[发明专利]一种具有循环蒸发冷却功能的恒频恒压水轮发电机系统

说明书

本发明公开了一种具有循环蒸发冷却功能的恒频恒压水轮发电机系统，水轮发电机包括串联形成的定子线棒组和绕线式双馈异步发电机转子；循环冷却机构包括蒸发段循环管、冷凝段循环管和冷凝器；蒸发段循环管一端与定子线棒组的出口连接；冷凝段循环管一端与定子线棒组的入口连接；冷凝器的进出口分别与蒸发段循环管和冷凝段循环管连接，并与定子线棒组形成循环回路；冷凝段循环管上安装有压力循环泵。本发明提供的水轮发电机采用传统的定子绕组结构，配合绕线式双馈异步发电机转子，提高整个发电机组的运行效率，提高发电机的容量和运行的稳定性；采用压力循环泵进行强制循环，提供系统循环动力的同时克服介质在回路中的流动阻力，冷却效果更好。

技术领域

本发明涉及水轮发电机技术领域，更具体的说是涉及一种具有循环蒸发冷却功能的恒频恒压水轮发电机系统。

背景技术

水轮发电机是指以水轮机为原动机将水能转化为电能的发电机。水流经过水轮机时，将水能转换成机械能，水轮机的转轴又带动发电机的转子，将机械能转换成电能而输出，是水电站生产电能的主要动力设备。

水轮发电机传统的冷却方法主要有两种：空气冷却和水冷却，空气冷却机组是一种外冷模式，它通过在绕组外部吹风冷却，主要是靠空气的比热吸热带走热量，所以冷却效果差。同时由于有极限容量的限制，所以这种冷却方式限制了水轮发电机向更大容量的发展。水内冷机组是通过水泵加压使水在绕组空心导线内流动从而带走热量，由于水的比热较大而且粘性小，因而它的冷却效果好。但是由于大型水轮发电机的水泵压力高，一般在6kg/cm²以上，所以在水电分离接头处容易造成漏水而引起短路。同时在空心导线内，由水和铜长期作用所产生的氧化物造成循环通路的堵塞，这些地方容易产生局部过热点而烧坏绝缘。这些事故的发生将迫使机组停机检修，造成重大的经济损失。此外制造庞大的水处理系统也给机组增加了成本。

为了解决上述问题，现有技术中提供了一种申请号为200310114336.2，名称为水轮发电机定子绕组的强迫循环蒸发冷却装置的发明专利，公开了联接管道将定子绕组、冷凝器、压力循环泵、电液分离接头等联接成蒸发冷却回路，回路中注入蒸发冷却介质。回路中有强迫蒸发冷却介质循环的压力循环泵，定子绕组中由空心导线和实心导线组合而成的每一线棒组中包含奇数N根串联的线棒，线棒组的两引出端分别通过电液分离接头联接上绝缘引管和下绝缘引管，几个线棒组与一台冷凝器联接成一个独立的蒸发冷却支回路。该发明设计方案使电液分离接头数减少到现有技术的1/N个，不仅节约了制造成本，使安装和维护量大大减少，而且提高了系统的安全可靠性，使该发明技术更易实用化。

然而上述的水轮发电机缺乏恒频恒压输出的特性，而且，通过压力循环泵虽然能够加强强制循环，但是在实际使用中仍然存在循环动力不足的问题，主要由于线棒组的结构弯曲较多，路程较长，对于循环动力持续消耗，影响了循环效果。

因此，如何解决现有技术的难题，提供一种循环动力强、发电效果好的水轮发电机系统，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种具有循环蒸发冷却功能的恒频恒压水轮发电机系统，旨在解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有循环蒸发冷却功能的恒频恒压水轮发电机系统，包括：水轮发电机和循环冷却机构；

所述水轮发电机包括串联形成的定子线棒组和绕线式双馈异步发电机转子；

所述循环冷却机构包括蒸发段循环管、冷凝段循环管和冷凝器；所述蒸发段循环管一端与所述定子线棒组的出口连接；所述冷凝段循环管一端与所述定子线棒组的入口连接；所述冷凝器的进出口分别与所述蒸发段循环管和冷凝段循环管连接，并与所述定子线棒组形成循环回路；所述冷凝段循环管上安装有压力循环泵。