[實用新型]管片式高效氫氣冷卻去濕器

無效

• 申請號: 01257673.5
• 申請日: 2001-10-29
• 公開（公告）號: CN2513281Y
• 公開（公告）日: 2002-09-25
• 發明（設計）人: 龍新峰
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02K9/26
• 分類號: H02K9/26
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 羅觀祥

(一)技術領域：

本實用新型是管片式高效氫氣冷卻器，屬發電機組的冷卻去濕技術設備。

(二)背景技術：

作為氫冷發電機組的機械壓縮制冷式氫氣去濕干燥設備，達到國標、行業規定的指標的關鍵在于機械壓縮制冷式氫氣去濕裝置所采用的氫氣冷卻去濕器與氫氣熱交換器。已有的氫氣冷卻去濕器未采用合適的強化傳熱技術進行研制，氫氣去濕干燥效能較低，以至于發電機內額定氣壓下的氫氣濕度通常在4.5g/m³以上，露點溫度在0℃以上。不僅未達到大容量發電機組對氫氣絕對濕度的更高要求(＜2g/m³)，并且還高于國內國標、行業規定指標。長期氫氣濕度超標將嚴重影響發電機定子、轉子繞組的對地絕緣性，也會加速保護環的應力腐蝕，從而影響發電機組的效率和發電廠的運行安全。原有氫氣冷卻去濕器出于對去濕器密封方面的考慮，蒸發器芯子采用的是盤管式結構，或“冷包”等僅由光滑管組成的結構，鋼質圓管內流通氫氣，紫銅管內流通制冷劑。盡管紫銅管內制冷劑的蒸發溫度在-20℃以下，但由于該種結構的氫氣冷卻去濕器總傳熱系數小，熱阻大，且氫氣在圓筒內的停留時間短，流過的氫氣幾乎處于層流狀態。因此，被處理后的氫氣溫度大都在0℃以上，相應的絕對濕度在4.5g/m³以上，相應的露點溫度在0℃以上，達不到規定的指標要求。

目前，我國大多數汽輪發電機組均采用水氫氫冷卻方式或全氫冷卻方式。氫冷發電機應在純度為96％以上的冷干氫氣中運行，氫氣濕度過高或超標將嚴重影響發電機定子、轉子繞組的對地絕緣性，會加速保護環的應力腐蝕，增加發電機的通風損耗，從而會降低發電機運行效率、加速絕緣材料的腐蝕速度、縮短發電機使用壽命，對發電機安全運行造成極大的危害，影響到發電廠的運行安全。近年來，國內200MW、300MW氫冷發電機組由于氫氣濕度過高引起的端部繞組短路擊穿事故已達幾十起，引起轉子保護環腐蝕斷裂事故也有20多起，給國家造成了極大的經濟損失，已經嚴重影響了汽輪發電機組的運行安全。促使國家和各發電廠更加重視更高標準的發電機內氫氣濕度行業標準(機內額定氫壓下，絕對濕度d＝1～2g/m³，露點溫度Td＝-25～-5℃)以提高發電機組的效率和運行的安全性。

目前我國電力行業中所采用的機械壓縮制冷式氫氣去濕器裝置的去濕性能遠達不到上述要求，其主要原因是裝置中使用的氫氣熱交換器(氫氣預冷氣)和氫氣冷卻去濕器這兩個關鍵部件未能采用適用于電力、制冷行業中的強化傳熱技術研制。其氫氣冷卻去濕器僅采用完全由光滑管構成的盤管式結構，或“冷包”等，該類結構傳熱效能低，不能有效地將被處理氫氣的溫度降低至-10℃以下，從而發電機內氫氣絕對濕度也達不到2g/m³以下，滿足不了大容量發電機組對氫氣濕度的要求(機內額定氫壓下，絕對濕度d＝1～2g/m³，露點溫度Td＝-25～-5℃)。影響了發電機組的效率和發電廠的運行安全。

(三)發明內容：

本實用新型的目的就是為了克服和解決現有氫氣冷卻去濕器的氫氣去濕干燥效能低，嚴重影響發電機定子、轉子繞組的對地絕緣性、加速保護環的應力腐蝕、增加發電機通風損耗，從而降低發電機運行效率、加速絕緣材料的腐蝕速度、縮短發電機使用壽命、極大危害發電機及發電廠運行安全等的缺點和問題，為達到國內國標、行業規定的要求，甚至對于大容量發電機組內氫氣濕度更高的行業標準(機內額定氫壓下，絕對濕度d＝1～2g/m³，露點溫度Td＝-25～-5℃)的要求，以適應電力生產行業對高效機械壓縮制冷式氫氣干燥裝置的需求，采用強化傳熱技術，研制、設計一種管片式高效氫氣冷卻去濕器，以便可將從發電機組出口來的氫氣(溫度T＝35℃～45℃，絕對濕度d＝15～20g/m³)進行處理，使其達到更高的行業標準(機內額定氫壓下，絕對濕度d＝1～2g/m³，露點溫度Td＝-25～-5℃)，并滿足發電廠對氫氣冷卻去濕器在密封、耐壓、防腐方面的要求，以解決長期以來困擾我國電力行業中氫冷發電機組因冷卻氫氣濕度超標而影響發電機安全運行的難題。