專利名稱：水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排的強(qiáng)迫循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排的蒸發(fā)冷卻裝置。
背景技術(shù)：
從2010年我國(guó)開始逐步開工建設(shè)配套單機(jī)容量為百萬(wàn)千瓦級(jí)的水力發(fā)電站。由電機(jī)設(shè)計(jì)的基本規(guī)律可知，單機(jī)容量越大，越需要依靠安全高效的冷卻技術(shù)。百萬(wàn)千瓦機(jī)組容量的發(fā)展趨勢(shì)使得電機(jī)的冷卻問題更加突出。在發(fā)電機(jī)中，定子匯流排是極其重要的組成部件，其冷卻效果同電機(jī)的安全運(yùn)行息息相關(guān)。定子匯流排的傳統(tǒng)冷卻方式有空冷、水冷兩種，這兩種冷卻方式都較難同時(shí)滿足匯流排更加突出的冷卻和可靠性要求，主要是因?yàn)榭绽涞睦鋮s效率不高，水冷存在冷卻管路堵漏導(dǎo)致的局部過熱燒毀絕緣的隱患。 蒸發(fā)冷卻技術(shù)是我國(guó)自主研發(fā)的一種新型電機(jī)冷卻技術(shù)，它采用高絕緣、不燃燒的氟碳化合物液體作為冷卻介質(zhì)，利用介質(zhì)的氣化潛熱帶走電機(jī)熱損耗實(shí)現(xiàn)冷卻，具有安全可靠、環(huán)保、高效等特點(diǎn)，并有內(nèi)冷式、浸潤(rùn)式等多種應(yīng)用方式。中國(guó)專利200510011490. 6公開了一種應(yīng)于水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排等的自循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置，該裝置利用水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排的實(shí)際結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)冷卻裝置中蒸發(fā)冷卻介質(zhì)的自驅(qū)循環(huán)流動(dòng)。受匯流排實(shí)際結(jié)構(gòu)的影響，循環(huán)自驅(qū)力較小，運(yùn)行壓力較低，如果匯流排過長(zhǎng)，可能會(huì)導(dǎo)致匯流排內(nèi)介質(zhì)的過熱現(xiàn)象。如果匯流排形態(tài)較為復(fù)雜，則不利于建立穩(wěn)定的蒸發(fā)冷卻自循環(huán)。實(shí)際水輪發(fā)電機(jī)中匯流排管路數(shù)量眾多，而且實(shí)際匯流排結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)度、形態(tài)和高度上呈現(xiàn)復(fù)雜多樣性的特點(diǎn)，因此針對(duì)數(shù)量較多，長(zhǎng)度過長(zhǎng)或者形態(tài)較為復(fù)雜的匯流排建立統(tǒng)一自循環(huán)蒸發(fā)冷卻循環(huán)回路具有一定的難度，介質(zhì)的循環(huán)流量會(huì)受到管長(zhǎng)、管形等因素的影響而降低，從而影響電機(jī)冷卻效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的循環(huán)動(dòng)力小，針對(duì)大量長(zhǎng)度過長(zhǎng)或形態(tài)較復(fù)雜的匯流排不易建立統(tǒng)一自循環(huán)蒸發(fā)冷卻循環(huán)回路的缺點(diǎn)，提供一種水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排的強(qiáng)迫循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置。該裝置采用內(nèi)冷式蒸發(fā)冷卻技術(shù)，選用高絕緣介質(zhì)作為冷卻介質(zhì)，具有水內(nèi)冷的高效、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)取消了水內(nèi)冷所必需的純水處理系統(tǒng)，避免了水內(nèi)冷因泄露造成重大電氣事故的隱患。