本發(fā)明涉及以氫氣等作為冷卻介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的密封油供給裝置及密封油供給方法。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有的氫冷式渦輪發(fā)電機(jī)中，利用封入設(shè)備內(nèi)的氫氣來(lái)對(duì)線圈等發(fā)熱部進(jìn)行冷卻，并且為了防止來(lái)自軸貫通部分的氫氣泄漏到大氣中而設(shè)置有密封環(huán)，對(duì)該密封環(huán)供給密封油以密封氫氣。

在現(xiàn)有的這種密封油供給裝置中，利用差壓調(diào)整閥來(lái)控制向密封環(huán)供給油的供油壓與設(shè)備內(nèi)氣壓之間的差壓，而非直接控制供油的絕對(duì)壓力本身。(參照專利文獻(xiàn)1)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利特開(kāi)平3-15411號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題

因此，在通常的運(yùn)轉(zhuǎn)中可確保充分的供油壓，但在試運(yùn)轉(zhuǎn)等時(shí)以接近氣壓0.00MPa-g的極低壓進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，供油壓變低，密封環(huán)的供油壓與大氣壓的壓力差變小，密封環(huán)的設(shè)備外側(cè)的流量變少。

若流量變少，則轉(zhuǎn)軸的溫度上升，轉(zhuǎn)軸發(fā)生膨脹，因此轉(zhuǎn)軸與密封環(huán)之間的間隙變小。

現(xiàn)有的密封環(huán)中，在轉(zhuǎn)軸與密封環(huán)之間被設(shè)計(jì)成確保此時(shí)具有充分的間隙。

因此，在能確保充分的壓力的通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，間隙比所需的要大，油量變多，因此具有旋轉(zhuǎn)電機(jī)的密封油供給裝置的各構(gòu)成元器件比所需的要大的問(wèn)題。

本發(fā)明是為了解決上述那樣的問(wèn)題而完成的，其目的在于，通過(guò)在試運(yùn)轉(zhuǎn)等時(shí)以接近氣壓0.00MPa-g的極低壓進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下也確保必要的供油壓，從而抑制因轉(zhuǎn)軸的溫度上升而引起的膨脹，減小通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)軸和密封環(huán)的間隙，從而力圖減少旋轉(zhuǎn)電機(jī)的密封油供給裝置的油量及實(shí)現(xiàn)小型化。

解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案

本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的密封油供給裝置從密封油泵經(jīng)由對(duì)密封油的油壓進(jìn)行調(diào)節(jié)的差壓調(diào)整閥向封入有氫氣的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的密封環(huán)供給所述密封油，除了從所述密封油泵經(jīng)由所述差壓調(diào)整閥來(lái)供給所述密封油的第一路徑以外，還設(shè)有從所述密封油泵經(jīng)由安全泵來(lái)供給所述密封油的第二路徑。

本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的密封油供給方法從密封油泵經(jīng)由對(duì)密封油的油壓進(jìn)行調(diào)節(jié)的差壓調(diào)整閥向封入有氫氣的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的密封環(huán)供給所述密封油，在所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)從所述密封油泵經(jīng)由所述差壓調(diào)整閥的第一路徑來(lái)供給所述密封油，并且在所述氫氣的氣壓接近0.00MPa-g的極低壓下運(yùn)轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的情況下，通過(guò)從所述密封油泵經(jīng)由安全閥的第二路徑來(lái)供給所述密封油。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)在試運(yùn)轉(zhuǎn)等時(shí)以接近氣壓0.00MPa-g的極低壓進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，也確保所需的供油壓，從而能抑制因轉(zhuǎn)軸的溫度上升而引起的膨脹，能縮小通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)軸與密封環(huán)的間隙，從而能力圖降低旋轉(zhuǎn)電機(jī)的密封油供給裝置的油量及實(shí)現(xiàn)小型化。

附圖說(shuō)明

圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的密封油供給裝置的系統(tǒng)圖。

圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1中的密封環(huán)的壓力分布的說(shuō)明圖。

圖3是表示現(xiàn)有裝置中的密封環(huán)的壓力分布的說(shuō)明圖。

圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的密封油供給裝置的系統(tǒng)圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施方式1.

