CN107939581A - 一种自动调节的水轮发电与制冷联合装置 - Google Patents

Abstract

一种自动调节的水轮发电与制冷联合装置，其包括制冷组件和水轮机，水轮机将过热信号传递至制冷组件，制冷组件通过不同电流路径提供不同制冷模式，制冷组件根据冷热或压力信号而工作，起到制冷效果，制冷组件包括风箱、转换箱、导热板、散热箱、变压箱、冷凝器、压缩机和电磁阀，转换箱的一端电连接至变压箱、冷凝器和压缩机，转换箱的另一端电连接至风箱，压缩机、冷凝器、变压箱、电磁阀、散热箱和导热板依次连接，电磁阀电连接至转换箱；该装置能够自动对温度进行调节，有效对水轮机降温制冷，提高了水轮机发电的工作稳定性。

Description

一种自动调节的水轮发电与制冷联合装置

技术领域

本发明涉及水轮机领域,具体而言,涉及一种自动调节的水轮发电与制冷联合装置。

背景技术

随着国民经济的发展和人民生活水平的不断提高，电力负荷峰谷差愈来愈大，增大中小型电厂在电网系统中的调峰、调频能力也愈来愈重要，要求提高地方电网的负荷率和经济效率。据统计我国中小型水电站45000余座，总装机量逾4000万kW，有近一半为90年代前制造的设备。

水轮发电机的冷却方式有很多种，但对大型水轮发电机而言，目前成熟技术仅限于利用空气和洁净的水作为冷却介质来进行冷却，即空冷和水内冷两种主要方式。水轮发电机在300MW及以下，利用空气作冷却介质对定子，转子绕组及定子铁芯表面进行冷却，是目前采用的主要冷却方式。单机容量增长到500MW及以上时，采用水内冷的方式较多。水内冷的方式有:定转子绕组均直接通水冷却(即双水内冷)和定子绕组直接通水冷却，转子绕组加强空气冷却。双水内冷的方式因技术、成本、可靠性的原因在水轮发电机组上基本不再采用。

水轮发电机的制冷，关系到水轮机的工作持久性和稳定性，目前还没见通过压缩流体的方式进行制冷的装置报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动调节的水轮发电与制冷联合装置，其能够自动对温度进行调节，有效对水轮机降温制冷，提高了水轮机发电的工作稳定性。

本发明的实施例是这样实现的：

一种自动调节的水轮发电与制冷联合装置，其包括制冷组件，制冷组件包括风箱、转换箱、导热板、散热箱、变压箱、冷凝器、压缩机和电磁阀，转换箱的一端电连接至变压箱、冷凝器和压缩机，转换箱的另一端电连接至风箱，压缩机、冷凝器、变压箱、电磁阀、散热箱和导热板依次连接，电磁阀电连接至转换箱。

在本发明较佳的实施例中，上述转换箱包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，第二电阻和第三电阻串联，第一电阻和第二电阻的一端对外连接，第一电阻的另一端和第三电阻的一端对外连接。

在本发明较佳的实施例中，上述制冷组件还包括流体管，流体管将压缩机、冷凝器、变压箱和散热箱依次连接形成回路。

在本发明较佳的实施例中，上述转换箱具有一接口、二接口、三接口和四接口，第一电阻的两端分别连接至一接口和二接口，第二电阻的一端连接至三接口，第三电阻的一端连接至四接口。

在本发明较佳的实施例中，上述制冷组件还包括接线A端和接线B端，风箱的两端分别电连接至接线A端和一接口，电磁阀、变压箱、冷凝器和压缩机分别电连接至接线B端。

在本发明较佳的实施例中，上述制冷组件还包括信号处理器和感温器，信号处理器分别和接线A端、接线B端和二接口连接，感温器电连接至信号处理器，感温器的一端连接至导热板。

在本发明较佳的实施例中，上述制冷组件还包括外接管和设置于外接管的电磁阀，外接管连接至压缩机和冷凝器之间的流体管。

在本发明较佳的实施例中，上述制冷组件还包括散热管和感压器，散热管的两端分别通过流体管连接至散热箱和压缩机，感压器设置于散热管和压缩机之间的流体管，感压器电连接至外接管的电磁阀。

