Opublikowano: 10.YI.1966 KI. 21 di, 55/60 MKP H 02 k <9|10 UKD BIBLIOTEKA Urzodti Patentowego Nrthj Imiypi8^iii| bH* Wspóltwórcy wynalazku: inz. Wieslaw Drzazga, inz. Lucjan Hantel, inz.Rufin Styrczewski Wlasciciel patentu: Dolnoslaskie Zaklady Wytwórcze Maszyn Elektrycz¬ nych im. F.Dzierzynskiego „Dolmel", Wroclaw (Pol¬ ska) Uklad gazowy chlodzenia wodorowego generatorów synchronicznych duzej mocy Wynalazek dotyczy ukladu gazowego chlodzenia wodorowego generatorów synchronicznych duzej mocy przy zastosowaniu urzadzen napelniajacych i oprózniajacych generatory z gazów oraz kontro¬ lujacych (mierzacych) parametry stosowanych ga¬ zów, mianowicie dwutlenku wegla i wodoru.Stosowane dotychczas uklady gazowe chlodze¬ nia wodorowego posiadaly szereg wad powoduja¬ cych powazne utrudnienia w obsludze i nie zapew¬ nialy wymaganej pewnosci ruchu.Jednym ze znanych dotychczas ukladów gazo¬ wych chlodzenia wodorowego byl uklad, w któ¬ rym stanowisko do wodoru obejmowalo szereg butli z wodorem, zaopatrzonych w indywidualne reduktory redukujace cisnienie (150 na 10 atn.).Dalsza redukcja cisnienia do wielkosci cisnienia przewidzianego dla zasilania generatora przepro¬ wadzana byla przy pomocy zaworu elektromagne¬ tycznego, sterowanego czujnikami cisnieniowo- -indukcyjnymi, które wymagaja bardzo czulego na¬ stawiania i w warunkach eksploatacyjnych ulegaja rozregulowaniu wskutek nieuniknionych wibracji fundamentów, w poblizu których z reguly sa in¬ stalowane. W ukladzie tym rurociagi pomiarowe z wodorem wprowadzone byly az do stanowiska ma¬ szynowni, co bylo bardzo niewygodne i niebez¬ pieczne, ze wzgledu na mozliwosc przedostawania sie wodoru w przypadku uszkodzenia przyrzadu pomiarowego lub rurociagu. Stosowany uklad nie 10 15 20 so przewidywal analizy gazu w stanach przejsciowych, najbardziej niebezpiecznych dla generatora.Równiez stanowisko gazowe dwutlenku wegla w tym ukladzie obejmowalo szereg butli polaczonych bezposrednio z kolektorem wysokiego cisnienia, a redukcja cisnienia odbywala sie jedynie przy po¬ mocy zaworu zaporowego, i w przypadku jakiej¬ kolwiek nieuwagi obslugi przy otwieraniu zaworu mogla, zaistniec mozliwosc przedostania sie do ge¬ neratora dwutlenku wegla o pelnym cisnieniu, za¬ miast ustalonego dla kazdego typu generatora cis¬ nienia w granicach 0,03 do 2 atn.Ponadto redukcja cisnienia dwutlenki wegla przy pomocy zaworu powoduje szybkie rozpreza¬ nie gazu, a w wyniku tego jego zamarzanie i unie¬ mozliwia szybkie napelnienie ukladu dwutlenkiem wegla, co szczególnie niebezpieczne jest w przy¬ padkach koniecznosci szybkiego (awaryjnego) usu¬ niecia wodoru z generatora.Inne znane uklady gazowe chlodzenia wodoro¬ wego generatorów synchronicznych duzej mocy przewidywaly zgrupowanie rozrzadu i pomiaru wodoru i dwutlenku wegla w specjalnej szafie (umieszczonej pod generatorem), w której odbywa¬ la sie ostateczna redukcja cisnienia wodoru do¬ starczanego z butli wodorowych, zaopatrzonych