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发电机氢冷系统运行故障分析与处理化

1.氢气的作用及危害

某核电站发电机是俄供三相同步发电机，型号TBB-1000-

2y3，转速为3000转/分钟。由于发电机转子的长度长，发电机

中部的热量不易散出，所以需要专门的发电机冷却系统。该核电

站发电机为水氢氢冷却方式，用水冷却发电机定子线棒，氢气冷

却发电机定子铁芯和转子。

作为气体冷却介质需要有两个条件：

1）换热效率高，也就是导热系数高

0℃时的氢气导热系数O.163W/（m℃），空气导热系数

0.0233W/（m℃）；

2）机械损失小，任何介质（流体）冷却旋转的发电机转子

都会与之存在摩擦损失，这个损失的大小，与冷却介质的密度有

直接关系，在所有的流体中氢气的密度是最小的。

氢气的危害是显而易见的，氢气是一种易燃易爆气体，试验

得知，在氢气和空气混合时当氢含量在4～75%的范围内，且又

有火花或温度在700℃以上时，就有可能爆炸。

2.氢冷系统运行故障类型及处理方法

2.1.氢气压力下降

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该核电站发电机正常运行时氢气压力为0.48-0.5MPa，氢气

泄漏量正常大约为1%/天（每日夜班计算），当计算的氢气泄漏量

大于2%/天时，要组织人员进行查漏。

对于不能确定具体部位的氢气泄漏，可以在确定大致区域后，

用肥皂泡检漏法确定具体的泄漏部位。

下面是该核电站5.4漏氢事件处理过程。

2010年5月4日14时44分，主控运行人员监盘时发现发

电机氢气压力急剧下降，值长立即命令现场人员进行补氢操作，

同时指令开始氢气查漏，命令汽轮机操纵员严密监视发电机的各

项参数。虽然现场人员全开补氢阀门，但是氢气压力仍在下降，

仅8分钟时间氢气压力就从正常值0.49MPa下降到0.2MPa。直

到以上温度测点停止上升后，值长命令停止降功率，发电机功率

由803MW降到519MW。随后由于除氧器液位下降，值长第二

次下令降功率，功率最低降到151MW。

2.2.氢气湿度过高

某核电站发电机内部氢气湿度的正常运行的范围为0.9～

25%。氢气湿度大于25%但低于30%，发电机运行每年不超过3次，

每次不超过3天。

不论是何种原因引起的发电机氢气湿度上升，都要及时降低

发电机的湿度，可以投运氢气干燥器磁力风机，降低氢气的湿度。

必要时用干燥的新氢气频繁地吹扫发电机。

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氢气干燥器运行不正常

该核电站发电机氢气干燥器采用吸附式原理对氢气进行干

燥，选用分子筛作为吸附材料，装置由两套干燥容器组成，一

套处于干燥剂再生状态，另一套运行。当某套干燥容器内的吸附

剂饱和后，自动退出运行通过电加热器进行再生，再生气体经过

冷却器冷却除湿，因此再生时要关注干燥容器的上下部温度，若

电加热器装置故障加热器温度无法达到规定的再生溫度（上部

260℃，下部温度180℃），则会造成氢气干燥器再生不彻底，降

低分子筛的吸附能力，则会造成氢气湿度上升。

定子冷却水漏向氢气侧

确认氢气补集器内是否有气泡，如有气泡，检测确认是否为

氢气。如确认是氢气，依据发电机规程进行操作。

定子冷却水MKF系统气体捕集器内氢含量不允许超过20%。

密封油中水含量超标

对密封油进行取样，水含量超标，投入密封油滤油机，同时

进一步查找密封油水含量超标原因。

某核电站氢气湿度升高检查处理实例

2009年8月4日19：09二号机组主控操纵员巡盘发现发

电机膛内氢气湿度2*****001开始由0.6%上升，最高达到26%。

经过检查，初步确定是发电机定子冷却水漏向氢气侧。

二号机组发电机停机后，降低定子冷却水压力，使发动机内

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氢气压力高于定子冷却水压力0.2MPa，在发电机氢气补集器内

发现气泡，经过取样确认气泡为氢气；确定定子冷却水系统存在

漏点。

3.结束语

本文列举了氢冷系统的几