[发明专利]具有主副冷凝器的水轮发电机蒸发冷却系统

说明书

技术领域：本发明涉及一种巨型水轮发电机蒸发冷却系统。

背景技术：目前国际上600MW以上的大型水轮发电机(被称为巨型机组)有三种冷却方式，一为全空气冷却方式；二为蒸发冷却方式；三为水内冷方式，其中蒸发冷却方式中有不包括汇流环及极间连接线的，也有包括的，在包括的中由于空间限制，不能额外加装冷凝器，定子线棒冷却回路与汇流环及极间连接线冷却回路在冷凝器部份是联通的，不独立的，互相干扰，易造成汇流环及极间连接线回路中介质不足，发生故障。

发明内容：本发明的目的是提供一种稳定可靠，定子线棒冷却回路与汇流铜环和极间连接线冷却回路之间独立运行，互不影响的具有主副冷凝器的水轮发电机蒸发冷却系统，本发明的技术方案为：其特征是：它主要包括定子线棒的冷却装置及发电机汇流铜环和极间连接线的冷却装置，定子线棒的冷却装置由主回液管一端连接主冷凝器另一端在下部连接，另一端连接下部的主集液罐，主集液罐与主集汽罐之间由定子线棒连接，主回汽管两端分别连接主冷凝器与主集汽罐从而构成定子线棒的独立循环一次冷却回路；发电机汇流铜环和极间连接的冷却装置：辅冷凝器连接辅集汽罐，辅集汽罐由铜环、极间连接线分别连接辅回液罐，辅回液罐再与辅回液管连接，辅回液管结回到辅冷凝器，构成汇流铜环和极间连接线的独立循环一次冷却回路。主冷凝器与辅冷凝器之间为水箱，使定子线棒的冷却循环与汇流铜环和极间连接线的冷却循环隔绝，互相独立。

本发明的主冷凝器、辅冷凝器及水箱构成一个主辅冷凝器，其中主冷凝器、辅冷凝器之间在各自的一次冷却回路中是独立的，与水箱组成的二次冷却水系统是相通的，它们构成二次冷却回路，该系统保证定子线棒的冷却回路与汇流铜环和极间连接线的冷却回路之间各自独立，互不影响，它们共用一个二次冷却回路。本发明既解决了主回路与辅回路内的介质在两回路之间的互窜，易造成电机冷却事故的问题，同时也解决了蒸发冷却元件在电机内的布置问题。本发明已在哈尔滨大电机研究所电机室的蒸发冷却试验台上进行了验证性试验，试验采用六根试验线棒，试验电流为3000A至7500A范围，主回液管流量为0.05L/s至0.15L/s之间，主回路中的线棒温度保持在70℃以下，冷却介质流量及线棒温度非常稳定，与之相应的汇流环试验电流也在3000A至7500A范围，辅回液管流量为0.01L/s至0.02L/s之间(汇流铜环相应较短，容量相对较小)，汇流铜环的温度在60℃以下，冷却介质流量及汇流环温度非常稳定，能满足电机的长期安全可靠运行，主辅冷凝器的冷却水流量为4.85m³/h，冷凝器采用主辅冷凝器适合于发电机采用蒸发冷却技术电站的实际要求，对各种冷却元件的布置提供了非常便利的安装保证，对蒸发冷却技术在巨型水轮发电机上的应用奠定了基础。

附图说明：

图1为本发明整体结构剖视图

图2为图1的左视剖视图

具体实施方式：

如图1所示的本发明为一种具有主副冷凝器的水轮发电机蒸发冷却系统，其特征是：它主要包括定子线棒的冷却装置及发电机汇流铜环和极间连接线的冷却装置，定子线棒的冷却装置由主回液管12一端连接主冷凝器1另一端在下部连接，另一端连接下部的主集液罐7，主集液罐7与主集汽罐5之间由定子线棒6连接，主回汽管13两端分别连接主冷凝器1与主集汽罐5从而构成定子线棒的独立循环一次冷却回路；发电机汇流铜环和极间连接的冷却装置：辅冷凝器9连接辅集汽罐2，辅集汽罐2由铜环3、极间连接线4分别连接辅回液罐8，辅回液罐8再与辅回液管11连接，辅回液管11结回到辅冷凝器9，构成汇流铜环和极间连接线的独立循环一次冷却回路。主冷凝器1与辅冷凝器9之间为水箱10，使定子线棒的冷却循环与汇流铜环和极间连接线的冷却循环隔绝，互相独立。

在电机运行前先由主冷凝器1和辅冷凝器9注入蒸发冷却介质，该介质常压下蒸发温度在55℃至60℃之间，定子线棒的液位高度为超过线棒的直线高度，汇流环及极间连接线的高度为在其最高点上方500mm，当电机运行时，发电机定子线棒及汇流铜环及极间连接线发热升温，当它们的温度达到蒸发冷却介质的蒸发点温度时，一次冷却介质开始蒸发，对于主冷却回路，线棒6内的介质蒸发后变成汽态，沿回路上升到主集汽罐5，不同线棒内的汽体在此汇合后沿主回汽管13进入到主冷凝器1中，经冷却后变成液态沿主回液管12向下进入主集液罐7，经主集液罐7分流进入不同的连接线棒6，继续冷却线棒，完成一冷却循环，对于辅冷却回路，如图2所示，汇流铜环3及极间连接线4内的介质蒸发后变成汽态，沿回路上升到辅集汽罐2，不同汇流铜环及极间连接线内的汽体在此汇合后沿辅回汽管14进入到辅冷凝器9中，经冷却后变成液态沿辅回液管11向下进入辅集液罐8，经辅集液罐8分流进入不同的连接汇流环3及极间连接线4，继续冷却汇流铜环及极间连接线，完成一冷却循环，此时由于主辅冷却器的原因，使主回路的冷却介质与辅回路内的介质隔绝，互相独立，互不干扰，不会造成介质互流，使某一回路的介质缺少，致使电机局部温度过高的问题，由于采用了主辅冷凝器，用一组进出水同时解决了定子线棒的冷却及汇流铜环和极间连接线的冷却，解决了冷却元件在电机内的布置问题。