求1所述的发电机定子冷却水热量回收系统，其特征在于：在所述热量回收系统的入口处串接第一常开阀，在所述热量回收系统的出口处串接第二常开阀。
3.根据权利要求1或2所述的发电机定子冷却水热量回收系统，其特征在于：在所述发电机的定子冷却水出口与定子冷却水冷却系统之间接一旁通水管，在旁通水管上串接一旁通阀。
4.根据权利要求3所述的发电机定子冷却水热量回收系统，其特征在于：所述旁通阀为常闭阀。
5.根据权利要求1所述的发电机定子冷却水热量回收系统，其特征在于：所述回收换热器为管式换热器。
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Cited By (4)
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| CN105465051A (zh) * | 2014-08-21 | 2016-04-06 | 上海熊猫机械(集团)有限公司 | 一种开式水泵余热回收利用系统 |
| CN105782123A (zh) * | 2014-08-21 | 2016-07-20 | 上海熊猫机械(集团)有限公司 | 一种闭式水泵余热回收利用系统 |
| CN105971068A (zh) * | 2016-07-05 | 2016-09-28 | 顾轩 | 一种水电站保压自加热防冻消防供水系统 |
| CN107147248A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-09-08 | 新奥泛能网络科技股份有限公司 | 发电机散热回收系统 |
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