[发明专利]一种水轮发电机定子蒸发冷却系统的供排液装置

说明书

技术领域

本发明涉及水轮发电机定子的蒸发冷却系统，特别涉及该蒸发冷却系统的供排液装置。

背景技术

大型水轮发电机，通常采用空气冷却和水冷却。空气冷却机组是一种外冷技术，它通过绕组外部吹风冷却，冷却效果较差。同时，由于极限容量的限制，所以这种冷却方式限制了水轮发电机向更大容量的发展。水冷却是通过水泵加压使水在绕组空心导线内部流动而带走热量，由于水的比热大而粘度小，所以冷却效果较好，但需要驱动水路循环的压力较高，在水电分离的接头处容易漏水造成短路。同时，在空心导线内，由于水和铜长期作用所产生的氧化物会堵塞循环回路，造成过热烧坏绝缘。这些事故将迫使机组停机检修，造成重大的经济损失。此外，水内冷所需庞大的水处理系统也给机组增加了成本。

空气冷却和水冷却都是利用介质的比热吸热来冷却电机的，这里指的蒸发冷却技术是利用高绝缘介质的气化潜热来冷却电机，相比利用比热吸热具有所需介质的流量小，冷却效果好的特点。专利申请号为01131399.4的中国发明专利叙述的一种水轮发电机定子绕组的蒸发冷却装置，充分利用了立式水轮发电机的结构特点，实现密闭无泵自循环，既继承了水内冷的优点同时又避免了堵和漏的本质缺点。因而具有冷却效果好、运行安全可靠的优点。空气冷却的发电机是通过风机对电机的通风系统进行送风，水内冷的发电机是采用水泵对电机的水内冷系统进行供液，这两种方式的风机或水泵，不仅用于冷却系统介质的提供，同时也是提供介质循环动力的装置，与发电机同步运行。蒸发冷却水轮发电机是我国自主创新技术，它与水内冷和风冷发电机不同，其冷却系统的介质循环动力是靠介质自身由于吸热气化造成的密度差实现自循环，不需要外加的机械泵。冷却介质的提供是在发电机运行前，从安装在蒸发冷却系统的顶部的灌液阀门灌入冷却系统，冷却介质的排除是在电机停止运行后，从安装在蒸发冷却系统的底部的排液阀门排除。供排液操作与发电机运行不同步。在已有的中小型蒸发冷却水轮发电机均采用人工方式供排液。

对于中小型蒸发冷却水轮发电机，如50兆瓦，每台电机所需的介质约在300公斤，通过人工手动供排液还能完成，对于大型蒸发冷却水轮发电机，如700兆瓦，每台电机所需的介质约3吨，通过人工手动供排液就很困难，尤其是地下电站的大型水轮发电机，更是费时费工。而且，由于现有技术的人工供排液是非密封系统，在供排液操作过程中，可能会出现介质损耗大，对其使用也存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种水轮发电机定子蒸发冷却系统的供排液装置。本发明可进一步改进和完善电机蒸发冷却系统，为蒸发冷却发电机组提供运行方便和可靠性保证。

本发明水轮发电机定子蒸发冷却系统的供排液装置包括供液支路和排液支路及其提供动力电源和控制回路的动力/控制柜。

供液支路包括储液罐、供液阀、供液泵、过渡罐、供液电磁阀。上述主要部件按照介质流动方向的连接关系依次是储液罐、供液阀、供液泵、过渡罐、供/排液电磁阀、水轮发电机定子蒸发冷却系统的集液管。其位置关系是供/排液电磁阀低于发电机定子蒸发冷却系统集液管，过渡罐低于供/排液电磁阀，供液泵低于过渡罐，储液罐高于供液泵，即供液泵处在整个装置的最低处。

排液支路包括供/排液电磁阀(与供液电磁阀共用)、过渡罐、排液泵、止回阀、排液阀、储液罐。上述部件按照介质流动方向的连接关系依次是发电机定子蒸发冷却系统的集液管、供/排液电磁阀(与供液电磁阀共用)、过渡罐(与供液支路共用)、排液泵、止回阀、排液阀、储液罐(与供液支路共用)；其位置关系是供/排液电磁阀低于发电机定子蒸发冷却系统集液管，过渡罐低于供/排液电磁阀，而排液泵又低于过渡罐，储液罐高于排液泵，即排液泵处在整个装置的最低处。在储液罐和供/排液阀、过渡罐和供/排液泵、供/排液电磁阀和过渡罐、蒸发冷却系统集液管和供/排液电磁阀之间均设置检修阀。在本发明水轮发电机定子蒸发冷却系统的供排液装置中，还包括供排液装置的动力/控制柜，其作用是为蒸发冷却供排液装置提供动力电源和控制回路，通常安装在发电机的风罩外或发电机的控制室中。

本发明水轮发电机定子蒸发冷却系统的供排液装置，其中的储液罐、过渡罐、供/排液电磁阀为供液支路和排液支路共用，供液支路的供液阀及供液泵和排液支路的排液阀、止回阀及排液泵并联在储液罐和过渡罐之间，整个供排液装置采用法兰连接在水轮发电机定子蒸发冷却系统最低处的集液管上，除了储液罐由于体积较大，需安装在发电机的风罩外，其余部件可以安装在发电机的机坑内或发电机的风罩外。