CN104779569A - 一种大电流离相封闭母线强迫冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大电流离相封闭母线强迫冷却装置，属于母线冷却领域。本发明母线L1、L2和L3首尾端分别相同；母线L1中部设有冷却气体入口一，母线L3中部设有冷却气体入口二，母线L2中部设有气体出口；冷却气体入口一与第一分配节流阀的出口端连通，冷却气体入口二与第二分配节流阀的出口端连通；第一分配节流阀的入口端连通风机组一，第二分配节流阀的入口端连通风机组二；气体出口连通换热器；风机组一、风机组二、换热器设置于一封闭壳体内，封闭壳体连通压力补充系统；气体出口与换热器之间的管道上设有温度传感器一；换热器出口处设置温度传感器二和湿度传感器；封闭壳体处设置有用于监测封闭壳体内外压差的压差传感器一。

Description

一种大电流离相封闭母线强迫冷却装置

技术领域

本发明涉及母线冷却领域，特别涉及一种大电流离相封闭母线强迫冷却装置。

背景技术

近几年随着国民经济的增长，国家研发第三代核电技术，并拥有自主知识产权，同时发展了一大批大容量核电机组。封闭母线是连接发电机到升压变压器的电能传导设备，该设备在应用于大容量核电机组时遇到一个主要的问题：随着机组容量与电流的增大，需要离相封闭母线的体积也要相应的增大，但是由于核电厂主厂房空间有限，特别是发电出口附近，不可能有足够的空间来放置自冷母线。依赖进口。

目前大容量核电机组封闭母线通过强迫风冷设备冷却，母线导体的载流量可增加0.5-1倍。母线包括导体和外壳，外径等大为减小，从而节约了大量金属和方便施工安装。强迫风冷装置在国外大电流母线中已普遍使用，如：加拿大认为额定电流为8000A以上可考虑强迫风冷，日本自冷方式一般不超过16000A，长度不超过20—25m，美国从600MVA机组开始考虑母线采用强迫风冷。我国受经济技术条件制约，现运行的机组只有大亚湾与岭澳核电站配备强迫风冷系统，且均从国外进口。

由于现有强迫风冷设备依赖进口，成本较高，而且由于国外供应商不能提供去套的图纸资料，运行维护过程中出现的问题，只能依赖生产厂家解决，这样造成维护成本高，而且遇到问题无法及时解决。

发明内容

为了弥补以上不足，本发明提供了一种成本低、稳定性高、操作方便的大电流离相封闭母线强迫冷却装置。

本发明的技术方案为：

一种大电流离相封闭母线强迫冷却装置，包括由导体和外壳组成的母线，所述导体设置于外壳内；所述母线包括L1、L2和L3，母线L1、L2和L3的首端通过管道连通，母线L1 、L2和L3的末端通过管道连通；母线L1中部设有冷却气体入口一，母线L3中部设有冷却气体入口二，母线L2中部设有母线气体出口；所述冷却气体入口一与第一分配节流阀的出口端连通，所述冷却气体入口二与第二分配节流阀的出口端连通；所述第一分配节流阀的入口端连通风机组一，所述第二分配节流阀的入口端连通风机组二；所述母线气体出口连通换热器；所述风机组一、风机组二、换热器设置于一封闭壳体内，所述封闭壳体连通压力补充系统；所述母线气体出口与换热器之间的管道上设有用于监测母线内发热情况的温度传感器一；所述换热器出口处设有用于监测经换热器冷却后气体温度的温度传感器二和用于监测循环空气湿度的湿度传感器；所述封闭壳体处设置有用于监测所述封闭壳体内外压差的压差传感器一。

优选的，所述风机组一上设有用于监测风机组一进口端与出口端压差的压差传感器二；所述风机组二上设有用于监测风机组二进口端与出口端压差的压差传感器三；所述换热器上设有用于监测其进气端和出气端压差的压差传感器四。

作为优选，所述换热器为水冷换热器。

进一步的，所述换热器进水口处设置有用于监测闭式循环水进水温度的温度传感器三；所述换热器出水口处设置有用于监测闭式循环水出水温度的温度传感器四；所述换热器的进水管上设有用于监测换热器进水压力的压力传感器；所述换热器的出水管上设有用于监测换热器中水流量的流量传感器。

作为优选，所述封闭壳体最低点设有用于监测水泄漏情况的液位传感器。

作为优选方案，各传感器均与控制器连接。

进一步的，所述控制器为PLC控制器；PLC控制器与各传感器通过多模光纤连接。

作为优选，至少设置两个所述换热器。

离相封闭母线通入大电流后产生热量，为使防止母线温度过高由 L1 、L3 相母线鼓入一定压力的冷却气体，该气体在母线的末端混流入L2相，然后由L2相回流至冷却器经行冷却。冷却器的冷却气体为闭式循环水，冷却器可以为一组，也可为两组或多组。

