CN105047378A - 油浸式变压器用的低流阻油-蒸发液相变换热器 - Google Patents

Abstract

一种油浸式变压器用的低流阻油-蒸发液相变换热器，属于电力供配电设施。包括蒸发换热罐罐体,其上设高、低温油进油接口和上、下管板；一组换热管,固定在上、下管板间；冷却介质液位显示机构,设在蒸发换热罐罐体上；冷却介质引入接口,设在蒸发换热罐罐上；气态介质引出接口,设在罐体上封头板的中央位置，特点：还包括上、下中心隔盘，一组换热管中的对应于上、下中心隔盘的四周边缘部位的换热管穿过上、下中心隔盘,上、下中心隔盘中心区域设一组上、下中心隔盘通油孔；低温油出油接口与罐体下封板的中央位置固定；上、下中心隔盘中心区域与低温油出油接口对应；冷却介质引入接口设在蒸发换热罐的侧壁上。减小流阻；避免油短路，降低油温。

Description

油浸式变压器用的低流阻油-蒸发液相变换热器

技术领域

本发明属于电力供配电设施技术领域，具体涉及一种油浸式变压器用的低流阻油-蒸发液相变换热器。

背景技术

为了确保油浸式变压器的正常运行，需为油浸式变压器配套冷却器，藉以降低变压器的工作温升。在公开的中国专利文献中可见诸属于冷却器范畴的油-蒸发液相变换热器的技术信息，如CN1002360760A推荐有“油浸式变压器用的油-蒸发液换热装置”和CN101388275A提供有“一种采用蒸发液冷却技术的变压器换热器”。

典型的如CN103278034A揭示的“一种管式换热器”、CN103996499A公布“油浸式变压器用的蒸发液满液式相变换热装置”和CN103325533A介绍的“油浸式变压器用的油-蒸发液管式相变换热装置”。并非限于例举的这三项专利申请方案虽然具有各自的技术效果，但是存在以下通弊：其一，由于将低温油出油接口设置在了蒸发换热罐罐体的侧部并且将冷却介质引入接口设置在了蒸发换热罐罐体的底部，因而在自低温油出油接口将位于蒸发换热罐罐体的罐体腔内的经与换热管（换热管位于罐体腔内）换热后降低了温度的变压器油回引至变压器的变压器进油口的过程中存在流阻大的弊端，使单位时间内的变压器油的流量受到影响，并且不足以使变压器的温升维持在业界期望的避免过高的程度；当然，如果将前述的低温油出油接口与冷却介质引入接口对调，也就是说将低温油出油接口设置于蒸发换热罐罐体的底部中央位置，而将冷却介质引入接口设置于蒸发换热罐罐体的下侧部，那么前述问题便可得以缓解。但是，如果以简单的设计思路将低温油出油接口转移至蒸发换热罐罐体的底部中央位置，那么由于对应于低温油出油接口的蒸发换热罐罐体内的中央位置因无法设置换热管而产生顾此失彼的下述另类技术问题：由于自变压器的变压器出油口引出的高温的变压器油经蒸发换热罐罐体的高温油进油接口引入罐体腔后会因快速下行而得不到与设置在罐体腔内的换热管进行充分的热交换，从而出现油短路情形，使回引给变压器的油温偏高，即换热管与变压器油的换热效果难以有效体现。因此前述流阻大的技术问题始终困扰于业界。进而，如何将减小流阻与避免油短路的技术效果兼而得之成了业界长期以来关注并且期望解决但迄今为止未能解决的技术问题，尤其在目前公开的专利和非专利文献中均未见诸可借鉴的技术启示。

针对上述已有技术，本申请人作了积极而有益的探索与反复的设计，终于形成了下面将要介绍的技术方案，并且在采取了保密措施下经实验证明是切实可行的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种有助于显著降变压器油的流动阻力而藉以增大单位时间内的变压器油的流量和有利于保障进入到罐体腔内的高温的变压器油得以与换热管充分热交换而藉以避免油短路现象发生并且有效发挥换热管与变压器油的换热效果的油浸式变压器用的低流阻油-蒸发液相变换热器。

