[實用新型]一種用于水電站機組的雙循環相變冷卻系統

有效

• 申請號: 201120080751.0
• 申請日: 2011-03-24
• 公開（公告）號: CN201975919U
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 孫景
• 申請（專利權）人: 孫景
• 主分類號: H02K9/20
• 分類號: H02K9/20
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 譚新民

技術領域

本實用新型涉及一種用于水電站機組的雙循環相變冷卻系統。

背景技術

電站水輪發電機組在運行過程中，不但發電機的上導軸承、推力軸承和下導軸承以及水輪機的導軸承會產生大量的熱量，溫度升高，發電機轉子與定子之間也會產生大量的熱量，且較之軸承處產生的熱量更多。水輪發電機組各軸承處的溫度升高，會使軸承潤滑油的性能大大降低，軸承的工作環境惡化，水輪發電機的正常工作將受到影響。為了使軸承在一個正常環境下工作，需要對軸承進行冷卻，將運行中產生的熱量及時移走。發電機轉子與定子也一樣，應將運行中產生的熱量及時移走。發電機轉子與定子的冷卻，是由在發電機轉子與定子之間的間隙循環穿過的空氣進行冷卻，空氣再由發電機空氣冷卻器冷卻，將熱量帶走。對軸承和空氣冷卻器進行冷卻的傳統方法，是直接用經初步清潔化的壩前水或由蝸殼或下游尾水引來的比較清潔的水進行冷卻，冷卻水進行冷卻后，直接排放，不循環使用。這種傳統方法最為不足的地方是，由于冷卻水不斷排走，很難做到將冷卻水軟化、中性化、清除冷卻水中的水生物等有害物質處理，因此，運行一段時間后，軸承和空冷器的冷卻面會產生水垢，聚集泥沙與孳生水生物，需要經常進行清除，才能保證軸承與空氣冷卻器正常工作，如不及時清除，會大大降低冷卻效果，影響水輪發電機組的正常工作。對于以清潔化程度不高的壩前、蝸殼、尾水直接對軸承與空氣冷卻器進行冷卻，由于冷卻水中雜質多，泥沙含量大，水輪發電機組的正常工作很難保證，運行成本更高。

為了克服這種水冷卻法的不足，現有一種冷卻水可循環使用的水電站機組冷卻裝置，循環冷卻裝置由循環水池、循環水泵、機組自備冷卻器、置于尾水中的換熱器和管道組成。該技術采用軟化處理過的軟水作冷卻水，解決了傳統水冷卻方法存在的發熱部件水冷卻面的水結垢、泥沙聚集與水生物孳生等問題，提高了機組運行可靠性，大幅度的降低了運行成本，促進了水電站機組冷卻技術的進步。但該水電站機組循環水冷卻裝置還存在一些不足。其一，循環水冷卻系統，必須配置提供循環動力的循環水泵，運行消耗大量的電能；其二，循環水系統不是密閉系統，對機組運行有害的物質還有可能由循環水池進入循環冷卻水中，危害循環冷卻裝置的運行，可靠性不夠高；其三，由于水的導熱效率不是很高，需要配備換熱面積足夠大的換熱器，冷卻裝置的體積比較龐大。

在上述對軸承和空氣冷卻器進行水冷卻的現有技術中，用于空氣冷卻器冷卻的冷卻水占全部冷卻水量的80%，解決了空氣冷卻器的冷卻問題，即基本解決了水輪發電機組的冷卻運行成本問題。因此，解決發電機空氣冷卻器的冷卻問題是首要問題。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種用于水電站機組的雙循環相變冷卻系統。

為解決現有技術的水電站機組冷卻技術存在的不足，本實用新型通過下述技術方案實現：一種用于水電站機組的雙循環相變冷卻系統，包括工質相變冷卻系統、所述工質相變冷卻系統由熱管冷凝器、以及與熱管冷凝器相通的熱管蒸發器組構成。

所述熱管蒸發器組包括發電機空氣熱管蒸發器、推力軸承熱管蒸發器、導軸承熱管蒸發器。所述發電機空氣熱管蒸發器，用以冷卻發電機機組中定子和轉子產生的熱量，其可以采用水輪發電機組自配的現有空氣冷卻器，也可采用其他結構形式的熱管蒸發器。所述推力軸承熱管蒸發器、導軸承熱管蒸發器用于冷卻軸承將熱量移走，其蒸發吸熱結構面為與水輪發電機組軸承部件散熱外表面相吻合的結構面。最好是以水輪發電機組軸承部件散熱外表面直接作為熱管蒸發器的蒸發吸熱結構面。

所述熱管冷凝器內設置有冷凝密閉真空腔室，所述發電機空氣熱管蒸發器、推力軸承熱管蒸發器和導軸承熱管蒸發器內均設置有蒸發密閉真空腔室，所述冷凝密閉真空腔室通過工質蒸汽上升管和工質冷凝液下降管與蒸發密閉真空腔室連接。

所述工質蒸汽上升管、工質冷凝液下降管、冷凝密閉真空腔室和蒸發密閉真空腔室內部填充有工質。

所述熱管冷凝器還設置有冷卻水進口和冷卻水出口。熱管冷凝器不置于水中，可以置于廠房內，靠引冷卻水冷卻。冷卻水取自河水，排至河水，對于高水頭電站，引冷卻水管道可以采用小徑管道，增大水頭損失，可以省去減壓閥，降低配置成本。

冷凝密閉真空腔室、工質蒸汽上升管、工質冷凝液下降管、蒸發密閉真空腔室依次進行首尾相接構成一個熱管工質相變自動循環密閉真空回路，從而形成一個依靠工質相變吸熱和散熱的循環冷卻系統。