在本发明较佳的实施例中，上述自动调节的水轮发电与制冷联合装置还包括水轮机，水轮机包括轮机壳体、进水管和出水管，进水管和出水管连接至轮机壳体侧面，轮机壳体顶部设置有开口，轮机壳体侧面设置有安装通孔，轮机壳体底部设置有通风孔。

在本发明较佳的实施例中，上述风箱连接至轮机壳体顶部，导热板位于轮机壳体内，散热箱设置于轮机壳体侧面。

本发明的有益效果是：

本发明通过制冷组件对水轮机进行制冷，分别通过信号处理器与转换箱的电流转换，将风箱进行水轮机的内部降温和将流体压缩冷凝后对水轮机进行降温，利用感温器和感压器，使得装置自动调节，有效对水轮机降温制冷，提高了水轮机发电的工作稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明自动调节的水轮发电与制冷联合装置的示意图；

图标：100-自动调节的水轮发电与制冷联合装置；111-轮机壳体；112-进水管；113-出水管；114-通风孔；121-风箱；122-导热板；123-散热箱；124-散热管；125-压缩机；126-冷凝器；127-变压箱；128-信号处理器；129-感温器；130-感压器；131-电磁阀；132-接线A端；133-接线B端；140-转换箱；141-第一电阻；142-第二电阻；143-第三电阻。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“内”、“外”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一实施例

请参照图1，本实施例提供一种自动调节的水轮发电与制冷联合装置100，其包括水轮机和制冷组件，制冷组件连接至水轮机，水轮机将过热信号传递至制冷组件，制冷组件通过不同电流路径提供不同制冷模式，制冷组件根据冷热或压力信号而工作，起到制冷效果。

水轮机包括轮机壳体111、进水管112和出水管113，轮机壳体111为水轮机的外壳，进水管112和出水管113连接至轮体壳体侧面，进水管112和出水管113连接至水轮机的工作组件，轮机壳体111的顶部设置有开口，该开口处连接风箱121，风箱121的风口正对轮机壳体111的开口处，轮机壳体111的底部设置有通风孔114，该轮机壳体111共有多个通风孔114，该通风孔114用于对轮机壳体111内部气流进行流通，经过风箱121的气流进入轮机壳体111内部，气流在轮机壳体111内部将热气流带出，热气流从通风孔114排出，轮机壳体111的侧面开设有供散热箱123安置的安装通孔，该安装通孔用于将散热箱123固定。

制冷组件包括风箱121、导热板122、散热箱123、散热管124、压缩机125、冷凝器126、变压箱127、信号处理器128、感温器129、感压器130和转换箱140，风箱121连接至轮机壳体111的顶部开口处，风箱121的一端连接至转换箱140，风箱121的另一端连接至接线A端132；导热板122的一端连接至水轮机的发电机组，导热板122的另一端连接至散热箱123，导热板122将水轮机组内部的热量传递至散热箱123，导热板122为导热性强的材料；散热箱123连接至轮机壳体111的安装通孔，散热箱123内设置有将冷热进行热交换的散热片，导热板122与散热片连接，散热箱123将轮机壳体111的内部和外部分隔，散热箱123的一侧连接导热板122，散热箱123的另一侧具有流体进管与流体出管；散热管124连接至流体出管，散热管124将具有较高温度的热流体充分散热，散热管124的一端通过流体出管连接至散热箱123，散热管124的另一端连接至压缩机125，压缩机125与散热管124之间的流体出管设置有感压器130；压缩机125的一端连接至散热管124，压缩机125的另一端连接至冷凝器126，压缩机125与冷凝器126之间的流体管设置有外接管，该外接管设置有电磁阀131，外界管用于将外接气体通入压缩机125；冷凝器126的一端连接至压缩机125，冷凝器126的另一端通过流体管连接至变压箱127；变压箱127的一端通过流体管连接至冷凝器126，变压箱127的另一端通过流体进管连接至散热箱123，流体进管的两端分别连接散热箱123和变压箱127，流体进管设置有电磁阀131；该制冷组件共有2个电磁阀131，该2个电磁阀131分别位于散热箱123与变压箱127之间的流体进管、连接压缩机125与冷凝器126之间流体管的外接管；转换箱140具有4个外接口，转换箱140的一接口连接至风箱121，转换箱140的二接口连接至信号处理器128，转换箱140的三接口连接至位于流体进管的电磁阀131，转换箱140的四接口连接至冷凝器126和变压箱127；感温器129的一端连接至导热板122，感温器129的另一端与信号处理器128形成电流通路，感温器129与信号处理器128之间设置有电源，感温器129将导热板122的温度记录并将信号传递至信号处理器128；感压器130设置于散热管124和压缩机125之间的流体管，感压器130的一端连接至流体管，感压器130的另一端与外接管的电磁阀131形成电流通路，感压器130与外接管的电磁阀131之间设置有电源，感压器130感应压力后电流回路形成电流，电磁阀131开启，气体通过外接管进入压缩机125与冷凝器126之间的流体管。

