《水輪發電機定子蒸發冷卻聯合循環裝置》是東方電機股份有限公司於2005年11月15日申請的發明專利，該專利的公布號為CN1967978，專利公布日為2007年5月23日，發明人是賀建華、鄭小康、侯小全、鐸林。
《水輪發電機定子蒸發冷卻聯合循環裝置》公開了一種水輪發電機定子蒸發冷卻聯合循環裝置，包括浸有蒸發介質的定子繞組發熱體和與冷卻介質蒸汽進行熱交換的冷凝器系統，還包括浸有蒸發介質的定子匯流環發熱體，所述定子繞組發熱體的一端通過第一集液管、第一回液管與冷凝器底部連線，其另一端與第一總集汽管連通，第一總集汽管再通過第一集汽管與冷凝器的上部連通；所述定子匯流環發熱體的一端通過第二集液管、第二回液管與冷凝器底部連通，其另一端與第二總集汽管連通，第二總集汽管再通過第二集汽管與冷凝器的上部連通；而且結構簡單，節約空間，可以使定子繞組和匯流環沿軸向和周向溫度分布更均勻。
2014年3月29日，《水輪發電機定子蒸發冷卻聯合循環裝置》獲得第十三屆中國專利獎優秀獎。
（概述圖片來源：《水輪發電機定子蒸發冷卻聯合循環裝置》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：水輪發電機定子蒸發冷卻聯合循環裝置
- 公告號：CN1967978
- 申請日：2005年11月15日
- 授權日：2007年5月23日
- 申請人：東方電機股份有限公司
- 類別：發明專利
- 地址：四川省德陽市黃河西路188號
- 發明人：賀建華、鄭小康、侯小全、鐸林
- 代理人：張新
- 代理機構：成都天嘉專利事務所
- 申請號：2005100220680
- Int.CI.：H02K9/19(2006.01)、F28B7/00(2006.01)
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
截至2014年，水輪發電機定子水內冷技術，國際上已有40餘年歷史，使上述問題迎刃而解，但該技術增加了泵循環純水供應及去離子系統，而且泄漏和氧化物堵塞造成事故的可能性等所帶來的不可靠性風險也在同時加劇。
蒸發冷卻作為水輪發電機的一種新型內冷技術，不僅可以提高材料利用率，減少特大型發電機製造難度，降低發電機定子繞組、匯流環的運行溫升及溫差和發電機定子熱應力。更重要的是蒸發冷卻比水內冷具有更好的優越性。首先，由於蒸發冷卻採用自循環系統，不需要另外的水處理設備，不占用廠房布置面積；另一個突出的優越性是消除了由於泄露和氧化物堵塞造成事故的可能性，即使發生冷卻介質泄露，也不會產生大事故，可以採用降負荷運行，讓其發電機空冷運行或少介質蒸發冷卻運行，待停機後再維修，這是水內冷電機無可比擬的。但傳統的發電機蒸發冷卻技術只解決了定子繞組發熱體的冷卻，定子匯流環發熱體還是採用空冷方式，作為採用蒸發冷卻技術的定子繞組和匯流環聯合循環裝置，不僅在定子匯流環發熱體上採用了蒸發冷卻技術，而且將兩者有機地統一起來，形成聯合循環。
發明內容
專利目的
《水輪發電機定子蒸發冷卻聯合循環裝置》在於提供了一種水輪發電機定子蒸發冷卻聯合循環裝置，充分利用定子繞組和匯流環的蒸發冷卻特點，將兩套冷卻系統接入同一套冷凝器系統實現蒸發介質的自循環運行。
技術方案
