任旭东 严浩东
福建福清核电有限公司 350000
摘要：文章主要针对核电厂发电机定子冷却水处理技术进行分析，结合当下定子冷却水处理技术发展现状，从厂发电机定子冷却水水质需求、厂发电机定子冷却水处理模式方面进行深入研究与探索，更好的推动厂发电机定子冷却水处理技术的发展与进步。
关键词：核电厂；发电机；定子冷却水；处理技术
在核电运行机组与装机容量逐渐提升影响下，定子空芯铜导线腐蚀以及绝缘引水管线堵塞问题经常出现，使得定子冷却水控制流量降低。而发动机定子冷却水系统的稳定运行对于核电站机组运行安全性有着直接影响，所以需要结合实际需求对定子冷却水水质进行科学的控制与管理。
一、厂发电机定子冷却水水质需求
在现代科技与社会经济不断发展作用下，我国政府有关部门对于电力行业电机冷却水以及系统技术等有着全新的需求与标准，并在社会的广泛认同下进行可全面的落实。在全新的标准中明确表示了发电机自身冷却水需要对除盐水以及凝结水进行使用。若汽轮机凝汽器中存在循环水漏入时，在补充冷却水期间需要使用除盐水。另外通过对新标准的研究还可发现，全新电力行业标准对于定子冷却水系统pH值的控制格外重视。
二、厂发电机定子冷却水处理模式
我国有关部门在《大型发电机内冷却水质及系统技术要求》中明确规定了核电站发电机定子冷却水的主要控制参数为导电率、酸碱度（PH值）以及溶解氧等内容，而对于系统腐蚀具有直接想象的参数主要为PH与溶解氧。
（一）碱液的注入
碱液注入方法具有较强的安全性与稳定性，并逐渐成为各个制造企业的标准方法之一。其中较为常见的注入碱液方法是使用具有少量氨的凝结水为定子冷却水系统进行补水处理，进而促进发电机定子冷却水系统PH值符合相关需求。其优势为操作较为简单，并在各个火力发电厂有着广泛的使用，同时田湾核电站也使用这一方法。而其存在的缺点则是CEX氨含量相对较高，在补水期间对于定子冷却水酸碱度（PH值）有着较为直接的影响，导致PH具有较大的浮动。
（二）加碱碱化方法
在使用除盐水为发电机定子冷却水时，需要在除盐床下游位置添加0.1%至1%NaOH（氢氧化钠）溶解。例如：我国某核电站在2016年对氢氧化钠添加设备进行使用，致使2017年初期，系统运行具有较强的稳定性，而且定子冷却水PH值主要维持在8.5左右，电导率在每厘米1.2范围之内，铜元素含量也从之前的4.5ppb逐渐下降至1ppb，定子冷却水碱化树脂床的钠离子浓度则维持在30ppb左右，床出口位置钠离子浓度最高时Wie2.9ppb。而这种方法属于对较强电解质（氢氧化钠）进行直接加入，因此对于设备运行稳定性与运行指标等都有着较好的需求。
（三）低氧控制模式
在发电机技术相关规章制度中明确表示了：若发电机自身冷却水系统中氢含量在高于2%时，需要结合实际情况对发电机进行全面的检测；在氢含量高于10%时则应第一时间确保其停止运行。这也使得使用氮气对发电机定子冷却水箱顶部小流量进行不断的吹扫或确保相应的压力，这在防止出现氢气超标现象的同时，也可确保定子冷却水系统自身含氧量符合相关标准与需求。想要控制水箱顶部氢气含量小于2%，保证定子冷却水溶解氧含量符合相关技术标准需求，即在30ppb左右，就需要在水箱顶部使用小流量氮气（每小时200L）进行持续不间断的吹扫处理，这在有效确保水箱顶部氢气含量符合相关标准需求，也使得冷却水中溶解氧含量在30ppb之下。与此同时，在使用不断吹扫模式后，正常运行使相关工作人员则不需要定期进行相应的吹扫处理，使其工作强度有着明显的缓解。现阶段，我国大亚湾核电站等都使用这种方法。其缺点则是氮气消耗量出现了明显的提升，进而提高了生产成本。
图一 核电站发电机示意图
三、化学清洗
各种腐蚀产物的不断堆积与沉淀致使出现堵塞现象有着较高的发生几率。发电机空芯导线结构中，各种腐蚀产物会在空芯导线表面出现沉积，若对其没有进行良好的清理，就会使得发电机自身绕组出现较为明显的损伤。而最为常见与简单的方法就是使用水进行正反面冲洗，若正反冲洗方法不可确保问题得到解决，这时就需要使用化学清洗方法。当前在我国的各个核电厂中，都经常使用化学清洗解决相应问题，如美国某核电站机组已使用化学清洗方法进行了两次处理。
同时由于空芯铜导线自身截面较小，使得其内部污垢的实际数量缺乏明确性，而清洗掉的污垢是否会导致空芯导线出现堵塞现象则具有较强的随机性，这也是该方法的主要风险之一。在是一个化学清洗方法时需要对这些因素进行深入的了解与分析，并实现对风险数值的科学把控。
四、检修养护
在核电站发动机检修期间，对定子绕组线棒进行养护有着较为重要的意义，特别是在各沿海地区核电站，其运行环境较为潮湿，盐分含量也相对较高，若没有实施良好的养护，就会熬制线棒出现氧化腐蚀现象。
首先，除氧水补充。在机组大修前系统补水主要从相邻机组引入除氧水，或通过膜除氧设备进行除氧处理。这种方法在我国较多核电站中都有着广泛的使用。
其次，干燥空气吹扫养护。就是在发电机排水结束时，在定子绕组冷却水总进出口实施吹扫处理，使其残留水得到良好的清除，并确保其相对湿度在3.7%左右，压力控制在运行期间氢侧压力以内，防止出现线棒挤压与损伤现象的出现。其中吹扫模式可分为脉冲模式、恒压逆流模式以及恒压直流模式，压力逐渐从低到高，气流量从小到大，最大限度的降低空芯铜导线与潮湿环境的接触时间。
最后，填充氮气保护。在定子回路检修就与启动机组之间存在着相应的时间间隙，这时需要确保系统具有较强的密封性，并填充较为纯净的氮气进行正压保养处理，进而使得铜表面氧化物在稳定且缺氧环境中运行，防止其在运行期间氧化亚铜保护膜转变为氧化铜，降低由于氧化物的转变使得氧化物脱落现象的出现几率。
结语：
综上所述，定子冷却水系统形成的腐蚀产物会导致堵塞等问题的出现。因此为了有效防止该事件的出现，需要在定子冷却水使用低氧与碱化控制模式，确保定子冷却水蒜PH至保持在8至9之间，这可有效防止沉淀的形成，同时在对主回路氧含量进行控制，防止转子绝缘管出现导电层，为发电机组的良好运行创建条件。
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论文作者:任旭东,严浩东
论文发表刊物:《防护工程》2018年第14期
论文发表时间:2018/10/15
标签：定子论文; 冷却水论文; 发电机论文; 核电厂论文; 核电站论文; 系统论文; 含量论文; 《防护工程》2018年第14期论文;