МОЙ ДИПЛОМ_1 / пояснительная записка / Глава 01

1 Описание технологического процесса

При работе генератора в обмотках его выделяется значительное количество тепла. Для отвода тепла организуется специальная система охлаждения. С ростом мощности генератора и стремлением изготовить его допустимо приемлемых размеров резко возрастает плотность тока токоведущих элементов, а следовательно, и их нагрев. Это обстоятельство вынуждает применять более эффективные способы отвода тепла от обмоток генератора.

Выделяют три способа отвода тепла: водяное охлаждение, масленое охлаждение и водородное охлаждение. Известно, что вода отводит тепло в 25 раз интенсивнее, чем водород и в 2,5 раза интенсивнее, чем масло.

Масленое охлаждение применяется редко. Несмотря на то, что масляное охлаждение позволяет значительно повысить напряжение статора до 30-35 кВ, оно требует больших проходных сечений, как более вязкая среда по сравнению с водой. Поэтому предпочтительнее применять водяное и водородное охлаждение.

1.1 Система водяного охлаждения обмотки статора генератора

Охлаждение обмоток статора генератора осуществляется подачей конденсата в элементарные проводники стержней обмотки статора по замкнутому контуру: насос - теплообменник - фильтры - напорный коллектор турбогенератора - обмотка статора - сливной коллектор турбогенератора - бак -насос.

Вода, циркулирующая в системе, должна обладать высокими диэлектрическими свойствами с удельным электрическим сопротивлением не менее 75 кОм^.см, поэтому заполнение системы производится конденсатом или химически очищенной водой с удельным электрическим сопротивлением не менее 200 кОм см; показатель рН при 25⁰С 8,5±0,5, соединений меди не более 100мкг/л, кислорода не более 400 мкг/кг.

Подача конденсата в обмотку статора генератора производится двумя центробежными насосами с электродвигателем переменного тока, один из которых рабочий (поз.5), другой резервный (поз.6). Резервный насос (поз.6) работает по отключению рабочего насоса и при падении давления в напорном коллекторе менее 0,4 МПа.

После насоса (поз.5) конденсат поступает в теплообменник (поз.7), где охлаждается до необходимой температуры.

Далее конденсат проходит через фильтры механической (поз.8, поз.9) и магнитной чистки (поз.10). Механических фильтров два, из которых один рабочий (поз.8), другой резервный (поз.9). Для очистки конденсата от случайных ферромагнитных частиц предусмотрен магнитный фильтр (поз.10), постоянно находящийся в работе и устанавливаемый непосредственно перед напорным коллектором обмотки статора генератора.

Охлажденный и очищенный конденсат поступает в обмотку статора (поз.1). Обмотка статора трехфазная, двухслойная с укороченным шагом, стержневая с транспозицией элементарных проводников. Стержень обмотки сплетен из сплошных и полых элементарных изолированных проводников. Статор из 42 пазов. В каждом пазу имеется два стержня; в каждом стержне 14 элементарных полых проводников. Для охлаждения обмотки по полым проводникам проходит конденсат. Изоляция стержней непрерывная, компаундированная. Обмотка статора в пазах закреплена специальными клиньями. Лобовая часть обмотки корзиночного типа. На концы стержней припаяны медные наконечники для подвода к полым проводникам. Для подачи и отвода охлаждающего конденсата в турбогенераторе со стороны турбины установлены два кольцевых, изолированных от корпуса коллектора со специальными штуцерами, на которые навинчиваются шланги из фторопласта, подающие и отводящие воду для охлаждения обмотки.

Для удаления воздуха из системы при заполнении её конденсатом в конструкции турбогенератора предусмотрены контрольные трубки с кранами, подключенные к наивысшим точкам напорного и сливного коллекторов и выведенные из корпуса статора, а также воздушники, установленные на теплообменнике (поз.7), фильтрах (поз.8, поз.9, поз.10), насосах (поз.5, поз.6), водородоотделительном бачке (поз.4). Из обмотки статора генератора вода поступает в водяной бак (поз.3). Водородоотделительный бачек (поз.4) предназначен для отделения водорода попавшего в конденсат из-за не плотностей системы.

Петля на трубопроводе после обмотки статора предотвращает слив дистиллята из обмотки при аварийном останове насосов. Из водоохлаждаемых элементов обмотки статора дистиллят сливается в водяной бак (поз.3), емкостью 1,5 м³. Водяной бак (поз.3) обеспечи­вает необходимый запас дистиллята в системе.

Для очистки конденсата от воздуха, попадающего в систему из-за её не плотностей, предусмотрена его обработка посредством вакуума, создаваемого в водяном баке (поз.3) за счет соединения с вакуумной частью сальникового подогревателя турбины.

Подпитка системы осуществляется конденсатом от системы регенерации турбогенератора. Выбор источника подпитки зависит от качества основного конденсата в системе регенерации турбины. При невозможности использовать основной конденсат турбин подпитка системы осуществляется химически обессоленной водой.

Нормальный расход конденсата через обмотку статора генератора турбины 27 м³/ч, допустимые отклонения +3 м³/ч. Нормальной температурой конденсата на входе в обмотку статора считается температура 30-40 ⁰С. Давление конденсата в обмотке статора 0,22 МПа. Максимально допустимое давление конденсата на входе в обмотку статора 0,25 МПа. Работа генератора без охлаждения конденсатом обмотки статора недопустима в режиме холостого хода с возбуждением и в режиме любой нагрузки. Перепад давления конденсата до и после механического фильтра не должен превышать 0,1 МПа, при превышении перепада основной фильтр отключается и включается резервный. Нормальный уровень конденсата в водяном бачке должен находиться в пределах 700 мм. Температура конденсата на выходе с обмотки статора должна быть не выше 85⁰С. Содержание кислорода в конденсате, циркулирующем в системе не более 400 мкг/кг. Удельная электропроводность конденсата должна быть не более 1,5 мкСм/см.

1.2 Система водородного охлаждения ротора генератора

Система водородного охлаждения обеспечивает возможность заполнения генератора водородом, а также поддержание номинального давления и пополнение утечек водорода, неизбежных при эксплуатации агрегата.

Водород вводится в корпус генератора через коллектор, расположенный в верхней его части. Давление водорода в корпусе генератора 0,3 МПа.

Охлаждающий водород циркулирует в генераторе под действием вентиляторов, установленных на валу ротора (поз.2) и охлаждается в газоохладителе (поз.11), встроенного в корпус генератора. Температура водорода в корпусе генератора 40⁰С.

Для предотвращения выхода водорода из корпуса статора на наружных щитах генератора установлены масляные уплотнения вала торцевого типа. Перепад давления масло-водород 0,074 МПа.

Чистота водорода в корпусе генератора 98 %.

11