一種水輪發電機定子蒸發冷卻聯合循環裝置，包括浸有蒸發介質的定子繞組發熱體和與冷卻介質蒸汽進行熱交換的冷凝器系統，其特徵在於還包括浸有蒸發介質的定子匯流環發熱體，所述定子繞組發熱體的一端通過第一總集液管、第一回液管與冷凝器底部連通，其另一端與第一總集汽管連通，第一總集汽管再通過第一集汽管與冷凝器的上部連通；所述定子匯流環發熱體的一端通過第二總集液管、第二回液管與冷凝器底部連通，其另一端與第二總集汽管連通，第二總集汽管再通過第二集汽管與冷凝器的上部連通。
所述冷凝器系統包括兩個或兩個以上的冷凝器，且在冷凝器之間設定有使各個冷凝器相互連通的均壓環管。
所述定子繞組發熱體呈立式結構，所述定子匯流環發熱體呈臥式結構。所述第一、第二回液管設定為高低回液管，第二回液管底部高於第一回液管底部，第二回液管頂部低於第一回液管的頂部。
所述第二總集液管低於匯流環底部。
所述第一、第二總集液管和第一、第二總集汽管均可以設定成與定子圓周同心的環狀結構。
《水輪發電機定子蒸發冷卻聯合循環裝置》充分利用定子繞組和匯流環的蒸發冷卻特點，將兩套冷卻系統接入同一套冷凝器實現蒸發介質的自循環運行。採用該裝置後，結構簡單，循環可靠、節約空間，且成本低廉。由於定子繞組發熱體為立式結構，在保證蒸發介質有一定液位的條件下就可以實現自循環運行，而匯流環為水平放置，其內部必須在蒸發介質全浸條件下才能實現自循環運行，採用聯合循環方式就必須同時滿足以上兩個條件。同時冷凝器採用了高低兩個回液管，高回液管供定子繞組蒸發冷卻系統用，低回液管供匯流環蒸發冷卻系統用，由於匯流環蒸發冷卻系統的回液管低，冷凝器內的蒸發介質總是優先供給匯流環，匯流環灌滿後，再供給定子繞組蒸發冷卻系統，這樣就同時滿足了兩套系統的需求，而在運行時，無論定子繞組的液位怎樣變化，匯流環也總是處於全浸的狀態。冷凝器系統設定有均壓環管，使各冷凝器之間相互連通，實現整個蒸發冷卻系統的壓力均勻，使定子和匯流環對應的冷卻並聯支路運行狀況一致，各冷凝器帶走的熱量更均勻，即保證了發電機定子繞組沿軸向和周向溫度分布更均勻。
改善效果
《水輪發電機定子蒸發冷卻聯合循環裝置》的優點：1、採用聯合循環方式，解決了立式的定子繞組發熱體和呈臥式的定子匯流環發熱體兩種不同布置方式部件的蒸發冷卻問題；2、冷凝器布置高低回液管，保證兩套蒸發冷卻的自循環運行；3、設定集液管，實現了呈臥式布置的定子匯流環發熱體蒸發冷卻自循環系統；4、在冷凝器系統上布置的均壓環管，使各冷凝器之間相互連通。實現整個蒸發聯合循環系統的壓力均勻，使定子繞組發熱體和定子匯流環發熱體對應的冷卻並聯支路運行狀況一致，各冷凝器帶走的熱量更均勻，即保證了發電機定子繞組、匯流環沿軸向和周向溫度分布更均勻。
附圖說明
圖1為《水輪發電機定子蒸發冷卻聯合循環裝置》的剖面結構示意圖
圖1
技術領域
《水輪發電機定子蒸發冷卻聯合循環裝置》涉及水輪發電機定子的冷卻裝置，特別是一種水輪發電機定子蒸發冷卻聯合循環裝置。
權利要求