本发明的任务是这样来完成的，一种油浸式变压器用的低流阻油-蒸发液相变换热器，包括一蒸发换热罐罐体，该蒸发换热罐罐体构成有一罐体腔，并且在该蒸发换热罐罐体上设置有与罐体腔相通的一高温油进油接口以及一低温油出油接口，在对应于罐体腔的上部设有一上管板，而下部设有一下管板，上管板与蒸发换热罐罐体的罐体上封头板之间的空间构成为冷却介质汽化腔，而下管板与蒸发换热罐罐体的罐体下封头板之间的空间构成为冷却介质引入腔；一组换热管，该组换热管固定在所述上、下管板之间，并且该组换热管的换热管腔同时与所述的冷却介质汽化腔以及冷却介质引入腔相通；一冷却介质液位显示机构，该冷却介质液位显示机构在连通所述冷却介质汽化腔与所述冷却介质引入腔的状态下设置在所述蒸发换热罐罐体上；一冷却介质引入接口，该冷却介质引入接口设置在所述蒸发换热罐罐上并且与所述冷却介质引入腔相通；一气态介质引出接口，该气态介质引出接口设置在所述罐体上封头板的中央位置并且与所述冷却介质汽化腔相通，所述高温油进油接口在对应于所述上管板的下方的位置设置在所述蒸发换热罐罐体的上侧部，特征在于：还包括有一上中心隔盘和一形状以及大小均与上中心隔盘相同的下中心隔盘，该上中心隔盘和下中心隔盘彼此上下对应并且位于所述罐体腔的中心区域，所述的一组换热管中的对应于上中心隔盘以及下中心隔盘的四周边缘部位的换热管穿过上中心隔盘以及下中心隔盘,在上中心隔盘的上中心隔盘中心区域以间隔状态开设有一组上中心隔盘通油孔,而在下中心隔盘的下中心隔盘中心区域同样以间隔状态开设有一组下中心隔盘通油孔；所述的低温油出油接口在对应于蒸发换热罐罐体的底部的位置与所述罐体下封板的中央位置固定并且在穿过所述冷却介质引入腔后与所述罐体腔相通；所述上中心隔盘的上中心隔盘中心区域以及下中心隔盘的下中心隔盘中心区域均与所述低温油出油接口相对应；所述的冷却介质引入接口在对应于所述冷却介质引入腔的位置设置在所述蒸发换热罐罐体的侧壁上。

在本发明的一个具体的实施例中，当所述的一组换热管在所述罐体腔内按自外向内逐渐缩小的复数个六边形的形态排列时，所述的上中心隔盘以及下中心隔盘的形状均呈六边形。

在本发明的另一个具体的实施例中，当所述的一组换热管在所述罐体腔内按自外向内逐渐缩小的复数个圆形的形态排列时，所述的上中心隔盘以及下中心隔盘的形状均呈圆形。

在本发明的又一个具体的实施例中，在所述的高温油进油接口的末端构成有一进油接口连接法兰，在该进油接口连接法兰上以间隔状态开设有一组进油接口连接法兰孔。

在本发明的再一个具体的实施例中，在所述的低温油出油接口的末端构成有一出油接口连接法兰，在该出油接口连接法兰上以间隔状态开设有一组出油接口连接法兰孔。

在本发明的还有一个具体的实施例中，在所述的冷却介质引入接口的末端构成有一冷却介质引入接口连接法兰，在该冷却介质引入接口连接法兰上以间隔状态开设有一组冷却介质引入接口连接法兰孔。

在本发明的更而一个具体的实施例中，在所述的气态介质引出接口的末端构成有一气态介质引出接口连接法兰，在该气态介质引出接口连接法兰上以间隔状态开设有一组气态介质引出接口连接法兰孔。