相對(duì)于匯流排的自循環(huán)蒸發(fā)冷卻方式，由于強(qiáng)迫循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置的驅(qū)動(dòng)力來自于泵，動(dòng)力有大幅度提升且持續(xù)而穩(wěn)定，從而實(shí)現(xiàn)了更大的循環(huán)流量，因此可針對(duì)形態(tài)更復(fù)雜、管長(zhǎng)更長(zhǎng)以及數(shù)量更多的匯流排，建立統(tǒng)一的獨(dú)立蒸發(fā)冷卻循環(huán)回路，減少了獨(dú)立循環(huán)回路的數(shù)量，同時(shí)取消了匯流排的自循環(huán)蒸發(fā)冷卻方式中的氣液分離裝置，簡(jiǎn)化了整體冷卻裝置結(jié)構(gòu)，節(jié)約了制造成本，降低了安裝和維護(hù)檢修量，提高了運(yùn)行穩(wěn)定性。本發(fā)明水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排的強(qiáng)迫循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置，其主要部件及構(gòu)件包括定子匯流排，分液管，集氣管，冷凝器，冷卻器，儲(chǔ)液罐，穩(wěn)壓罐，泵，供液主管，回液主管，出氣管，總回液管，電液分離接頭，流量計(jì)，旁通管，絕緣引管和密封接頭等。
所述的定子匯流排既是水輪發(fā)電機(jī)的重要組成部件，又是本發(fā)明裝置構(gòu)成部件。所述的供液主管將泵的出口、穩(wěn)壓罐和流量計(jì)串聯(lián)連接并連接至第一密封接頭，第一密封接頭與分液管相連，分液管順序經(jīng)第二密封接頭、進(jìn)口絕緣引管、進(jìn)口電液分離接頭、定子匯流排、出口電液分離接頭、出口絕緣引管和第三密封接頭連接至集氣管，集氣管與第四密封接頭相連，第四密封接頭通過出氣管與冷凝器相連，冷凝器通過回液主管連接至儲(chǔ)液罐，儲(chǔ)液罐與冷卻器相連，冷卻器通過總回液管連接至泵的入口，以上管路連接構(gòu)成了蒸發(fā)冷卻循環(huán)主回路；所述的泵的出口通過旁通管連接至儲(chǔ)液罐，構(gòu)成旁通支路，旁通管上安裝有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。蒸發(fā)冷卻循環(huán)主回路和旁通支路構(gòu)成蒸發(fā)冷卻循環(huán)回路。蒸發(fā)冷卻循環(huán)回路中注入蒸發(fā)冷卻介質(zhì)。蒸發(fā)冷卻循環(huán)回路中安裝的泵為冷卻介質(zhì)的循環(huán)流動(dòng)提供驅(qū)動(dòng)力。蒸發(fā)冷卻循環(huán)主回路中的供液主管上安裝有流量計(jì)。冷凝器的外殼頂部安裝有第一壓力傳感器、壓力開關(guān)、第一電磁閥，以及二次冷卻水泄漏檢測(cè)和報(bào)警儀的第一檢測(cè)電極。冷卻器的外殼頂部裝有第三壓力傳感器、第二電磁閥和二次冷卻水泄漏檢測(cè)和報(bào)警儀 的第二檢測(cè)電極。冷凝器和冷卻器的內(nèi)部均安裝有密封金屬管束，密封金屬管束中均流通二次冷卻水。旁通管上安置了電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，可通過調(diào)節(jié)閥的開度，控制旁通流量。所述的定子匯流排包含一個(gè)或多個(gè)匯流排支路，每個(gè)匯流排支路的入口通過進(jìn)口電液分離接頭、進(jìn)口絕緣引管以及第二密封接頭與分液管相連，每個(gè)匯流排支路的出口通過出口電液分離接頭、出口絕緣引管以及第三密封接頭與集氣管相連。若定子匯流排包含多個(gè)匯流排支路，則多個(gè)匯流排支路的連接方式為并聯(lián)。每個(gè)匯流排支路由一個(gè)或多個(gè)單根匯流排組成，各單根匯流排在長(zhǎng)度，形態(tài)和高度上相同或具有差異。所述的冷凝器主要用于冷凝蒸發(fā)冷卻循環(huán)回路中的氣相或氣液兩相冷卻介質(zhì)。冷凝器內(nèi)部裝有金屬密封冷卻管束，管束中流通二次冷卻水，管束外部流通氣相或氣液兩相冷卻介質(zhì)，以實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)冷卻循環(huán)回路與外部環(huán)境進(jìn)行熱交換的目的。冷凝器的外殼上裝有連通至冷凝器內(nèi)部空間的壓力傳感器，壓力開關(guān)以及電磁閥。冷凝器裝備有二次冷卻水泄漏檢測(cè)和報(bào)警儀的檢測(cè)電極，檢測(cè)電極插入至冷凝器腔體內(nèi)的底部，并用密封接頭引出殼體外，與外部電路連接。