Способ управления скоростью развития трещины в охлаждаемой дистиллятом обмотке турбогенератора с газовым охлаждением статора

 

Изобретение относится к электротехнической промышленности, а именно к способам эксплуатации генераторов при появлении скрытых дефектов на ранней стадии их развития. Цель изобретения - управление скоростью развития дефектов, приводящих к разгерметизации охлаждаемых водой обмоток мощных турбогенераторов, в сторону минимизации скорости для обеспечения устранения дефектов во время плановых ремонтов без вывода генераторов во внеплановый ремонт. Для достижения цели контролируют температуру хладгентов системы охлаждения, контролируют поступление водорода в контур охлаждения обмотки, изменяют температуры хладагентов в допустимом для эксплуатации диапазоне до снижения поступления водорода в контур обмотки. Продолжают эксплуатацию генератора при температурах хладагентов, соответствующих минимуму поступления водорода в контур охлаждения обмотки.

Изобретение относится к электротехнической промышленности, к способам эксплуатации и ремонта мощных турбогенераторов с водяным охлаждением обмоток и газовым охлаждением статора.

Мощные электрические генераторы имеют водяное охлаждение обмоток. Их корпус заполнен также водородом для охлаждения сердечника статора. Давление водорода превышает давление воды в обмотке для того, чтобы при ее разгерметизации в случае появления трещины не происходило увлажнение изоляции и ее повреждение путем электрического пробоя. Поэтому в месте разгерметизации происходит поступление водорода в контур водяного охлаждения обмотки.

Для контроля герметичности к обмотке подключают газовую ловушку, где собираются пузырьки газа в случае его поступления в обмотку (Грудинский П.Г. Мандрыкин С.А. Улицкий М.С. Техническая эксплуатация основного электрооборудования станций и подстанций. М. Энергия, 1974, с.196). Генератор продолжают эксплуатировать пока концентрация водорода в газовой ловушке не достигнет 20% Далее генератор выводят в ремонт для устранения дефекта.

Имеется более чувствительный способ контроля герметичности (авт. св. СССР N 345563, кл. Н 02 K 9/08, 1972), по которому измеряют концентрацию водорода, растворенного в дистилляте, что позволяет обнаружить появление трещины на самой ранней стадии ее развития, когда водород растворяется в дистилляте при малом его поступлении в контур обмотки.

Указанные способы позволяют обнаруживать появление трещин в обмотке, но не позволяют управлять развитием дефекта. Дефект развивается произвольно, что приводит к внеплановому останову генератора и значительному ущербу от простоя генерирующей мощности.

Управление скоростью развития дефекта путем ее минимизации, например, за счет ограничений на параметры режима работы генератора позволило бы увеличить допустимый срок работы генератора с разгерметизированной обмоткой и устранить дефект во время планового ремонта без увеличения суммарного времени простоя энергоблока в ремонтах.

Наиболее близок к заявляемому способ воздействия на техническое состояние генератора (авт. св. СССР N 1051654, кл. Н 02 K 15/02, 1983), где улучшения вибрационного состояния генератора добиваются путем изменения температур охлаждающих сред генератора во время его работы в сети.

Но такой способ не позволяет воздействовать на скорость развития образовавшейся в обмотке трещины.

Цель изобретения управление скоростью развития дефектов, приводящих к разгерметизации обмоток, в сторону минимизации скорости для обеспечения устранения дефектов во время плановых ремонтов без вывода генератора во внеплановый ремонт.

Для достижения цели на электрической машине, имеющей обмотку с водяным охлаждением, расположенную в корпусе, заполненном газом, по способу, включающему контроль температуры хладагента системы охлаждения, изменение температуры хладагента, дополнительно контролируют поступление газа в контур охлаждения обмотки, а изменение температуры хладагента ведут до уменьшения поступления газа в контур циркуляции дистиллята.

Сущность происходящих процессов сводится к следующему.

Трещина образуется в механически слабом месте обмотки и в месте повышенной вибрации. Увеличение трещины идет за счет вибрационных колебаний обмотки. Чем выше амплитуда вибрации, тем больше скорость развития трещины. При повышении амплитуды вибрации увеличивается поступление газа через трещину в контур охлаждения обмотки. При уменьшении вибрации поступление газа снижается. Причем за счет сжатия обмотки в месте разгерметизации поступление газа устраняется практически полностью, а трещина прекращает удлиняться. Амплитуда вибраций зависит от механических напряжений на участках обмотки, на которые можно влиять за счет изменения теплового расширения обмотки. При заданной нагрузке изменение термомеханического состояния обмотки достигается изменением температур хладагентов генератора.

Способ осуществляется, например, на турбогенераторе ТВВ-1000-4, имеющем водяное охлаждение обмотки статора (хладагент, дистиллят) и водородное охлаждение сердечника статора и обмотки ротора. Номинальная температура охлаждающего водорода 40^оС. Допустимый в работе диапазон изменений температуры охлаждающего дистиллята 30-44^оС. Генератор входит в состав энергоблока атомной электростанции и работает с номинальной нагрузкой 1000 МВт. На генераторе обнаружена разгерметизация обмотки путем измерения концентрации водорода, растворенного в дистилляте.

На генераторе устанавливают номинальную температуру водорода 40^оС. Устанавливают температуру дистиллята на входе в обмотку 30^о и контролируют поступление водорода в контур дистиллята. Устанавливают температуру дистиллята поочередно 35, 40, 44^оС и на каждой ступени температуры контролируют поступление водорода. Устанавливают температуру дистиллята в указанном диапазоне, соответствующую минимальному поступлению водорода в контур охлаждения обмотки статора. Продолжают эксплуатацию генератора до его вывода в плановый ремонт, где обнаруженный дефект устраняется одновременно с выполнением других плановых профилактических работ.

Формула изобретения

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ РАЗВИТИЯ ТРЕЩИНЫ В ОХЛАЖДАЕМОЙ ДИСТИЛЛЯТОМ ОБМОТКЕ ТУРБОГЕНЕРАТОРА С ГАЗОВЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ СТАТОРА, основанный на изменении температуры хладагента и контроле его параметров, отличающийся тем, что при изменении температуры хладагента контролируют поступление газа в обмотку, а по уменьшению поступления газа судят об уменьшении скорости развития трещины и устанавливают температуру дистиллята, при которой продолжают эксплуатацию.

MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 04.09.2009

Дата публикации: 10.12.2011

---