在本发明的进而一个具体的实施例中，所述上中心隔盘的上中心隔盘中心区域以及下中心隔盘的下中心隔盘中心区域的面积是与所述低温油出油接口的横截面积相适应的；所述上、下中心隔盘通油孔的数量彼此相等并且位置相互对应；所述上中心隔盘在所述罐体腔内的位置对应于所述高温油进油接口的底平面的下方。

在本发明的又更而一个具体的实施例中，所述的一组换热管为铜管或铝管。

在本发明的又进而一个具体的实施例中，所述的冷却介质液位显示机构包括液位显示管上接口、液位显示管下接口和液位显示管，液位显示管上接口在对应于所述冷却介质汽化腔的位置固定在所述蒸发换热罐罐体的侧部，液位显示管下接口在对应于所述冷却介质引入腔的位置固定在蒸发换热罐罐体的侧部，并且该液位显示管上、下接口彼此上下对应，液位显示管的上端与液位显示管上接口配接，而下端与液位显示管下接口配接，并且该液位显示管是透明的。

本发明提供的技术方案的技术效果之一，由于将低温油出油接口由已有技术中位于蒸发换热罐罐体的下侧部转移至底部，同时将冷却介质引入接口由已有技术中位于蒸发换热罐罐体的底部转移至侧部，将低温油出油接口与冷却介质引入接口的位置作了对调，因而能显著减小出油流阻，增大单位时间内的变压器油的流量；之二，由于在对应于罐体腔的中心区域设置了上中心隔盘和下中心隔盘，并且在对应于一组上、下中心隔盘通油孔的位置撤去了换热管，因而不仅满足了将低温油出油接口设置于蒸发换热罐罐体的底部的要求，而且使自高温油进油接口引入至罐体腔内的高温的变压器油在途经上、下中心隔盘时的速度得以减慢，增加高温油与换热管的换热时间，既可避免油短路现象，又能显著降低油温，使油浸式变压器的温升满足业界期望的避免过高的要求；之三，将减小流阻与避免油短路的技术效果兼而得之。

附图说明

图1为本发明的实施例结构图。

图2为图1的剖视图。

图3为图1和图2所示的上中心隔盘的详细结构图。

具体实施方式

为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本发明方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本发明的技术方案范畴。

请参见图1和图2，给出了一蒸发换热罐罐体1，该蒸发换热罐罐体1构成有一罐体腔11，并且在该蒸发换热罐罐体1上设置有与罐体腔11相通的一高温油进油接口12以及一低温油出油接口13，在对应于罐体腔11的上部设有一上管板111，该上管板111的四周边缘部位与罐体腔11的腔壁密封焊接，在对应于罐体腔11的下部设有一下管板112，该下管板112的四周边缘部位与罐体腔11的腔壁密封焊接。由图1和图2所示，上管板111与蒸发换热罐罐体1的罐体上封头板14之间的空间构成为冷却介质汽化腔1111，而下管板112与蒸发换热罐罐体1的罐体下封头板15之间的空间构成为冷却介质引入腔1121；给出了一组换热管2，该组换热管2固定在前述的上、下管板111、112之间，并且该组换热管2的换热管腔21（图2示）同时与前述的冷却介质汽化腔1111以及冷却介质引入腔1121相通；给出了一冷却介质液位显示机构3，该冷却介质液位显示机构3在连通前述冷却介质汽化腔1111与冷却介质引入腔1121的状态下设置在前述蒸发换热罐罐体1上；给出了一冷却介质引入接口4，该冷却介质引入接口4设置在前述蒸发换热罐罐1上并且与前述冷却介质引入腔1121相通；给出了一气态介质引出接口5，该气态介质引出接口5设置在前述罐体上封头板14的中央位置并且与前述冷却介质汽化腔1111相通，前述的高温油进油接口12在对应于上管板111的下方的位置设置在前述蒸发换热罐罐体1的高度方向的上侧部。