下面，基于附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式1進(jìn)行說(shuō)明。

圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式1所涉及的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的密封油供給裝置的系統(tǒng)圖，并一同示出旋轉(zhuǎn)電機(jī)。

另外，旋轉(zhuǎn)電機(jī)例如是氫冷式的渦輪發(fā)電機(jī)。

圖1中，旋轉(zhuǎn)電機(jī)1具備：將封入有氫氣的密閉室1a貫通的轉(zhuǎn)軸2；以及位于設(shè)置于轉(zhuǎn)軸2的軸向兩端部的軸承室內(nèi)，利用密封油對(duì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的密閉室1a和轉(zhuǎn)軸2之間的間隙進(jìn)行密封的軸封部即密封環(huán)3。

從密封環(huán)3排出的密封油經(jīng)由密封油排油管4將密封油輸送至進(jìn)行真空脫氣的真空槽5。此外，密封環(huán)3的上游側(cè)與真空槽5通過(guò)向密封環(huán)3供給密封油的密封油供給管6相互連接。

密封油供給管6安裝有將真空槽5內(nèi)的密封油供給至密封環(huán)3的密封油泵7、以及對(duì)供給至密封環(huán)3的密封油的油壓進(jìn)行調(diào)節(jié)的差壓調(diào)整閥8。

差壓調(diào)整閥8使被控制為比旋轉(zhuǎn)電機(jī)1內(nèi)部的氫氣壓要高一定值的密封油通過(guò)。

此外，關(guān)于密封油供給管6，密封油泵7與差壓調(diào)整閥8之間連接有用于使無(wú)法通過(guò)差壓調(diào)整閥8的密封油回到真空槽5的密封油返回管9的一端側(cè)，該密封油返回管9的另一端側(cè)導(dǎo)入至真空槽5內(nèi)，與噴射嘴相連接。

真空槽5安裝有用于將密封油的油面維持為一定的油面調(diào)整閥11。

此外，真空槽5具有用于排出包含空氣、油分、水分、氫氣等在內(nèi)的氣體的氣體排出管12，該氣體排出管12與真空泵13相連接，進(jìn)一步從真空泵13經(jīng)由排放管14將氣體排放到外部。

這里，本實(shí)施方式1中，在密封油泵7的下游側(cè)與差壓調(diào)整閥8并列地設(shè)有例如具有0.1～0.2MPa-g的設(shè)定壓力的安全閥15。

由此，除了從密封油泵7經(jīng)由差壓調(diào)整閥8來(lái)供給密封油的第一路徑以外，還形成有從密封油泵7經(jīng)由安全閥15來(lái)供給密封油的第二路徑。

此外，在密封油泵7與安全閥15之間連接有用于使無(wú)法通過(guò)安全閥15的密封油返回到真空槽5的密封油返回管10的一端側(cè)。

在差壓調(diào)整閥8的下游側(cè)和安全閥15的下游側(cè)分別設(shè)有止回閥16、17。

另外，如圖1中的放大截面所示那樣，從密封油供給管6經(jīng)由供油孔3a對(duì)密封環(huán)3供給密封油，在密封環(huán)3與轉(zhuǎn)軸2之間形成油膜，從而防止封入于旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的設(shè)備內(nèi)的氫氣泄漏至設(shè)備外。

接下來(lái)對(duì)動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。

旋轉(zhuǎn)電機(jī)1內(nèi)的氫氣被圖1所示那樣的在與密封環(huán)3相連的密封油供給回路中循環(huán)的密封油所密封。

密封油由密封油泵7送出，通過(guò)差壓調(diào)整閥8調(diào)整為比旋轉(zhuǎn)電機(jī)1內(nèi)的氫氣要高一定值。

經(jīng)調(diào)整后的密封油通過(guò)密封油供給管6被輸送到密封環(huán)3。密封環(huán)3處的密封油與外部氣體相接觸，從而包含空氣、水分、氫氣等，并通過(guò)密封油排油管4被回收到真空槽5，利用真空槽5進(jìn)行真空脫氣。

利用真空槽5進(jìn)行了脫氣后的脫氣氣體通過(guò)氣體排出管12被輸送到真空泵13，并從真空泵13通過(guò)排放管14排放至外部。

然后，在旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的通常運(yùn)轉(zhuǎn)(設(shè)備內(nèi)氣壓在0.2～0.6MPa-g左右)時(shí)，通過(guò)了從密封油泵7經(jīng)由差壓調(diào)整閥8的第一路徑的密封油由差壓調(diào)整閥8將壓力調(diào)整為氣壓+差壓(0.05～0.10MPa-g左右)，并通過(guò)供油管6供給至密封環(huán)3。

