[实用新型]冷却式氢气干燥器

说明书

本实用新型涉及一种用于水氢冷发电机中氢气干燥的冷却式氢气干燥器。

目前，30万千瓦、60万千瓦氢冷发电机组内氢气介质干燥一般采用吸附式干燥器，该装置是用硅胶、活性氧化铝、分子筛等颗粒吸附剂对氢气进行吸湿干燥，降低发电机内氢气的湿度，使之在运行中不结露，确保发电机安全运行。如美国西屋公司（Westing House Electrical Corporation）制造的30万千瓦氢冷发电机就是采用活性氧化铝吸附式干燥器。这种吸附式干燥器存在如下缺点：一、颗粒吸附剂具有共吸附性，当干燥剂再生时，它对分子直径相近的氢气、水及其它气体均会吸附，使颗粒吸附剂内带进了杂质，所以它在干燥发电机内氢气的同时，也污染了氢气。二、颗粒吸附剂在动态吸附过程中会释放热量，使吸附剂温度升高，吸附能力降低，干燥效率下降。三、颗粒吸附剂再生装置是由电热器直接与吸附剂接触，使吸附剂层的温度分布很不均匀，有相当一部分吸附剂达不到再生温度，影响了吸附剂的干燥能力，而且再生时间长，再生效率差。四、吸附剂再生干燥时，不仅有水份排出，而且还有一定量的氢气排出，使局部环境含氢量增高，对带电触点的部件都是一种威胁。五、吸附式干燥器在干燥运行中，需要频繁、反复进行干燥、卸压、排氢、加热、再生、冷却等动作，操作动作多，容易误操作而造成氢爆。六、吸附剂在干燥氢气和再生时，全靠人工目测操作，误差大。因此，吸附式干燥器不能有效地对发电机中的氢气进行干燥，有时会使氢气中湿度大大超标，引起发电机内氢气爆炸，使发电机损坏。

本实用新型的目的在于提供一种能有效地控制发电机中氢气的含湿量、提高发电机中氢气纯度的冷却式氢气干燥器。

本实用新型是这样实现的：本冷却式氢气干燥器，包括制冷机，蒸发器，蒸发器外壳上有工作气体进口，工作气体出口，蒸发器内部有蒸发管，蒸发管进口，蒸发管出口，其特征在于平行的三根蒸发管从蒸发管进口自上而下围绕中心隔离管呈螺旋状排列，其下端弯曲进入中心隔离管中间，自下而上垂直延伸至蒸发管出口，螺旋状的蒸发管节距间的空间组成自下而上的螺旋形工作气体通道，工作气体进口在蒸发器外壳下端的切线方向，对应于下端工作气体通道，工作气体出口在蒸发器外壳上端的切线方向，对应于上端工作气体通道，蒸发器下部安置冷凝排泄装置，工作气体进口和工作气体出口分别与水氢冷发电机的氢气进出口相通，蒸发管的进口和蒸发管出口分别与制冷机进出口相通。其工作原理是湿氢气介质从发电机氢气出口经工作气体进口进入螺旋形蒸发管表面吸热降温、凝结除湿，使氢气达到干燥要求，并对氢气起到提纯作用，提高氢气纯度。经过干燥的氢气从工作气体出口进入发电机氢气进口。平行的三根蒸发管从蒸发管进口自上而下围绕中心隔离管呈螺旋状排列，可以增加蒸发管冷却干燥的有效长度，提高冷却干燥效果。冷却介质氟里昂通过蒸发管内部从上至下呈螺旋状流动，工作介质通过蒸发管外部从下至上呈螺旋状流动，两者呈逆向热交换，提高了换热性能和干燥效果。中心隔离管既起到对工作气体与蒸发管非工作段的隔离作用又对工作气体起到自下至上围绕中心隔离管螺旋上升的整流作用。

本实用新型中的干燥器外壳右上方安置湿度指控仪，指控仪由湿度变送器、湿度控制器和湿度指示仪组成，另外还配有湿度传感器，湿度传感器安置在工作气体进口旁的气体采集器内，通过电缆导线与湿度变送器连接。湿度指控仪对工作气体进口的氢气湿度进行指示，而且对本冷却式氢气干燥器的运行进行自动控制。湿度传感器将采集到的工作气体进口处的氢气湿度信号反馈到湿度变送器，湿度变送器将信号传送给湿度指示仪和湿度控制器。当氢气湿度超过发电机内氢气含湿量设定值时，湿度控制器发出信号，使干燥器运行；当氢气湿度达到设定值时，湿度控制器发出信号，使干燥器停止运行。

本实用新型中蒸发器下部的冷凝液排泄装置由浮球式针阀液位控制装置、冷凝液出口、电阻式高低液位报警装置、浮珠式液位视镜、手动放水阀组成。冷凝液排泄装置将蒸发器凝结下来的冷凝液通过冷凝液出口排出。冷凝液在该装置中保持一定的液位，当液位高时，浮球通过杠杆将针阀打开，排液；当液位处于正常高度，针阀关闭，停止排液。如果浮球式针阀液位控制装置失灵，当针阀打不开时，液位上升至危险高度，报警装置报警，由检修人员排除故障，防止冷凝液由蒸发器回路到发电机；当针阀关闭不了时，液位下降，当液位低于针阀出口时，报警装置报警，示意检修人员检修，以防止针阀泄漏氢气。浮珠式液位视镜可观察液面高度，加强液位可视性。手动式放水阀用作检修时的泄压排水。