作为本发明提供的技术方案的技术要点：前述的结构体系还包括有一上中心隔盘6和一形状以及大小均与上中心隔盘6相同的下中心隔盘7，该上中心隔盘6和下中心隔盘7彼此上下对应并且位于所述罐体腔11的中心区域，前述的一组换热管2中的对应于上中心隔盘6以及下中心隔盘7的四周边缘部位的换热管穿过上中心隔盘6以及下中心隔盘7,在上中心隔盘6的上中心隔盘中心区域以间隔状态开设有一组上中心隔盘通油孔61,而在下中心隔盘7的下中心隔盘中心区域同样以间隔状态开设有一组下中心隔盘通油孔71；前述的低温油出油接口13在对应于蒸发换热罐罐体1的底部的位置与前述罐体下封板15的中央位置固定并且在穿过前述冷却介质引入腔1121后与前述罐体腔11相通；前述上中心隔盘6的上中心隔盘中心区域以及下中心隔盘7的下中心隔盘中心区域均与前述低温油出油接口13相对应；前述的冷却介质引入接口4在对应于所述冷却介质引入腔1121的位置设置在所述蒸发换热罐罐体1的侧壁上。

由图1和图2的示意特别是依据申请人在上面的说明可知：在上中心隔盘6的上中心隔盘中心区域以及下中心隔盘7的下中心隔盘中心区域不存在前述的换热管2，也就是说在对应于一组上中心隔盘通油孔61以及一组下中心隔盘通油孔71的位置形成换热管缺少区域。如此结构设计既解决了申请人在上面的背景技术栏中提及的流阻大的技术问题，又消除了同样在背景技术栏中提及的油短路的技术问题。

在本实施例中，一组换热管2的数量为86根，上、下中心隔盘通油孔61、71的数量各为14个，于是在对应于该14个上、下中心隔盘通油孔61、71的部位省去14根换热管。然而已有技术因无上、下中心隔盘6、7而需有100根换热管，并且只能将低温油出油接口13设置于蒸发换热罐罐体1的下侧部，不仅浪费了换热管2的材料，而且产生了流阻大的问题。

请参见图3并且继续结合图1和图2，由于在本实施例中将前述的一组换热管2在前述罐体腔11内按自外向内逐渐缩小的复数个六边形的形态排列，因此，前述的上中心隔盘6以及下中心隔盘7的形状均呈六边形。但是如果当一组换热管2在前述罐体腔11内按自外向内逐渐缩小的复数个圆形的形态排列时，那么前述的上中心隔盘6以及下中心隔盘7的形状均呈圆形。由于下中心隔盘7完全与上中心隔盘6相同，因而图3实质上也示出了下中心隔盘7。

请重点参见图1，在前述的高温油进油接口12的末端构成有一进油接口连接法兰121，在该进油接口连接法兰121上以间隔状态开设有一组进油接口连接法兰孔1211，由于进油接口连接法兰121与油浸式变压器的连接属于已有技术，例如可参见中国专利申请公布号CN103996499A，因而申请人不再赘述，下面将要提及的出油接口连接法兰131同例。

在前述的低温油出油接口13的末端构成有一出油接口连接法兰131，在该出油接口连接法兰131上以间隔状态开设有一组出油接口连接法兰孔1311。

在前述的冷却介质引入接口4的末端构成有一冷却介质引入接口连接法兰41，在该冷却介质引入接口连接法兰41上以间隔状态开设有一组冷却介质引入接口连接法兰孔411。

在前述的气态介质引出接口5的末端构成有一气态介质引出接口连接法兰51，在该气态介质引出接口连接法兰51上以间隔状态开设有一组气态介质引出接口连接法兰孔511。

由于前述的冷却介质引入接口连接法兰41和气态介质引出接口连接法兰51的功用以及与散热器的连接同样可通过对前述CN103996499A的阅读而得以充分理解，因而申请人不再赘述。

在本实施例中，前述上中心隔盘6的上中心隔盘中心区域以及下中心隔盘7的下中心隔盘中心区域的面积是与前述低温油出油接口13的横截面积相适应的，更确切地讲与低温油出油接口13的截面积相等，例如几何形状呈圆管状的低温油出油接口13的外径为2㎝，那么该低温油出油接口13的截面积为3.14cm²（这仅仅是例子）。