所述的冷卻器主要用于冷卻蒸發(fā)冷卻循環(huán)回路中的高溫液相冷卻介質(zhì)，使其達(dá)到一定過冷度，這樣一方面有利于強(qiáng)化匯流排的冷卻效果，另一方面有利于泵的散熱，確保泵的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。冷卻器內(nèi)部裝有金屬密封冷卻管束，管束中流通二次冷卻水，管束外部流通液態(tài)冷卻介質(zhì)，以實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)冷卻循環(huán)回路與外部環(huán)境進(jìn)行熱交換的目的。冷卻器的外殼上裝有電磁閥和壓力傳感器。冷卻器裝備有二次冷卻水泄漏檢測(cè)和報(bào)警儀的檢測(cè)電極，檢測(cè)電極插入至冷卻器腔體內(nèi)的底部，并用密封接頭弓I出殼體外，與外部電路連接。所述的儲(chǔ)液罐的容積為蒸發(fā)冷卻循環(huán)回路運(yùn)行約f 10分鐘所需的介質(zhì)的總體積，當(dāng)蒸發(fā)冷卻循環(huán)回路中的管路發(fā)生泄漏時(shí)，在一定時(shí)間內(nèi)保證仍能對(duì)匯流排實(shí)現(xiàn)有效冷卻，同時(shí)預(yù)留了一定時(shí)間以便對(duì)故障狀態(tài)進(jìn)行判斷和采取相應(yīng)處理措施。儲(chǔ)液罐通過連接短管與磁性浮子液位計(jì)相連，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)液罐內(nèi)部液位的檢測(cè)。液位計(jì)的下端裝有壓力傳感器，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)液罐壓力的監(jiān)測(cè)。所述的穩(wěn)壓罐安裝于供液主管上，穩(wěn)壓罐的進(jìn)口與泵的出口相連，穩(wěn)壓罐的出口連接至流量計(jì)。穩(wěn)壓罐的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為下進(jìn)上出，即由泵輸出的冷卻介質(zhì)，經(jīng)供液主管輸送至穩(wěn)壓罐，由穩(wěn)壓罐下方的入口進(jìn)入罐內(nèi)，然后由上方的出口排出，這樣經(jīng)過穩(wěn)壓罐的緩沖，消除了泵輸送冷卻介質(zhì)流量的強(qiáng)烈脈動(dòng)現(xiàn)象，保證了介質(zhì)流動(dòng)的平穩(wěn)性。所述的供液主管上安裝的流量計(jì)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蒸發(fā)冷卻循環(huán)主回路的流量狀態(tài)，可為介質(zhì)循環(huán)流動(dòng)狀態(tài)判斷提供輔助依據(jù)。本發(fā)明裝置中使用的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)是高絕緣性能，低沸點(diǎn)，物理化學(xué)性能穩(wěn)定，達(dá)到環(huán)保要求的介質(zhì)，如VxF4310等。本發(fā)明的水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排強(qiáng)迫循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置，與現(xiàn)有的水內(nèi)冷技術(shù)相t匕，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)I)安全性更高。由于水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排強(qiáng)迫循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置采用了高絕緣的冷卻介質(zhì)，杜絕了水內(nèi)冷機(jī)組因水泄漏造成短路事故的發(fā)生，同時(shí)避免了水內(nèi)冷機(jī)組中匯流排內(nèi)部銅離子與水中氧離子的化合物造成流路堵塞的隱患。