w oddzielne reduktory, uniemozliwiajace równolegla prace butli. Pomiary cisnien gazu i kontrola czys¬ tosci gazu w generatorze mozliwe byly jedynie w miejscu zainstalowania szafy pomiarowo-rozrzad- 51297 * *&¦51297 czej, co bylo wielka niedogodnoscia dla obslugi znajdujacej sie w nastawni.Równiez i dwutlenek wegla podawany jest do szafy bezposrednio z butli.jod_ cisnieniem 60 atn. i dopiero w szafie, przy pomocy zaworu zaporowe- 5 go, tostegmje zredukowanie cisnienia do wartosci potrzebnej do napelnienia generatora.Redukcja cisnienia dwutlenku wegla, na zawo¬ rze stwarza niebezpieczenstwo zamarzania gazu, tym wiecej, ze uklad nie przewidywal zadnego ele- io mentu podgrzewania dwutlenku wegla.Powyzszych wad i niedogodnosci nie zawiera uklad wedlug wynalazku, który przez zastosowanie jednego wspólnego wielostopniowego reduktora cisnienia, wprowadzenie nadajników odlegloscio- 15 wych cisnienia i czystosci gazu, przekazników cis¬ nieniowych, reduktora CO2 oraz ukladu podgrze¬ wania CO2 w stosunku do dotychczas stosowanego ukladu zapewnia mozliwosc dokonania pomiarów bez koniecznosci wprowadzania rurociagów z wo- 20 dorem do nastawni elektrycznej, umozliwia rów¬ nolegla prace butli z wodorem, zabezpiecza uklad przed dostaniem sie wysokiego cisnienia CO2 do generatora oraz zabezpiecza uklad przed zamarza¬ niem CO2 w czasie rozprezania; nie bez znaczenia 25 jest fakt, ze wprowadzenie ukladu wedlug wyna¬ lazku w znacznym stopniu powieksza pewnosc eksploatacji, usprawnia obsluge i zwieksza bezpie¬ czenstwo pracy.Zalaczony rysunek obrazuje ogólny uklad gazo- 30 wego chlodzenia generatorów synchronicznych mo¬ cy od 30 do 500 MW i dla zakresu cisnienia wodo¬ ru od 0,05 do 3 atn. wraz z odpowiednim zestawem przyrzadów pomiarowo-kontrolnych.Proces usuwania powietrza z generatora, a na- 35 stepnie napelnianie generatora wodorem, odbywa sie w sposób opisany ponizej. Dwutlenek wegla z kolektora 2 poprzez zawór 22 dostaje sie do pod¬ grzewacza 8, gdzie posrednio przy zastosowaniu wody podgrzewanej do temp. 90*C nastepuje pod- 40 grzanie dwutlenku wegla, który nastepnie przez za¬ wór 23 przedostaje sie do regulatora cisnienia 4, skad przez odpowiednio przydlawiony zawór 24 i zawór 25 dostaje sie do generatora 1.W tym czasie powietrze z generatora 1 przez za- 45 wory 26, 27, 28 usuwane jest rurociagiem do atmo¬ sfery.W przypadku uszkodzenia regulatora 4 — awa¬ ryjne napelnianie generatora dwutlenkiem wegla odbywa sie bocznikowym rurociagiem, zaopatrzo- 50 nym w zawór 29.Po uzyskaniu 85% zawartosci czystego dwutlen¬ ku wegla w mieszance gazowej (dwutlenek wegla + powietrze) wstrzymany zostaje dalszy doplyw dwutlenku wegla przez zamkniecie zaworów 22, 55 23, 24 i rozpoczyna sie drugi cykl — proces napel¬ niania generatora wodorem.Proces ten przebiega nastepujaco: wodór z ko¬ lektora 3 przez zawór 30 dostaje sie na filtr 7 wysokiego cisnienia, a nastepnie na pierwszy dwu- 60 stopniowy reduktor