另一方面，在試運(yùn)轉(zhuǎn)等時(shí)以接近氣壓0.00MPa-g的極低壓進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，通過(guò)從密封油泵7經(jīng)由安全閥15的第二路徑來(lái)供給密封油，第二路徑中的安全閥15的設(shè)定壓力(0.1～0.2MPa-g)比第一路徑中經(jīng)差壓調(diào)整閥8調(diào)整后的壓力(設(shè)備內(nèi)氣壓+差壓)要大，因此安全閥15的設(shè)定壓力的油被供給給密封環(huán)3。

圖2是表示實(shí)施方式1中的密封環(huán)3周圍的壓力分布的說(shuō)明圖，圖2(a)表示氣壓0.30MPa-g時(shí)的密封油的壓力梯度(pressure gradient)、圖2(b)表示氣壓0.00MPa-g時(shí)的密封油的壓力梯度。

通過(guò)采用本發(fā)明，如圖2(b)所示，即使在試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)等接近氣壓0.00MPa-g的極低壓時(shí)，也能確保最低供油壓0.10MPa-g，能確保一定以上的設(shè)備外側(cè)壓力梯度。

因此，在試運(yùn)轉(zhuǎn)等時(shí)以接近氣壓0.00MPa-g的極低壓下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，也能抑制因轉(zhuǎn)軸2的溫度上升而引起的膨脹，能縮小通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)軸2與密封環(huán)3的間隙。

另一方面，圖3是表示現(xiàn)有裝置中的密封環(huán)3周圍的壓力分布的說(shuō)明圖，圖3(a)表示氣壓0.30MPa-g時(shí)的密封油的壓力梯度、圖3(b)表示氣壓0.00MPa-g時(shí)的密封油的壓力梯度。

在不采用本發(fā)明的情況下，在試運(yùn)轉(zhuǎn)等時(shí)接近氣壓0.00MPa-g的極低壓時(shí)，如圖3(b)所示，設(shè)備內(nèi)側(cè)壓力梯度與氣壓0.30MPa-g相同，但設(shè)備外側(cè)壓力梯度與氣壓0.30MPa-g的情況相比變小。

因此，為了確保此時(shí)的密封油量，需要增大轉(zhuǎn)軸2與密封環(huán)3之間的間隙。

另外，圖2、圖3中，轉(zhuǎn)軸2與密封環(huán)3之間的由虛線包圍的部分表示由密封油形成油膜的區(qū)域。

如上所述，根據(jù)實(shí)施方式1的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的密封油供給裝置，在從密封油泵7經(jīng)由對(duì)密封油的油壓進(jìn)行調(diào)節(jié)的差壓調(diào)整閥8向封入有氫氣的旋轉(zhuǎn)電機(jī)1的密封環(huán)3供給密封油的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的密封油供給裝置中，除了從密封油泵7經(jīng)由差壓調(diào)整閥8來(lái)供給密封油的第一路徑以外，還設(shè)有從密封油泵7經(jīng)由安全閥15來(lái)供給密封油的第二路徑，因此，通過(guò)在試運(yùn)轉(zhuǎn)等時(shí)以接近氣壓0.00MPa-g的極低壓進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，仍確保所需的供油壓，從而能抑制因轉(zhuǎn)軸2的溫度上升而引起的膨脹，能縮小通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)軸2與密封環(huán)3的間隙，能力圖降低油量及實(shí)現(xiàn)小型化。

實(shí)施方式2.

上述實(shí)施方式1中，采用差壓調(diào)整閥8和安全閥15的返回油分別經(jīng)過(guò)不同的密封油返回管9、10返回至真空槽5的結(jié)構(gòu)，但也可以如圖4所示那樣，采用差壓調(diào)整閥8的返回油與安全閥15的返回油通過(guò)相同的密封油返回管15返回至真空槽5的結(jié)構(gòu)。

根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，具有一根密封油返回管即可，具有結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。

此外，本發(fā)明可以在該發(fā)明的范圍內(nèi)對(duì)各實(shí)施方式進(jìn)行自由組合，或?qū)Ω鲗?shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖冃?、省略?/p>

標(biāo)號(hào)說(shuō)明

1旋轉(zhuǎn)電機(jī)、1a密閉室、2轉(zhuǎn)軸、3密封環(huán)、

4密封油排油管、5真空槽、6密封油供給管、

7密封油泵、8差壓調(diào)整閥、9密封油返回管、

10密封油返回管、11油面調(diào)整閥、12氣體排出管、

13真空閥、14排放管、15安全閥、

16止回閥、17止回閥、18密封油返回管。