2)初投資與運(yùn)行費(fèi)用更低。水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排強(qiáng)迫循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置取消了水內(nèi)冷機(jī)組所需的水處理系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了裝置結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排強(qiáng)迫循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置，與現(xiàn)有的自循環(huán)蒸發(fā)冷卻技術(shù)相比，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)I)循環(huán)驅(qū)動(dòng)力更強(qiáng)。自循環(huán)蒸發(fā)冷卻技術(shù)利用實(shí)際電機(jī)結(jié)構(gòu)形成自驅(qū)動(dòng)力，受匯流排實(shí)際結(jié)構(gòu)影響，實(shí)際驅(qū)動(dòng)力較小，而水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排強(qiáng)迫循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置采用泵為蒸發(fā)冷卻介質(zhì)的循環(huán)流動(dòng)提供驅(qū)動(dòng)力，可根據(jù)實(shí)際需求配備揚(yáng)程更高的泵，驅(qū)動(dòng)力得以較大提升，同時(shí)可在不影響冷卻效果的前提下，在蒸發(fā)冷卻循環(huán)主回路中安裝流量計(jì)，便于流量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。2 )制造安裝成本更低。由于水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排強(qiáng)迫循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置的循環(huán)驅(qū)動(dòng)力較高，可針對(duì)數(shù)量更多的不同形態(tài)的匯流排，建立含有支路長(zhǎng)度更長(zhǎng)、數(shù)量更多的匯流排支路的統(tǒng)一蒸發(fā)冷卻循環(huán)回路，因而大大簡(jiǎn)化了整體冷卻裝置結(jié)構(gòu)，節(jié)約了制造和安裝成本。3)蒸發(fā)冷卻介質(zhì)的循環(huán)流動(dòng)更穩(wěn)定。自循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置中的自驅(qū)動(dòng)力對(duì)其循環(huán)回路的自身影響較為敏感，因而流量總是處于自驅(qū)動(dòng)力和總阻力的匹配過程中，流量會(huì)出現(xiàn)一定波動(dòng)，而水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排強(qiáng)迫循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置中的泵的驅(qū)動(dòng)力較為穩(wěn)定，因而流量輸出更加穩(wěn)定，變化幅度更小，從而使得溫度波動(dòng)減小。


圖I為本發(fā)明原理圖。圖中，I泵，2穩(wěn)壓罐，3供液主管，4旁通管，5電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，6流量計(jì)，7第一密封接頭，8分液管，9第二密封接頭，10進(jìn)口絕緣引管，11進(jìn)口電液分離接頭，12定子匯流排，13出口電液分離接頭，14出口絕緣引管，15第三密封接頭，16集氣管，17第四密封接頭，18出氣管，19中間絕緣連接管，20中間電液分離接頭，21冷凝器，22第一密封金屬管束，23 二次冷卻水泄漏檢測(cè)和溫度報(bào)警儀的第一檢測(cè)電極，24壓力開關(guān)，25第一電磁閥，26第一壓力傳感器，27回液主管，28磁性浮子液位計(jì)，29第二壓力傳感器，30儲(chǔ)液罐，31連接短管，32冷卻器，33第二密封金屬管束，34第二電磁閥，35第三壓力傳感器，36二次冷卻水泄漏檢測(cè)和溫度報(bào)警儀的第二檢測(cè)電極；37總回液管；圖2為水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排的橫剖面示意圖。圖中，I為定子匯流排，2為外包絕緣。