转换箱140内具有第一电阻141、第二电阻142和第三电阻143，第二电阻142与第三电阻143串联，第一电阻141的一端连接至转换箱140的一接口，第一电阻141的另一端连接至转换箱140的二接口，第二电阻142的一端连接至转换箱140的三接口，第二电阻142的另一端连接至第三电阻143，转换箱140的三接口连接至第二电阻142和第三电阻143之间，第三电阻143的一端连接第二电阻142，第三电阻143的另一端连接至转换箱140的四接口；转换箱140具有3条电流路径，第一条电流路径为电流从转换箱140的二接口经过第一电阻141流出转换箱140的一接口，第二条电流路径为电流从转换箱140的二接口经过第二电阻142流出转换箱140的三接口，第三条电流路径为电流从转换箱140的二接口经过第二电阻142和第三电阻143流出转换箱140的四接口。

制冷组件的各个部分之间为电连接，信号处理器128与感温器129之间为电连接，感压器130与外接管的电磁阀131之间为电连接，风箱121的一端与接线A端132之间为电连接，风箱121的另一端与转换箱140的一接口之间为电连接，信号处理器128的一端与接线A端132之间为电连接，信号处理器128的另一端与转换箱140的二接口之间为电连接，信号处理器128的第三端口电连接至接线B端133，流体进管的电磁阀131一端与转换箱140的三接口为电连接，流体进管的电磁阀131的另一端电连接至接线B端133，冷凝器126的一端和变压箱127的一端分别电连接至转换箱140的四接口，冷凝器126的另一端和变压箱127的另一端分别电连接至接线B端133。

本发明实例的工作原理为：

制冷组件对水轮机内部进行制冷，接线A端132和接线B端133外接电源，感温器129的一端通过导热板122的温度发出信号，当导热板122的温度升高时，感温器129将信号传递至信号处理器128，信号处理器128将电流形成通路，电流经过风箱121、第一电阻141和信号处理器128，风箱121启动并对轮机壳体111内部进行通风，气体将热空气从通风孔114排出；当感温器129的热信号较强时，信号处理器128通过较大的电流，电流通过电阻二和流体进管的电磁阀131，该电磁阀131将制冷的流体进量增大，制冷流体进入散热箱123，导热板122将水轮机的热量传递至散热箱123，制冷流体在散热箱123中充分热交换并将导热板122降温，升温后的流体流出散热箱123进入散热管124，流体在散热管124散热；信号处理器128增大电流后，电流通过第二电阻142、第三电阻143再流经变压箱127、冷凝器126和压缩机125，通过压缩机125流体再次被压缩用于二次制冷，流体经过压缩机125后进入冷凝器126进行冷凝，冷凝后的流体经过变压箱127将高压转换为低压，再次回到散热箱123中；当感压器130感应流体压力过高时，外接管的电磁阀131开启，流体流出外接管，当感压器130感应流体压力过低时，外接管的电磁阀131开启，流体进入压缩机125进行流体补充。

本发明实例通过制冷组件对水轮机进行制冷，分别通过信号处理器与转换箱的电流转换，将风箱进行水轮机的内部降温和将流体压缩冷凝后对水轮机进行降温，利用感温器和感压器，使得装置自动调节，有效对水轮机降温制冷，提高了水轮机发电的工作稳定性。