在本实施例中，前述上、下中心隔盘通油孔61、71的数量彼此相等，并且位置相互对应；前述的上中心隔盘6在前述罐体腔11内的位置对应于前述高温油进油接口12的底平面的下方。

在本实施例中，前述的一组换热管2均为铜管，然而如果用铝管代替铜管，则应当视为等效变化。

请重点见图2并且结合图1，前述的冷却介质液位显示机构3包括液位显示管上接口31、液位显示管下接口32和液位显示管33，液位显示管上接口31在对应于前述冷却介质汽化腔1111的位置固定在所述蒸发换热罐罐体1的侧部，液位显示管下接口32在对应于前述冷却介质引入腔1121的位置固定在蒸发换热罐罐体1的侧部，并且该液位显示管上、下接口31、32彼此上下对应，液位显示管33的上端通过上接头331与液位显示管上接口31配接，而下端通过下接头332与液位显示管下接口32配接，并且该液位显示管33是透明的，例如采用透明的玻璃管或有机玻璃管。

高温的变压器油自变压器出油口引出经管路从高温油进油接口12引入罐体腔11，在罐体腔11内与一组换热管2换热，直至从低温油出油接口13引出，经管路回引至变压器，即从变压器的变压器进油口回入变压器。在上述过程中，一组换热管2的换热管腔21循环流动有冷却介质，具体的原理可参见CN103996499A。

综上所述，本发明提供的技术方案克服了已有技术中的不足，完成了发明任务，如实地兑现了申请人在上面的技术效果栏中载述的技术效果。

Claims (10)

1.一种油浸式变压器用的低流阻油-蒸发液相变换热器，包括一蒸发换热罐罐体(1)，该蒸发换热罐罐体(1)构成有一罐体腔(11)，并且在该蒸发换热罐罐体(1)上设置有与罐体腔(11)相通的一高温油进油接口(12)以及一低温油出油接口(13)，在对应于罐体腔(11)的上部设有一上管板(111)，而下部设有一下管板(112)，上管板(111)与蒸发换热罐罐体(1)的罐体上封头板(14)之间的空间构成为冷却介质汽化腔(1111)，而下管板(112)与蒸发换热罐罐体(1)的罐体下封头板(15)之间的空间构成为冷却介质引入腔(1121)；一组换热管(2)，该组换热管(2)固定在所述上、下管板(111、112)之间，并且该组换热管(2)的换热管腔(21)同时与所述的冷却介质汽化腔(1111)以及冷却介质引入腔(1121)相通；一冷却介质液位显示机构(3)，该冷却介质液位显示机构(3)在连通所述冷却介质汽化腔(1111)与所述冷却介质引入腔(1121)的状态下设置在所述蒸发换热罐罐体(1)上；一冷却介质引入接口(4)，该冷却介质引入接口(4)设置在所述蒸发换热罐罐(1)上并且与所述冷却介质引入腔(1121)相通；一气态介质引出接口(5)，该气态介质引出接口(5)设置在所述罐体上封头板(14)的中央位置并且与所述冷却介质汽化腔(1111)相通，所述高温油进油接口(12)在对应于所述上管板(111)的下方的位置设置在所述蒸发换热罐罐体(1)的上侧部，其特征在于：还包括有一上中心隔盘(6)和一形状以及大小均与上中心隔盘(6)相同的下中心隔盘(7)，该上中心隔盘(6)和下中心隔盘(7)彼此上下对应并且位于所述罐体腔(11)的中心区域，所述的一组换热管(2)中的对应于上中心隔盘(6)以及下中心隔盘(7)的四周边缘部位的换热管穿过上中心隔盘(6)以及下中心隔盘(7),在上中心隔盘(6)的上中心隔盘中心区域以间隔状态开设有一组上中心隔盘通油孔(61),而在下中心隔盘(7)的下中心隔盘中心区域同样以间隔状态开设有一组下中心隔盘通油孔(71)；所述的低温油出油接口(13)在对应于蒸发换热罐罐体(1)的底部的位置与所述罐体下封板(15)的中央位置固定并且在穿过所述冷却介质引入腔(1121)后与所述罐体腔(11)相通；所述上中心隔盘(6)的上中心隔盘中心区域以及下中心隔盘(7)的下中心隔盘中心区域均与所述低温油出油接口(13)相对应；所述的冷却介质引入接口(4)在对应于所述冷却介质引入腔(1121)的位置设置在所述蒸发换热罐罐体(1)的侧壁上。