具體實(shí)施例方式圖I所示為水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排的強(qiáng)迫循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置。本發(fā)明包括水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排12，分液管8，集氣管16，冷凝器21，冷卻器32，儲(chǔ)液罐30，穩(wěn)壓罐2，泵1，流量計(jì)6，旁通管4，供液主管3，出氣管18，回液主管27，總回液管37，電液分離接頭，絕緣引管和密封接頭等。所述的泵I的出口通過供液主管4，經(jīng)穩(wěn)壓罐2連接至流量計(jì)6，流量計(jì)6連接至第一密封接頭7，第一密封接頭7與分液管8相連，分液管8順序經(jīng)第二密封接頭9、進(jìn)口絕緣引管10、進(jìn)口電液分離接頭11、定子匯流排12、出口電液分離接頭13、出口絕緣引管14和第三密封接頭15連接至集氣管16，集氣管16與第四密封接頭17相連，第四密封接頭17通過出氣管18與冷凝器21相連，冷凝器21通過回液主管27連接至儲(chǔ)液罐30，儲(chǔ)液罐30與冷卻器32相連，冷卻器32通過總回液管37連接至泵I的入口。以上管路連接構(gòu)成了蒸發(fā)冷卻循環(huán)主回路。
所述的泵I的出口通過旁通管4連接至儲(chǔ)液罐30，從而構(gòu)成了旁通支路。旁通管4上安置了電動(dòng)調(diào)節(jié)閥5。所述的蒸發(fā)冷卻循環(huán)主回路中供液主管3上安裝有流量計(jì)6 ;蒸發(fā)冷卻循環(huán)回路中注入蒸發(fā)冷卻介質(zhì)；蒸發(fā)冷卻循環(huán)回路中安裝的泵I為蒸發(fā)冷卻介質(zhì)的循環(huán)流動(dòng)提供驅(qū)動(dòng)力；冷凝器21的外殼頂部安裝有第一壓力傳感器26，壓力開關(guān)24，第一電磁閥25，以及二次冷卻水泄漏檢測(cè)和報(bào)警儀的第一檢測(cè)電極23 ;冷卻器32的外殼頂部裝有第三壓力傳感器35，第二電磁閥34以及二次冷卻水泄漏檢測(cè)和報(bào)警儀的第二檢測(cè)電極36 ;冷凝器21和冷卻器32的內(nèi)部均安裝有密封金屬管束，密封金屬管束中均流通二次冷卻水。所述的水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排12包含多個(gè)匯流排支路，每個(gè)匯流排支路的進(jìn)口、出口分別通過電液分離接頭和絕緣引管，與分液管8、集氣管16相連，所有匯流排支路之間采用并聯(lián)連接。每個(gè)匯流排支路由一個(gè)或多個(gè)單根匯流排組成。為敘述簡(jiǎn)明，以包含三個(gè)并聯(lián)的匯流排支路的定子匯流排12為例對(duì)本發(fā)明作示意說明。所述的泵I的出口分別連接至旁通管路4和供液主管3。旁通管路4上安裝有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥5，旁通管路4的出口連接至儲(chǔ)液罐30的上端的進(jìn)口。所述的供液主管3上依次安裝有穩(wěn)壓罐2和流量計(jì)6，并通過第一密封接頭7，連接至分液管8。定子匯流排12中含有四個(gè)單根匯流排即12a，12b，12c，12d，它們?cè)陂L(zhǎng)度、形態(tài)以及高度上具有一定差異，定子匯流排12呈水平放置。四個(gè)單根匯流排即12a，12b，12c，12d，通過組合連接形成了三個(gè)匯流排支路，其中單根匯流排12a與12b通過中間絕緣連接管19和中間電液分離接頭20進(jìn)行串聯(lián)后，構(gòu)成了一個(gè)匯流排支路12a-b，而匯流排12c和12d分別單獨(dú)構(gòu)成另外兩個(gè)匯流排支路。每個(gè)匯流排支路的入口經(jīng)過進(jìn)口電液分離接頭11、進(jìn)口絕緣引管10和第二密封接頭9連接至分液管8。每個(gè)匯流排支路的出口經(jīng)過出口電液分離接頭13、出口絕緣引管14和第三密封接頭15連接至集氣管16。集氣管16連接至第四密封接頭17。第四密封接頭17由出氣管18連接至冷凝器21的冷卻空間。冷凝器21的下端出口與回液主管27相連?；匾褐鞴?7與儲(chǔ)液罐30上端的進(jìn)口相連，儲(chǔ)液罐30通過連接短管31與磁性浮子液位計(jì)28相連，磁性浮子液位計(jì)28的下端安裝第二壓力傳感器29。儲(chǔ)液罐30的下端的出口連接至冷卻器32的入口，冷卻器32的出口通過總回液管37連接至泵I的入口。