为防止潮气，微尘颗粒等进入母线系统，也为母线内冷却气体保持稳定的运行，风冷装置一般引入补气系统。为提高系统运行的可靠性，冷却风机与热交换器均采用一用一备设计。

本发明的有益效果为：

1、本发明冷却装置对母线冷却效果好，在母线截面与体积不变的状态下，提高离相母线的载流量。

2、母线内空间电荷对电场分布及绝缘性能气体在封闭母线内循环流动，与母线、外壳、支持绝缘子等摩擦产生离子，另外还有热发射、局部放电等原因产生离子；同时由于封闭母线导体由多段母线组成，接头焊缝可能加工不良，以及封闭母线运输和运行期间的机械振动均可能使封闭母线中存在金属粒子。气体离子和金属粒子随着气流流动会在封闭母线中形成空间电荷，当电荷密度达到一定值时，会引起母线的击穿或闪络，从而造成严重危害，通过该装置可消除该方面对母线的危害。

3、解决了冷却系统的供电安全问题。

4、风冷系统配置多个传感器，可实时监测母线的运行状态，并将运行状态传输至控制器，加强了母线运行的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明大电流离相封闭母线强迫冷却装置的结构示意图；

图2为本发明大电流离相封闭母线强迫冷却装置中传感器分布的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2所示，一种大电流离相封闭母线强迫冷却装置，包括由导体和外壳组成的母线1，导体设置于外壳内。母线1包括L1、L2和L3，母线L1、L2和L3的首端通过管道连通，母线L1 、L2和L3的末端通过管道连通；母线L1正中间设有冷却气体入口一，母线L3正中间设有冷却气体入口二，母线L2中部设有母线气体出口。

冷却气体入口一与第一分配节流阀2的出口端连通，冷却气体入口二与第二分配节流阀3的出口端连通。第一分配节流阀2的入口端连通风机组一8，第二分配节流阀3的入口端连通风机组二9；母线气体出口连通换热器4，换热器4包括串联连接的两组水冷换热器，冷却水系统7作为换热器4的冷源；风机组一8、风机组二9、换热器4设置于一封闭壳体5内，封闭壳体5连通压力补充系统6。为保证设备损坏情况下能迅速恢复工作，可以在封闭壳体5内设置备用风机组、备用换热器和备用分配节流阀（图1中，B2代表备用的分配节流阀，B8代表备用的风机组）。

为便于监测强迫风冷的运行状态，在设备的各个关键部位设置相应的传感器，传感器位置如图2所示：

母线气体出口10与换热器4之间的管道上设有用于监测母线内发热情况的温度传感器一TT01；换热器4出口处设置用于监测经换热器冷却后气体温度的温度传感器二TT02和用于监测循环空气湿度的湿度传感器RH01。

封闭壳体5处设置有用于监测封闭壳体5内外压差的压差传感器一DPT01。风机组一8处设有用于监测风机组一8进口端与出口端压差的压差传感器二DPT02；风机组二9处设有用于监测风机组二9进口端与出口端压差的压差传感器三DPT03；换热器4上设有用于监测其进气端和出气端压差的压差传感器四DPT04。

换热器进水口11处设置有用于监测闭式循环水进水温度的温度传感器三TT03；换热器出水口12处设置有用于监测闭式循环水出水温度的温度传感器四TT04；换热器4的进水管上设有用于监测换热器进水压力的压力传感器PSH01；换热器4的出水管上设有用于监测换热器中水流量的流量传感器FS01。

封闭壳体5最低点设有用于监测水泄漏情况的液位传感器LZH01。

各传感器通过多模光纤与PLC控制器连接。

温度传感器一TT01，与PLC控制器连接；在PLC控制器上设置该传感器所测温度范围为0-100℃；当温度高于设定值时报警，检查母线是否具有发热点。

温度传感器二TT02，与PLC控制器连接；在PLC控制器上设置该传感器所测温度范围为0-100℃；当温度高于设定值时报警，检查TT03温度以及FS01的状态。

温度传感器三TT03，与PLC控制器连接；在PLC控制器上设置该传感器所测温度范围为0-100℃；当温度高于设定值时报警，检查闭式循环水的状态，并考虑降低机组容量，并密切注意母线各部分温度情况。