2.根据权利要求1所述的油浸式变压器用的低流阻油-蒸发液相变换热器，其特征在于当所述的一组换热管(2)在所述罐体腔(11)内按自外向内逐渐缩小的复数个六边形的形态排列时，所述的上中心隔盘(6)以及下中心隔盘(7)的形状均呈六边形。

3.根据权利要求1所述的油浸式变压器用的低流阻油-蒸发液相变换热器，其特征在于当所述的一组换热管(2)在所述罐体腔(11)内按自外向内逐渐缩小的复数个圆形的形态排列时，所述的上中心隔盘(6)以及下中心隔盘(7)的形状均呈圆形。

4.根据权利要求1所述的油浸式变压器用的低流阻油-蒸发液相变换热器，其特征在于在所述的高温油进油接口(12)的末端构成有一进油接口连接法兰(121)，在该进油接口连接法兰(121)上以间隔状态开设有一组进油接口连接法兰孔(1211)。

5.根据权利要求1所述的油浸式变压器用的低流阻油-蒸发液相变换热器，其特征在于在所述的低温油出油接口(13)的末端构成有一出油接口连接法兰(131)，在该出油接口连接法兰(131)上以间隔状态开设有一组出油接口连接法兰孔(1311)。

6.根据权利要求1所述的油浸式变压器用的低流阻油-蒸发液相变换热器，其特征在于在所述的冷却介质引入接口(4)的末端构成有一冷却介质引入接口连接法兰(41)，在该冷却介质引入接口连接法兰(41)上以间隔状态开设有一组冷却介质引入接口连接法兰孔(411)。

7.根据权利要求1所述的油浸式变压器用的低流阻油-蒸发液相变换热器，其特征在于在所述的气态介质引出接口(5)的末端构成有一气态介质引出接口连接法兰(51)，在该气态介质引出接口连接法兰(51)上以间隔状态开设有一组气态介质引出接口连接法兰孔(511)。

8.根据权利要求1所述的油浸式变压器用的低流阻油-蒸发液相变换热器，其特征在于所述上中心隔盘(6)的上中心隔盘中心区域以及下中心隔盘(7)的下中心隔盘中心区域的面积是与所述低温油出油接口(13)的横截面积相适应的；所述上、下中心隔盘通油孔(61、71)的数量彼此相等并且位置相互对应；所述上中心隔盘(6)在所述罐体腔(11)内的位置对应于所述高温油进油接口(12)的底平面的下方。

9.根据权利要求1或2或3或8所述的油浸式变压器用的低流阻油-蒸发液相变换热器，其特征在于所述的一组换热管(2)为铜管或铝管。

10.根据权利要求1所述的油浸式变压器用的低流阻油-蒸发液相变换热器，其特征在于所述的冷却介质液位显示机构(3)包括液位显示管上接口(31)、液位显示管下接口(32)和液位显示管(33)，液位显示管上接口(31)在对应于所述冷却介质汽化腔(1111)的位置固定在所述蒸发换热罐罐体(1)的侧部，液位显示管下接口(32)在对应于所述冷却介质引入腔(1121)的位置固定在蒸发换热罐罐体(1)的侧部，并且该液位显示管上、下接口(31、32)彼此上下对应，液位显示管(33)的上端与液位显示管上接口(31)配接，而下端与液位显示管下接口(32)配接，并且该液位显示管(33)是透明的。