冷凝器21外殼頂部安裝有壓力開關(guān)24，第一電磁閥25，第一壓力傳感器26和二次冷卻水泄漏檢測(cè)和報(bào)警儀的第一檢測(cè)電極23，電極23伸入冷凝器內(nèi)部冷卻空間的底部。冷凝器21內(nèi)部安裝有第一密封金屬管束22，密封金屬管束22的進(jìn)出口經(jīng)密封引出冷凝器21殼體外，密封金屬管束22的內(nèi)部流通二次冷卻水。冷卻器32外殼頂部安裝有第二電磁閥34，第三壓力傳感器35和二次冷卻水泄漏檢測(cè)和報(bào)警儀的第二檢測(cè)電極36，電極36伸入冷卻器內(nèi)部冷卻空間的底部。冷卻器32內(nèi)部安裝有第二密封金屬管束33，密封金屬管束33的進(jìn)出口經(jīng)密封弓I出冷卻器32殼體外，密封金屬管束33內(nèi)部流通二次冷卻水。 蒸發(fā)冷卻循環(huán)回路中注入適量的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)。本發(fā)明裝置的運(yùn)行工作過程如下當(dāng)發(fā)電機(jī)工作時(shí)，蒸發(fā)冷卻循環(huán)同時(shí)啟動(dòng)。泵I將液相冷卻介質(zhì)由供液主管3，經(jīng)過穩(wěn)壓罐2，流量計(jì)6，密封接頭7，分液管8，密封接頭9，進(jìn)口絕緣引管10和進(jìn)口電液分離接頭11，輸送到定子匯流排12中。定子匯流排12發(fā)熱產(chǎn)生熱量，其內(nèi)部的冷卻介質(zhì)因熱傳導(dǎo)和對(duì)流作用，吸收匯流排12的熱量而溫度升高。當(dāng)介質(zhì)溫度升至當(dāng)?shù)貕毫λ鶎?duì)應(yīng)的飽和溫度時(shí)，部分冷卻介質(zhì)產(chǎn)生了氣化現(xiàn)象，形成氣液兩相流動(dòng)冷卻介質(zhì)。兩相流動(dòng)冷卻介質(zhì)隨后經(jīng)過出口電液分離接頭13，出口絕緣引管14，第三密封接頭15，集氣管16和第四密封接頭17，流入到出氣管18中，然后流入至冷凝器21中被冷凝成液相冷卻介質(zhì)。隨后冷卻介質(zhì)流出冷凝器21，經(jīng)回液主管27流入到儲(chǔ)液罐30中。在儲(chǔ)液罐30中，從冷凝器21回流回來的冷卻介質(zhì)同旁通管路4回流回來的冷卻介質(zhì)相混合，然后液相冷卻介質(zhì)流出儲(chǔ)液罐30，進(jìn)入冷卻器32進(jìn)行進(jìn)一步冷卻降溫。液相冷卻介質(zhì)離開冷卻器32后，最后回到泵1，開始下一次循環(huán)。冷卻循環(huán)過程可隨著匯流排熱負(fù)荷的變化而相應(yīng)調(diào)整匯流排內(nèi)部的蒸發(fā)點(diǎn)的位置，負(fù)荷增大時(shí)，蒸發(fā)點(diǎn)前移，氣液兩相段增長(zhǎng)；負(fù)荷減小時(shí)，蒸發(fā)點(diǎn)后移，氣液兩相段變短，當(dāng)負(fù)荷減小至一定值，匯流排內(nèi)部可能不會(huì)出現(xiàn)飽和沸騰現(xiàn)象，只存在全液相段或者全液相段與過冷沸騰段，依靠單相對(duì)流換熱及過冷沸騰換熱完成匯流排的冷卻。壓力開關(guān)24監(jiān)測(cè)冷凝器內(nèi)部空間的極限涉及壓力，當(dāng)冷凝器21的壓力超過極限時(shí)，壓力開關(guān)24可以直接控制電磁閥25開啟，從而降低冷凝器21的壓力，保障裝置安全運(yùn)行。冷卻器32上安裝的第三壓力傳感器35可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)冷卻器32內(nèi)部空間的壓力。冷卻器32上安裝電磁閥34，用于灌液時(shí)開啟，以排凈冷卻器32內(nèi)部的空氣。供液主管3上安裝的流量計(jì)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)供液主管3的內(nèi)部流量。與儲(chǔ)液罐30相連接的磁性浮子液位計(jì)28可直觀顯示儲(chǔ)液罐中的液位。液位計(jì)28下部安裝的第二壓力傳感器29，冷凝器21頂部安裝的第一壓力傳感器26以及冷卻器頂部安裝的第三壓力傳感器35共同把信號(hào)遠(yuǎn)程傳送給中控室。安裝在冷凝器21上的二次冷卻水泄漏檢測(cè)和報(bào)警儀的第一檢測(cè)電極23與安裝在冷卻器32上的二次冷卻水泄漏檢測(cè)和報(bào)警儀的第二檢測(cè)電極36，將漏水的電信號(hào)遠(yuǎn)程傳送給中控室，由中控室發(fā)出指令對(duì)裝置進(jìn)行漏水處理。