综上所述，本发明能够自动对温度进行调节，有效对水轮机降温制冷，提高了水轮机发电的工作稳定性。

本说明书描述了本发明的实施例的示例，并不意味着这些实施例说明并描述了本发明的所有可能形式。应理解，说明书中的实施例可以多种替代形式实施。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。公开的具体结构和功能细节不应当作限定解释，仅仅是教导本领域技术人员以多种形式实施本发明的代表性基础。本领域内的技术人员应理解，参考任一附图说明和描述的多个特征可以与一个或多个其它附图中说明的特征组合以形成未明确说明或描述的实施例。说明的组合特征提供用于典型应用的代表实施例。然而，与本发明的教导一致的特征的多种组合和变型可以根据需要用于特定应用或实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动调节的水轮发电与制冷联合装置，其特征在于，其包括制冷组件，所述制冷组件包括风箱、转换箱、导热板、散热箱、变压箱、冷凝器、压缩机和电磁阀，所述转换箱的一端电连接至所述变压箱、所述冷凝器和所述压缩机，所述转换箱的另一端电连接至所述风箱，所述压缩机、所述冷凝器、所述变压箱、所述电磁阀、所述散热箱和所述导热板依次连接，所述电磁阀电连接至所述转换箱。

2.根据权利要求1所述的自动调节的水轮发电与制冷联合装置，其特征在于，所述转换箱包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第二电阻和所述第三电阻串联，所述第一电阻和所述第二电阻的一端对外连接，所述第一电阻的另一端和所述第三电阻的一端对外连接。

3.根据权利要求1所述的自动调节的水轮发电与制冷联合装置，其特征在于，所述制冷组件还包括流体管，所述流体管将所述压缩机、所述冷凝器、所述变压箱和所述散热箱依次连接形成回路。

4.根据权利要求2所述的自动调节的水轮发电与制冷联合装置，其特征在于，所述转换箱具有一接口、二接口、三接口和四接口，所述第一电阻的两端分别连接至所述一接口和所述二接口，所述第二电阻的一端连接至所述三接口，所述第三电阻的一端连接至所述四接口。

5.根据权利要求4所述的自动调节的水轮发电与制冷联合装置，其特征在于，所述制冷组件还包括接线A端和接线B端，所述风箱的两端分别电连接至所述接线A端和所述一接口，所述电磁阀、所述变压箱、所述冷凝器和所述压缩机分别电连接至所述接线B端。

6.根据权利要求5所述的自动调节的水轮发电与制冷联合装置，其特征在于，所述制冷组件还包括信号处理器和感温器，所述信号处理器分别和所述接线A端、所述接线B端和所述二接口连接，所述感温器电连接至所述信号处理器，所述感温器的一端连接至所述导热板。

7.根据权利要求3所述的自动调节的水轮发电与制冷联合装置，其特征在于，所述制冷组件还包括外接管和设置于外接管的电磁阀，所述外接管连接至所述压缩机和所述冷凝器之间的流体管。

8.根据权利要求7所述的自动调节的水轮发电与制冷联合装置，其特征在于，所述制冷组件还包括散热管和感压器，所述散热管的两端分别通过所述流体管连接至所述散热箱和所述压缩机，所述感压器设置于所述散热管和所述压缩机之间的流体管，所述感压器电连接至所述外接管电磁阀。

9.根据权利要求1所述的自动调节的水轮发电与制冷联合装置，其特征在于，所述自动调节的水轮发电与制冷联合装置还包括水轮机，所述水轮机包括轮机壳体、进水管和出水管，所述进水管和所述出水管连接至所述轮机壳体侧面，所述轮机壳体顶部设置有开口，所述轮机壳体侧面设置有安装通孔，所述轮机壳体底部设置有通风孔。

10.根据权利要求9所述的自动调节的水轮发电与制冷联合装置，其特征在于，所述风箱连接至所述轮机壳体顶部，所述导热板位于所述轮机壳体内，所述散热箱设置于所述轮机壳体侧面。