2. Краткая характеристика системы водородного охлаждения генератора и воздушного охлаждения возбудителя

2.1 Система водородного охлаждения генератора предназначена для:

-охлаждения циркулирующего в корпусе генератора водорода в четырех встроенных газоохладителях;

- охлаждения ротора и стали статора генератора циркулирующим в корпусе генератора водородом;

-охлаждения циркулирующего в корпусе возбудителя воздуха в четырех встроенных воздухоохладителях;

-охлаждения дистиллята системы охлаждения обмотки статора генератора в двух теплообменниках типа ВВТ-60;

-охлаждения дистиллята, подаваемого на охлаждение тиристорных преобразователей, в теплообменнике типа ВВТ-2.

Примечание - Съем тепла в вышеперечисленных теплообменниках происходит за счет прокачки насосами газоохлаждения (НГО) химобессоленной во­ды, охлаждаемой циркводой в трех теплообменниках газоохлаждения (ТГО).

2.2 Состав системы на один ТГ:

-бак газоохлаждения: БГО - (п)1;

-два центробежных насоса газоохлаждения НГО – (п)1, (п)2 - типа Д 2000-62 с электродвигателем типа А312-42-ВУ4;

-два теплообменника газоохлаждения ТГО - (п)1, (п)2 типа 1000 ТНВ-6-МТ-С, реконструированные на одноходовые по циркуляционной воде; 2-4-2

-один теплообменник газоохлаждения ТГО-(п)3, дополнительный (горизонтальный);

-четыре газоохладителя генератора: ГО - (п)1, (п)2, (п)3, (п)4;

-четыре воздухоохладителя возбудителя: ВО - (п)1, (п)2, (п)3, (п)4;

-по одному фильтру предочистки группы теплообменников газоохлаждения ТГО-(п)1,(п)2 (не установлен фильтр на ТГО-71,72) ФП-(п)2;

-по одному фильтру предочистки теплообменников газоохлаждения ТГО-(п)3 ФП-(п)1.

Фильтр предочистки состоит из:

-вращающегося ротора с лотком для приёма загрязнений;

-привода ротора: Т(п)-(п)22, (п)12;

-дифманометров для измерения перепада давления на ФП-(п)1,(п)2;

-трубопровода Dy-80 с мембранным клапаном для сброса загрязнений из ФП в трубопроводы слива циркводы из ТГО-(п)1,(п)2; (п)3.

Примечание – Теплообменники типа ВВТ-60 ВВТ-2 включены в схему охлаждения обмотки статора. Подробные технические данные оборудования системы приведены в документе « Техническое описание генератора и его вспомогательных систем».

2.3 Принцип работы системы

2.3.1 Необходимость создания рассматриваемой системы диктуется следующими физическими явлениями. При прохождении электрического тока по проводнику часть его по закону Джоуля-Ленца, превращается в тепло, вызывающее нагрев проводника. В обмотках электрических машин протекают токи, вели­чина которых достигает тысяч ампер. Эти токи образуют вокруг про­водников переменное магнитное поле, индуцирующее в металлических частях электромашин токи Фуко, вызывающие их нагрев.

2.3.2 С ростом единичной мощности генераторов и возбудителей задача их надежного и экономичного охлаждения стала одной из важнейших. В качестве одного из охлаждающих реагентов для ге­нераторов типа ТВВ-500-2 завода "Электросила" выбран водород, обладающий значительной теплоемкостью, возрастающей с ростом давления, неагрессивный к изоляции и конструкционным деталям ге­нератора, имеющий малый удельный вес, что резко снижает расход энергии на его перекачку вентиляторами в корпусе генератора и имеющий сравнительно низкую стоимость при его производстве на электростанции в электролизной установке за счет электролиза (разложения) воды на кислород и водород. Водород после ГО омывает ротор, обмотку и активную сталь генератора, отбирает тепло, и вен­тиляторы, насаженные по концам ротора генератора, прокачивают нагретый водород из средней части генератора через межтрубное пространство ГО, в которых за счет расхода воды от НГО водород охлаждается и проходит по нагретым частям генератора на всас вентиляторов. Таким образом, осуществляется замкнутая циркуляция водорода в корпусе генератора.

В качестве охлаждающего реагента возбудителя применяется воздух, циркуляция которого в замкнутом объеме возбудителя осу­ществляется вентиляторами ротора, прокачивающими нагретый воздух через воздухоохладители, охлаждаемые за счет расхода воды от НГО.

2.3.3 Для охлаждения дистиллята системы охлаждения обмотки статора применены поверхностные теплообменники, в которых охлаждающая вода от НГО проходит по трубкам, а охлаждаемый дистиллят по межтрубному пространству.