wstepny 5, w którym nastepu¬ je obnizenie cisnienia do 5 atn. Wodór o zreduko¬ wanym cisnieniu przez zawory 31, 32, 26 dostaje sie do generatora 1.Po osiagnieciu w generatorze 97% zawartosci czystego wodoru w mieszance gazowej (wodór + dwutlenek wegla) przerwane zostaje napelnianie generatora 1 wodorem przez zamkniecie zaworu 32.Równoczesnie ustawia sie reduktor koncowy 6 na cisnienie robocze wymagane w generatorze 1 i otwiera sie zawory 33, 34. Reduktor 6 zasila uklad wodorem o ustalonym cisnieniu roboczym, utrzymujac jednoczesnie stale cisnienie przy uzu¬ pelnianiu strat powstalych wskutek nieszczelnosci polaczen calego ukladu.Podczas napelniania generatora wodorem — dwutlenek wegla usuwany jest z generatora 1 ru¬ rociagiem przez zawory 25, 35, 28 do atmosfery.Czesc pomiarowo-kontrolna ukladu gazowego sklada sie z odpowiedniego zestawu przyrzadów pomiarowych i kontrolnych, pozwalajacych na zdalne na drodze elektrycznej, odczyty cisnien wo¬ doru, dwutlenku wegla, czystosci wodoru w gene¬ ratorze itp.W okresie napelniania generatora dwutlenkiem wegla, badz wodorem — do pomiarów zawartosci dwutlenku wegla w mieszance: dwutlenek wegla + powietrze oraz wodoru w mieszance: wodór + dwutlenek wegla, sluzy nadajnik gazoanalizatora 20.Odpowiednia mieszanka gazowa z rurociagu wy¬ lotowego przez zawór 36 przedostaje sie do nadaj¬ nika gazoanalizatora 20, skad przez przeplywo¬ mierz 15 uchodzi do atmosfery w ilosci ca 100 cm3/min. W okresie normalnej eksploatacji gene¬ ratora pracuje tylko nadajnik gazoanalizatora 19, który pobiera próbki wodoru bezposrednio z gene¬ ratora 1 poprzez zawory 38, 37; dalsza droga ba¬ danego wodoru prowadzi przez przeplywomierz 14 do atmosfery.Do kontroli i pomiaru cisnienia panujacego w ge¬ neratorze 1 sluza manometry 10, 11 o zakresach odpowiednich dla danego generatora, przy czym pierwszy manometr umozliwia odczyt przy cisnie¬ niu 'roboczym (nizszym), natomiast dirugi — przy próbach szczelnosci (cisnienie wyzsze). Manometr róznicowy 13 przeznaczony jest do zgrubnej kon¬ troli wskazan gazoanalizatora 19 w oparciu o po¬ miar róznicy cisnien powodowanej ruchem wenty¬ latora zabudowanego na wirniku generatora. Do kontroli aktualnego cisnienia wodoru panujacego na kolektorze 3 sluzy manometr 9, natomiast do kontroli cisnienia dwutlenku wegla w czasie wstepnego napelniania sluzy manometr 12.Zainstalowane na stanowisku manometry 9, 10, 11, 12 wyposazone sa w nadajniki odleglosciowe, umozliwiajace przekazywanie na drodze elektrycz¬ nej odczytów wartosci cisnien do nastawni glów¬ nej elektrowni.Przekazniki cisnienia 17, 18 przeznaczone sa do sygnalizacji zbyt wysokiego lub zbyt niskiego cis¬ nienia panujacego w generatorze 1, natomiast prze¬ kaznik 16 sygnalizuje zbyt niskie cisnienie panu¬ jace na kolektorze wodorowym 3, wskazujac na koniecznosc wymiany butli wodorowych.Do regeneracji czynnika osuszajacego wodór w ukladzie sluzy osuszacz wodoru 21.51297 5 6 PL