核电厂发电机定子线棒温度高处理方案分析

核电厂发电机定子线棒温度高处理方案分析

徐耀勇  刘理华 苏尚球

大亚湾核电运行管理有限责任公司；广东 深圳 518124

摘要：发电机定子线圈由于异物局部堵塞线圈、线圈局部气堵、缓慢铜腐蚀积累影响等原因可能导致出水温度在正常运行期间缓慢上升。温度上升将影响设备正常运行，导致降负荷甚至停机处理。当发现发电机定子线棒温度缓慢上升时，需及时采取方案，减少因结垢堵塞造成的线棒温度高的问题。

关键词： 核电机组；发电机；定子线棒；运行控制

某核电厂执行设备运行状态监测时，发现发电机部分定子线圈存在出水温度升高趋势，同时发电机定子冷却水系统流量存在下降趋势。查询巡检系统记录，发电机定子冷却水系统过滤器自大修后更换过2次过滤器，其压差上涨速率及更换频率比历史记录略有增加。其中以发电机线棒070MT处温度上涨趋势最快，由0.01℃/d上涨到0.133℃/d，按照当前温度上涨趋势，预计10天后，会上涨到75℃（报警值）。

一、系统运行监测

发电机定子冷却水系统功能：通过低电导率水的循环来冷却发电机的定子绕组（由于负载所引起的铜损发热）。定子线棒温度通过055MT-120MT总共48个不同位置的温度探测点来监测。

温度限值：S程序要求，正常线棒温度值范围60 ~75 ℃；报警值为85 ℃；

流量限值：根据发电机定子电流-GST流量曲线图，减载流量为106m3/h

影响：发电机线棒水温度偏高，线棒绝缘有过热损坏风险。发电机定子水流量过低，自动降功率甚至跳机风险。

二、运行处理方案及控制

1.方案一：调低将定子冷却水温度整定值。

作用：1、降低定子出口水温，对缓解目前腐蚀沉积有微量贡献。中性水中，温度越高，氧化铜的溶解度越低，越容易出现析出沉积。2、降低定子出口温度绝对值。

运行控制：定子冷却水温度整定值调整后，需要同步修改报警定值，L2GST005MT高阈值报警由45℃修改为40℃，低阈值报警由40℃修改为35℃。

方案效果：定子冷却水温度整定值调整2℃，对线棒温度下降贡献1.5℃。

2.方案二：外接临时除盐床对发电机定子冷却水回路进行净化。

作用：1、降低发电机定子冷却水系统总铜含量。2、防止铜氧化物迁移及再次沉积堵塞线棒。风险分析：外接设备影响系统密封性，影响氧含量，进一步导致线棒腐蚀。

运行控制：外接除盐床进行投运时需要进行无氧水冲洗，并在氧含量化验合格后才能接入系统，否则会影响系统内的氧含量，超出化学技术规范限值。临时除盐床对定子冷却水泵有分流作用因此需要考虑泵的设计流量及系统流量。根据泵的设计流量为148m³/h，经计算，逐渐将临时除盐床的净化流量从8 m³/h增大到14 m³/h，以提高净化效果。

方案效果：定子冷却水系统化学取样总铜下降。

3.方案三：提高发电机氢气压力。

作用：1、提高定子冷却水系统总体流量，降低定子线棒温度。2、增加定子冷却水系统流速，缓解定子线棒温度高问题。风险分析：在发电机氢气提纯工作期间，对定子线棒温度造成波动

运行控制：在进行发电机氢气提纯时控制速率，减缓压力的波动。070MT温度随发电机功率尤其是无功的升高而上涨，在机组无功上涨期间建议不要进行发电机氢气提纯操作。

方案效果：氢压提高对线棒温度下降贡献约1-1.5℃。

4.方案四：将发电机氢气冷却水温度整定值从43℃调低到40℃

作用：增大流经发电机四个氢气冷却器的冷却水流量，降低氢气温度，缓解发电机定子线棒温度上升。风险分析：由于氢气温度变化导致发电机氢气结露，造成铁芯和绕组的绝缘降低。

运行控制：调整前后需关注发电机露点。

方案效果：氢气冷却水温度整定值调低对线棒温度下降贡献2℃。

5.方案五：降低汽机厂房温度。

作用：环境温度降低后，发电机散热能力增强。风险：汽机厂房温度降低，对主机参数测量回路有影响，并引起轴承标高轻微变化，进而影响各轴承承载力的分布。

运行控制：打开MX厂房大门及窗户；通过风扇或空调对热交换器进行散热。

方案效果：7月平均环境温度33℃时，12月平均温度18℃，对线棒温度下降贡献约1℃。

6.方案六：调低发电机氢水压差整定值。

作用：提高定子冷却水系统流量、流速。风险：发电机进水风险大大增加

运行控制：同步修改氢水压差及发电机氢压系统受影响。当主控室出现氢水压差及发电机压力异常报警时要立刻响应。

方案效果：定子冷却水流量上涨3m³/h，对线棒温度下降贡献约1℃。

7.方案七：通过化学试剂EDTA和双氧水进行化学清洗。

风险：定子冷却水回路电导率失控上升，甚至继续冲高触发发电机接地保护动作跳机。化学清洗过程中造成大片腐蚀物脱落造成过滤器堵塞。需要厂家供货及外接设备，需要前期准备时间。

运行控制：因此整个过程有项目组专人持续跟踪，主控室也有专人持续跟踪各参数。在参数异常时及时停止加药，如达到干预值及时干预机组。一旦主控室触发过滤器压差高报警，及时切换到备用过滤器运行并更换旧过滤器。

方案效果：定子冷却水系统流量增幅达16 m³/h ，累计除铜量（线棒堵塞物）为 1917 g，线棒温度下降贡献14.6℃。

三、结论

按最保守方式估计，即线棒持续堵塞，前六种运行控制方式对缓解发电机定子线棒温度上升的无相互促进，以及忽略冬季温度下降的贡献因素，预期对070MT温度下降贡献约6℃。按目前0.13℃/d的温度上涨速率（且后续上涨速率可能会更快），即使六种运行控制方案投入，也仅起到缓解作用。如定子线棒以0.15℃/d的速率上涨，6℃可用做40天的缓解时间。与此同时化学冲洗工作需尽快执行，真正起到恢复系统正常运行工况的作用。