Нагретая в газоохладителях генератора, воздухоохладителях возбудителя и теплообменниках системы охлаждения обмотки статора охлаждающая вода поступает в ТГО, в которых охлаждается циркуляционной водой из напорных циркводоводов конденсаторов турбин и поступает на всас НГО.

2.3.4 Для восполнения утечек воды контура газоохлаждения предусмотрен бак БГО, установленный на отм.+18,8 м для создания подпора на всасе НГО. Уровень в БГО автоматически поддерживается поплавковым регулятором уровня. Вода на подпитку БГО поступает из БНОВ-2. Для удаления из верхней части корпуса БГО неконденсирую­щихся газов, предусмотрен постоянно открытый вентиль воздушника.

2.4 Сигнализация системы

2.4.1 Для оповещения дежурного персонала о нарушениях в работе системы на панели БЩУ-О и МЩГ предусмотрена сигнализация в виде световых табло и блинкеров с выпадающими флажками и сигнальными лампочками.

2.4.2 Аварийно-предупредительная сигнализация включается при сле­дующих нарушениях:

- "Аварийное отключение НГО - (п)1, (п)2" при отключении электродвигателей НГО аварийной кнопкой;

- "АВР насосов газоохлаждения", и "Давление охлаждающей воды газоохладителей низко" при замыкании контактов ЭКМ поз.М(п)Р-4413 при снижении давления в напорном коллекторе НГО до 4,0 кгс/см², что приводит к включению резервного НГО и выпадению флажка указательного реле «АВР НГО» на МЩГ 5-8 и табло «Водородное охл. неисправность» на панели 18(21) БЩУ-О. Подготовка АВР НГО производится при достижении давления 4,5 кгс/см² в напор­ном коллекторе НГО – ПС табло «Р ГО ТГ снижен.» п.18(21) БЩУ-О;

- табло «Водородное охл. неисправность» пан.18(21) БЩУ-О и указательное реле «Жидкость в корпусе генератора» пан. МЩГ-п при повышении жидкости в корпусе генератора 80 мм по УЖИ М (п) Н-4611, 4612,4613,4614, при попадании в корпус генератора воды или масла из систем охлаждения генератора и уплотне­ния вала генератора;

- "Низкая чистота водорода", при снижении чистоты водорода до 98 процентов.

Примечание - Во всех вышеперечисленных случаях сигнализации выпадают указательные реле (блинкера) на МЩГ-п с сопровождением сборного сигнала на табло «водородное охлаждение» пан.18(21) БЩУ-О.

- при повышении давления водорода в генераторе до 4,7 кгс/см² по прибору поз. М (п) Р-4611 формируется сигнал ПО с выводом на табло «Р водород ТГ», установленное на панели 18(21) БЩУ-О;

- при снижении давления водорода в генераторе до 4,3 кгс/см² по прибору поз.М(п) Р-4611 формируется ПС с выводом на табло «Р водород ТГ», установленном на панели 18(21) БЩУ-О;

- при снижении расхода воды через газоохладители генератора и воздухоохладители возбудителя до 825 м³/ч по приборам поз. М(п)G-4112,4122,4132 на БЩУ-О формируется ПС с выводом на табло "G ГО снижен" установленном на панели 18(21) БЩУ-О;

- при повышении уровня в БГО 1350 мм от прибора М(п) Н-4411 формируется ПС с выводом на табло МЩТ "Уровень в компенсационном баке" и на панель 17(20) БЩУ-О на табло "МЩТ вызов";

- при снижении уровня в БГО до 850 мм от прибора М(п) Н-4411 формируется сигнал ПС с выводом на табло МЩТ-п "Уровень в компенсационном баке" и на панель 17(20) БЩУ-О на табло "МЩТ вызов";

- повышение температуры меди (под клином паза) генератора до 75 ^оС по АСКДГ, на АСКДГ выпадает ПС, на БЩУ-О сигнал "АСКДГ-(п) ОТКЛ ПАРАМ" панель 17(20);

- повышение температуры активной стали до 95 ^оС по АСКДГ, на АСКДГ выпадает сигнал ПС, на БЩУ-О сигнал «АСКДГ - (п) ОТКЛ ПАРАМ» панель 17(20);

- повышение температуры меди возбудителя до 105 ^оС по АСКДГ, на АСКДГ выпадает сигнал ПС, на БЩУ-О сигнал "АСКДГ - (п) ОТКЛ ПАРАМ " панель 17(20);

- повышение температуры активной стали возбудителя до 105 ^оС по АСКДГ, на АСКДГ выпадает сигнал ПС, на БЩУ-О сигнал "АСКДГ -(п) ОТКЛ ПАРАМ" панель 17(20);