温度传感器四TT04，与PLC控制器连接；在PLC控制器上设置该传感器所测温度范围为0-100℃；当温度高于设定值时报警，检查热交换器是否正常工作。

压差传感器一DPT01，与PLC控制器连接；在PLC控制器上设置该传感器所测压差范围为0-500Pa；当压差低于设定值时报警，将EV01打开（即将压差补充系统打开），对设备进行充气。

压差传感器二DPT02，与PLC控制器连接；在PLC控制器上设置该传感器所测压差范围为0-500Pa；当压差低于设定值时报警，运行风机自动关闭，相关风阀开关关闭，备用风机投运。

压差传感器三DPT03，与PLC控制器连接；在PLC控制器上设置该传感器所测压差范围为0-500Pa；当压差低于设定值时报警，运行风机自动关闭，相关风阀开关关闭，备用风机投运。

压差传感器死DPT04，与PLC控制器连接；在PLC控制器上设置该传感器所测压差范围为0-500Pa；当压差高于设定值时报警，停机清理热交换器的灰尘或由可能影响通风的物体。

湿度传感器RH01，与PLC控制器连接；在PLC控制器上设置该传感器所测湿度范围为0-100%；当湿度高于设定值时报警，检查换热器是否漏水，并启动空气干燥装置。

液位传感器LZH01，与PLC控制器连接；有液体时，触点闭合，报警；检查是否有泄漏。

压力传感器PSH01，与PLC控制器连接；在PLC控制器上设置该传感器所测压力范围为0-100%；当压力高于设定值时报警，关闭电动阀，并对循环水系统进行检查。

冷却气体由风机组一8带入第一分配节流阀2，然后经第一分配节流阀出口13进入母线L1，并由母线L1中部向两侧运动，而后由母线L2上的母线气体出口进入换热器冷却，依此循环。

冷却气体由风机组二9带入第二分配节流阀3，然后经第二分配节流阀出口14进入母线L3，并由母线L3中部向两侧运动，而后由母线L2上的母线气体出口进入换热器冷却，依此循环。

为保证设备损坏情况下能迅速恢复工作，可以在封闭壳体5内设置备用风机组、备用换热器和备用分配节流阀。备用设备也接入系统。

Claims (8)

1.一种大电流离相封闭母线强迫冷却装置，包括由导体和外壳组成的母线，所述导体设置于外壳内；所述母线包括L1、L2和L3，母线L1、L2和L3的首端通过管道连通，母线L1 、L2和L3的末端通过管道连通；其特征在于：母线L1中部设有冷却气体入口一，母线L3中部设有冷却气体入口二，母线L2中部设有母线气体出口；所述冷却气体入口一与第一分配节流阀的出口端连通，所述冷却气体入口二与第二分配节流阀的出口端连通；所述第一分配节流阀的入口端连通风机组一，所述第二分配节流阀的入口端连通风机组二；所述母线气体出口连通换热器；所述风机组一、风机组二、换热器设置于一封闭壳体内，所述封闭壳体连通压力补充系统；所述母线气体出口与换热器之间的管道上设有用于监测母线内发热情况的温度传感器一；所述换热器出口处设有用于监测经换热器冷却后气体温度的温度传感器二和用于监测循环空气湿度的湿度传感器；所述封闭壳体处设置有用于监测所述封闭壳体内外压差的压差传感器一。

2.如权利要求1所述的大电流离相封闭母线强迫冷却装置，其特征在于：所述风机组一上设有用于监测风机组一进口端与出口端压差的压差传感器二；所述风机组二上设有用于监测风机组二进口端与出口端压差的压差传感器三；所述换热器上设有用于监测其进气端和出气端压差的压差传感器四。

3.如权利要求1所述的大电流离相封闭母线强迫冷却装置，其特征在于：所述换热器为水冷换热器。

4.如权利要求3所述的大电流离相封闭母线强迫冷却装置，其特征在于：所述换热器进水口处设置有用于监测闭式循环水进水温度的温度传感器三；所述换热器出水口处设置有用于监测闭式循环水出水温度的温度传感器四；所述换热器的进水管上设有用于监测换热器进水压力的压力传感器；所述换热器的出水管上设有用于监测换热器中水流量的流量传感器。

5.如权利要求1所述的大电流离相封闭母线强迫冷却装置，其特征在于：所述封闭壳体最低点设有用于监测水泄漏情况的液位传感器。

6.如权利要求1-5任一项所述的大电流离相封闭母线强迫冷却装置，其特征在于：各传感器均与控制器连接。

7.如权利要求6所述的大电流离相封闭母线强迫冷却装置，其特征在于：所述控制器为PLC控制器；PLC控制器与各传感器通过多模光纤连接。

8.如权利要求1所述的大电流离相封闭母线强迫冷却装置，其特征在于：至少设置两个所述换热器。