圖2所示為水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排的橫剖面示意圖。水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排I為空心銅管或鋁管，截面形狀為圓環(huán)形或者多邊環(huán)形，其壁厚根據(jù)通過電流的大小、選用的電流密度、機(jī)械強(qiáng)度和空間的大小等因素確定。水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排I的外部包有絕緣2。
權(quán)利要求
1.一種水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排強(qiáng)迫循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置，其特征在于所述的裝置包括水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排(12)、冷凝器(21)、冷卻器(32)、儲(chǔ)液罐(30)、穩(wěn)壓罐(2)、泵(I)、絕緣引管、電液分離接頭、流量計(jì)(6)、分液管(8)、集氣管(16)、密封接頭、供液主管(3)、出氣管(18)、回液主管(27)、總回液管(37)以及旁通管(4);所述的供液主管(3)將泵(I)的出口、穩(wěn)壓罐(2)和流量計(jì)(6)串聯(lián)連接并連接至第一密封接頭(7)，第一密封接頭(7)與分液管(8 )相連，分液管(8 )順序經(jīng)第二密封接頭(9 )、進(jìn)口絕緣引管(10 )、進(jìn)口電液分離接頭(11 )、定子匯流排(12)、出口電液分離接頭(13)、出口絕緣引管(14)和第三密封接頭(15)連接至集氣管(16)，集氣管(16)與第四密封接頭(17)相連，第四密封接頭(17)通過出氣管(18)與冷凝器(21)相連，冷凝器(21)通過回液主管(27)連接至儲(chǔ)液罐(30)，儲(chǔ)液罐(30)與冷卻器(32)相連，冷卻器(32)通過總回液管(37)連接至泵(I)的入口，構(gòu)成了蒸發(fā)冷卻循環(huán)主回路；所述的泵(I)的出口通過旁通管(4)連接至儲(chǔ)液罐(30)，構(gòu)成旁通支路(4)，旁通管(4 )上安裝有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(5 ); 所述的蒸發(fā)冷卻循環(huán)主回路以及旁通支路組成蒸發(fā)冷卻循環(huán)回路；所述的供液主管(3)上安裝有流量計(jì)(6);蒸發(fā)冷卻循環(huán)回路中注入蒸發(fā)冷卻介質(zhì)；所述的泵(I)為蒸發(fā)冷卻介質(zhì)的循環(huán)流動(dòng)提供驅(qū)動(dòng)力；冷凝器(21)的外殼頂部安裝有第一壓力傳感器(26)，壓力開關(guān)(24)，第一電磁閥(25)，以及二次冷卻水泄漏檢測(cè)和報(bào)警儀的第一檢測(cè)電極(23);冷卻器(32)的外殼頂部裝有第三壓力傳感器(35)，第二電磁閥(34)以及二次冷卻水泄漏檢測(cè)和報(bào)警儀的第二檢測(cè)電極(36);冷凝器(21)和冷卻器(32)的內(nèi)部均安裝有密封金屬管束，密封金屬管束中流通二次冷卻水。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排強(qiáng)迫循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置，其特征在于所述的水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排(12)包含一個(gè)或多個(gè)匯流排支路，所述的匯流排支路之間采用并聯(lián)連接；每個(gè)匯流排支路由一個(gè)或多個(gè)單根匯流排組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排強(qiáng)迫循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置，其特征在于每個(gè)所述的匯流排支路的進(jìn)口經(jīng)過進(jìn)口電液分離接頭(11)和進(jìn)口絕緣引管(10)與第二密封接頭(9)連接至分液管(8);每個(gè)匯流排支路的出口經(jīng)過出口電液分離接頭(13)