- повышение температуры ХОВ на входе в ГО до 33 ^оС по АСКДГ, на АСКДГ выпадает сигнал ПС, на БЩУ-О сигнал "АСКДГ - (п) ОТКЛ ПАРАМ" панель 17(20);

- понижение температуры ХОВ на входе в ГО до 20 ^оС по АСКДГ, на АСКДГ выпадает сигнал ПС, на БЩУ-О сигнал "АСКДГ - (п) ОТКЛ ПАРАМ" панель 17(20);

- повышение температуры ХОВ на выходе ГО до 40 ^оС по АСКДГ, на АСКДГ выпадает сигнал ПС, на БЩУ-О сигнал - «АСКДГ - (п) ОТКЛ ПАРАМ» панель 17(20);

- повышение температуры холодного газа камер газо­охладителей до 40 ^оС по АСКДГ, на АСКДГ выпадает сигнал - ПС, на БЩУ-О сигнал "АСКДГ - (п) ОТКЛ ПАРАМ" панель 17(20);

- понижение температуры холодного газа камер газоохлади­телей до 20 ^оС по АСКДГ, на АСКДГ выпадает сигнал ПС, на БЩУ-О сигнал "АСКДГ - (п) ОТКЛ ПАРАМ" панель 17(20);

- повышение температуры горячего газа камер газоохлади­телей до 75 ^оС по АСКДГ, на АСКДГ выпадает сигнал ПС, на БЩУ-О сигнал "АСКДГ - (п) ОТКЛ ПАРАМ" панель 17(20);

- повышение температуры холодного газа камер воздухо­охладителей до 40 ^оС по АСКДГ, на АСКДГ выпадает сигнал ПС, на БЩУ-О сигнал "АСКДГ - (п) ОТКЛ ПАРАМ" панель 17(20);

- повышение температуры горячего воздуха камер воздухо­охладителей до 75 ^оС по АСКДГ, на АСКДГ выпадает сигнал ПС, на БЩУ-О сигнал "АСКДГ - (п) ОТКЛ ПАРАМ" панель 17(20);

- повышение температуры воздуха в камере щеточной траверсы до 55 ^оС по АСКДГ, на АСКДГ выпадает сигнал ПС, на БЩУ-О сигнал "АСКДГ - (п) ОТКЛ ПАРАМ" панель 17(20);

- при возникновении дефектов в установках фильтра предочистки, на щитах управления ФП - появляется световой сигнал на и сообщение на мониторе о характере дефекта, а так же срабатывает сигнализация на панели БЩУ-О.

2.5 Автоматическое регулирование

2.5.1 В рассматриваемой системе наиболее переменной величиной яв­ляется уровень в БГО. Для его автоматического регулирования на величине 850-1150 мм применен автоматически действующий поплавко­вый регулятор уровня, который при снижении уровня ниже нормально­го открывается, производя подпитку БГО, а при увеличении уровня до нормального закрывается.

2.5.2 Основным режимом эксплуатации ФП является « Автоматический ». При этом на оперативной панели щита управления ФП отображается величина разности давлений на очищающей вставке в мБар. Если разность давлений достигает первого предела 150 мБар, то автоматически начинается промывка ФП в течение 30 секунд. При дальнейшем росте перепада давления на фильтре предочистки до второго предела ( аварийного) 200 мБар автоматически включается установка промывки ФП на 300 секунд, появляется световой сигнал на панели и сообщение на мониторе «∆Р крайне высок», а так же срабатывает сигнализация на панели БЩУ-О.

2.6 Защиты генератора по неисправностям системы

2.6.1 Обобщенным показателем работы системы является расход охлаждающей воды, уменьшение которого приведет к быстрому нагреву во­дорода, токоведущих частей генератора, возбудителя и активной стали, тиристорных преобразователей.

2.6.2 Для исключения подобного предусмотрена защита, отключающая генератор с выдержкой времени 5 минут при поступлении сигналов от двух из трех вторичных приборов, установленных на панели 1(2)ТК-4 БЩУ-Н, расходомеров поз. М(п)G-4112в,4122в,4132в при уменьшении расхода воды до 330 м³/час со срабатыванием табло АС «G ГО снижен» на панели 18(21). При выводе защиты, на панели 18(21) БЩУ-О загорается табло «АЗ расхода НГО переведена на сигнал».

2.6.3 Смонтирована сигнализация, и защита на отключение ТГ при отк­лючении электродвигателей двух НГО с выдержкой времени три минуты. На панелях 18(21) БЩУ-О для ТГ - (п) имеется табло "Отключение двух НГО", которое высвечивается при отключенном положении электродвигателей НГО. При выводе защиты появляется табло "Выведена АЗ отключения двух НГО".