1.一種水輪發電機定子蒸發冷卻聯合循環裝置，包括浸有蒸發介質的定子繞組發熱體（1）和與蒸發介質進行熱交換的冷凝器系統，其特徵在於所述冷凝器系統包括兩個或兩個以上的冷凝器（11）所述水輪發電機定子蒸發冷卻聯合循環裝置還包括浸有蒸發介質的定子匯流環發熱體（2），所述定子繞組發熱體（1）的一端通過第一總集液管（4）第一回液管（3）與冷凝器（11）底部連線，定子繞組發熱體（1）的另一端與第一總集汽管（5）連通，第一總集汽管（5）再通過第一集汽管（6）與冷凝器（11）的上部連通；所述定子匯流環發熱體（2）的一端通過第二總集液管（8）第二回液管（7）與冷凝器（11）底部連通，定子匯流環發熱體（2）的另一端與第二總集汽管（9）連通，第二總集汽管（9）再通過第二集汽管（10）與冷凝器（11）的上部連通。
2.根據權利要求1所述的一種水輪發電機定子蒸發冷卻聯合循環裝置，其特徵在於所述冷凝器（11）之間設定有使各個冷凝器（11）相互連通的均壓環管（12）。
3.根據權利要求1所述的一種水輪發電機定子蒸發冷卻聯合循環裝置，其特徵在於所述定子繞組發熱體（1）呈立式結構，所述定子匯流環發熱體（2）呈臥式結構。
4.根據權利要求1所述的一種水輪發電機定子蒸發冷卻聯合循環裝置，其特徵在於所述第一、第二回液管設定為高低回液管，第二回液管（7）底部高於第一回液管（3）底部，第二回液管（7）底部低於第一回液管（3）的頂部。
5.根據權利要求1所述的一種水輪發電機定子蒸發冷卻聯合循環裝置，其特徵在於所述第二總集液管（8）位於定子匯流環發熱體（2）底部。
實施方式
實施例1
如圖1所示，水輪發電機定子蒸發冷卻聯合循環裝置布置在水輪發電機定子上，圓周根據結構需要布置多個冷凝器11，每個冷凝器11底部設定有兩個管路，冷凝器11內的蒸發介質通過其中的一根管路，即第一回液管3，進入第一總集液管4，再進入定子繞組發熱體1、第一總集汽管5、第一集汽管6，最後回到冷凝器11；冷凝器11內的蒸發介質通過其中的另一根管路，即第二回液管7，進入第二總集液管8，再進入定子匯流環發熱體2、第二總集汽管9、第二集汽管10，最後回到冷凝器11。
實施例2
水輪發電機定子蒸發冷卻循環裝置設定在水輪發電機定子上，可以單獨對定子匯流環發熱體2進行蒸發冷卻，定子的圓周根據結構需要設定有多個冷凝器11，每個冷凝器11底部設定有一根第二回液管7，每個冷凝器11的上部設定有一根第二集汽管9，蒸發介質就從冷凝器11依次進入第二回液管7、第二總集汽管8、定子匯流環發熱體2第二總集汽管9、第二集汽管10，最後再回到冷凝器11，形成了匯流環的蒸發冷卻自循環系統。
實施例3
由於定子繞組發熱體1為立式結構，定子匯流環發熱體2為水平放置，在保證蒸發介質有一定液位的條件下就可以實現自循環運行。同時第二回液管7底部高於第一回液管3底部，第二回液管7的頂部低於第一回液管（3）的頂部，第一回液管3供定子繞組蒸發冷卻循環系統使用，第二回液管7供定子匯流環蒸發冷卻循環系統使用，由於定子匯流環蒸發冷卻循環系統的回液管低，冷凝器內的蒸發介質總是優先供給定子匯流環發熱體2，匯流環灌滿後，再供給定子繞組蒸發冷卻系統。
實施例4
冷凝器系統設定有均壓環管12，使各冷凝器11之間相互連通，實現整個蒸發冷卻系統的壓力均勻，使定子和匯流環對應的冷卻並聯支路運行狀況一致，各冷凝器11帶走的熱量更均勻。
榮譽表彰
2014年3月29日，《水輪發電機定子蒸發冷卻聯合循環裝置》獲得第十三屆中國專利獎優秀獎。