、出口絕緣引管(14)和第三密封接頭(15)連接至集氣管(16)，集氣管(16)連接至第四密封接頭(17);第四密封接頭(17)由出氣管(18)連接至冷凝器(21)的冷卻空間；冷凝器(21)的下端出口與回液主管(27)相連；回液主管(27)與儲(chǔ)液罐(30)上端的進(jìn)口相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排強(qiáng)迫循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置，其特征在于所述的蒸發(fā)冷卻循環(huán)主回路中，所述的水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排(12)的出口與冷凝器(21)相連；冷凝器(21)的出口與儲(chǔ)液罐(30)上端的進(jìn)口相連；儲(chǔ)液罐(30)的出口與冷卻器(32)的入口相連；冷卻器(32)的出口與泵(I)的入口相連；泵(I)的出口通過供液主管經(jīng)過流量計(jì)(6)與穩(wěn)壓罐(2)的入口相連；穩(wěn)壓罐(2)的出口與所述的水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排(12)的入口相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排強(qiáng)迫循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置，其特征在于所述的旁通管路(4)的進(jìn)口連接至泵(I)的出口，旁通管路(4)的出口連接至儲(chǔ)液罐(30)上端的進(jìn)口，旁通管路(4 )上安裝有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(5 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排的強(qiáng)迫循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置，其特征在于水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排(12)為空心銅管或鋁管；水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排的截面形狀為圓環(huán)形或者多邊環(huán)形；水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排的外部包有絕緣。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排強(qiáng)迫循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置，其特征在于所述的儲(chǔ)液罐(30)通過連接管與磁性浮子液位計(jì)(28)相連；液位計(jì)的(28)下端裝有第二壓力傳感器(29)。
全文摘要
一種水輪發(fā)電機(jī)定子匯流排的強(qiáng)迫循環(huán)蒸發(fā)冷卻裝置，由定子匯流排(12)，冷凝器(21)，儲(chǔ)液罐(30)，冷卻器(32)，泵(1)，穩(wěn)壓罐(2)，流量計(jì)(6)，分液管(8)、集氣管(16)、供液主管(3)、出氣管(18)、回液主管(27)、總回液管(37)、旁通管(4)、電液分離接頭連接構(gòu)成蒸發(fā)冷卻循環(huán)回路。由泵驅(qū)動(dòng)回路中蒸發(fā)冷卻介質(zhì)循環(huán)。定子匯流排含有一個(gè)或多個(gè)匯流排支路，每個(gè)并聯(lián)匯流排支路的進(jìn)口、出口分別通過電液分離接頭和絕緣引管等同分液管、集氣管相連，匯流排支路之間并聯(lián)連接，定子匯流排與泵、冷凝器、冷卻器等相連接成一個(gè)獨(dú)立的蒸發(fā)冷卻循環(huán)回路。本發(fā)明可將多個(gè)匯流排組合成統(tǒng)一并聯(lián)管路，建立獨(dú)立蒸發(fā)冷卻循環(huán)回路。
文檔編號(hào)H02K9/28GK102969838SQ20121042997
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者董海虹, 阮琳, 顧國(guó)彪 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院電工研究所