[發明專利]一種水輪發電機定子蒸發冷卻系統的供排液裝置

有效

• 申請號: 200910091705.8
• 申請日: 2009-08-24
• 公開（公告）號: CN101640452A
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發明（設計）人: 余順周;袁佳毅;宋福川;阮琳;田新東;劉斐輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: H02K9/20
• 分類號: H02K9/20
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司
• 代理人: 關 玲;賈玉忠

技術領域

本發明涉及水輪發電機定子的蒸發冷卻系統，特別涉及該蒸發冷卻系統的供排液裝置。

背景技術

大型水輪發電機，通常采用空氣冷卻和水冷卻。空氣冷卻機組是一種外冷技術，它通過繞組外部吹風冷卻，冷卻效果較差。同時，由于極限容量的限制，所以這種冷卻方式限制了水輪發電機向更大容量的發展。水冷卻是通過水泵加壓使水在繞組空心導線內部流動而帶走熱量，由于水的比熱大而粘度小，所以冷卻效果較好，但需要驅動水路循環的壓力較高，在水電分離的接頭處容易漏水造成短路。同時，在空心導線內，由于水和銅長期作用所產生的氧化物會堵塞循環回路，造成過熱燒壞絕緣。這些事故將迫使機組停機檢修，造成重大的經濟損失。此外，水內冷所需龐大的水處理系統也給機組增加了成本。

空氣冷卻和水冷卻都是利用介質的比熱吸熱來冷卻電機的，這里指的蒸發冷卻技術是利用高絕緣介質的氣化潛熱來冷卻電機，相比利用比熱吸熱具有所需介質的流量小，冷卻效果好的特點。專利申請號為01131399.4的中國發明專利敘述的一種水輪發電機定子繞組的蒸發冷卻裝置，充分利用了立式水輪發電機的結構特點，實現密閉無泵自循環，既繼承了水內冷的優點同時又避免了堵和漏的本質缺點。因而具有冷卻效果好、運行安全可靠的優點。空氣冷卻的發電機是通過風機對電機的通風系統進行送風，水內冷的發電機是采用水泵對電機的水內冷系統進行供液，這兩種方式的風機或水泵，不僅用于冷卻系統介質的提供，同時也是提供介質循環動力的裝置，與發電機同步運行。蒸發冷卻水輪發電機是我國自主創新技術，它與水內冷和風冷發電機不同，其冷卻系統的介質循環動力是靠介質自身由于吸熱氣化造成的密度差實現自循環，不需要外加的機械泵。冷卻介質的提供是在發電機運行前，從安裝在蒸發冷卻系統的頂部的灌液閥門灌入冷卻系統，冷卻介質的排除是在電機停止運行后，從安裝在蒸發冷卻系統的底部的排液閥門排除。供排液操作與發電機運行不同步。在已有的中小型蒸發冷卻水輪發電機均采用人工方式供排液。

對于中小型蒸發冷卻水輪發電機，如50兆瓦，每臺電機所需的介質約在300公斤，通過人工手動供排液還能完成，對于大型蒸發冷卻水輪發電機，如700兆瓦，每臺電機所需的介質約3噸，通過人工手動供排液就很困難，尤其是地下電站的大型水輪發電機，更是費時費工。而且，由于現有技術的人工供排液是非密封系統，在供排液操作過程中，可能會出現介質損耗大，對其使用也存在一定的安全隱患。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺點，提供一種水輪發電機定子蒸發冷卻系統的供排液裝置。本發明可進一步改進和完善電機蒸發冷卻系統，為蒸發冷卻發電機組提供運行方便和可靠性保證。

本發明水輪發電機定子蒸發冷卻系統的供排液裝置包括供液支路和排液支路及其提供動力電源和控制回路的動力/控制柜。

供液支路包括儲液罐、供液閥、供液泵、過渡罐、供液電磁閥。上述主要部件按照介質流動方向的連接關系依次是儲液罐、供液閥、供液泵、過渡罐、供/排液電磁閥、水輪發電機定子蒸發冷卻系統的集液管。其位置關系是供/排液電磁閥低于發電機定子蒸發冷卻系統集液管，過渡罐低于供/排液電磁閥，供液泵低于過渡罐，儲液罐高于供液泵，即供液泵處在整個裝置的最低處。

排液支路包括供/排液電磁閥(與供液電磁閥共用)、過渡罐、排液泵、止回閥、排液閥、儲液罐。上述部件按照介質流動方向的連接關系依次是發電機定子蒸發冷卻系統的集液管、供/排液電磁閥(與供液電磁閥共用)、過渡罐(與供液支路共用)、排液泵、止回閥、排液閥、儲液罐(與供液支路共用)；其位置關系是供/排液電磁閥低于發電機定子蒸發冷卻系統集液管，過渡罐低于供/排液電磁閥，而排液泵又低于過渡罐，儲液罐高于排液泵，即排液泵處在整個裝置的最低處。在儲液罐和供/排液閥、過渡罐和供/排液泵、供/排液電磁閥和過渡罐、蒸發冷卻系統集液管和供/排液電磁閥之間均設置檢修閥。在本發明水輪發電機定子蒸發冷卻系統的供排液裝置中，還包括供排液裝置的動力/控制柜，其作用是為蒸發冷卻供排液裝置提供動力電源和控制回路，通常安裝在發電機的風罩外或發電機的控制室中。

本發明水輪發電機定子蒸發冷卻系統的供排液裝置，其中的儲液罐、過渡罐、供/排液電磁閥為供液支路和排液支路共用，供液支路的供液閥及供液泵和排液支路的排液閥、止回閥及排液泵并聯在儲液罐和過渡罐之間，整個供排液裝置采用法蘭連接在水輪發電機定子蒸發冷卻系統最低處的集液管上，除了儲液罐由于體積較大，需安裝在發電機的風罩外，其余部件可以安裝在發電機的機坑內或發電機的風罩外。