CN117277689A - 航改型燃气轮机发电机闭式水冷系统及发电机 - Google Patents

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/02Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
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Abstract

本发明提供了一种航改型燃气轮机发电机闭式水冷系统及发电机,水冷系统用于冷却发电机,包括冷却水管路、冷却器组件以及风扇组件,冷却水管路的中部设置在冷却器组件中,冷却水管路的两端分别设置有外部进水口与外部出水口,发电机内部设置有空气流道,风扇组件设置在空气进口内部;外部冷却水从外部进水口流入冷却器组件中与外部空气进行热交换,加热后的冷却水从外部出水口流出,冷却后的空气进入空气进口并与发电机进行热交换,加热后的空气从空气出口流出。本发明使用空气作为一次冷却剂,水作为二次冷却剂,冷却效果比单一的空气冷却优异,且冷却水不直接接触发电机,减少因冷却剂泄露带来停机的风险,提升了发电机组的运行安全性。

Description

航改型燃气轮机发电机闭式水冷系统及发电机
技术领域
本发明涉及航改型燃机设备技术领域,具体地,涉及一种航改型燃气轮机发电机闭式水冷系统及发电机。
背景技术
航改型燃气轮机发电机组由于其灵活的配置,紧凑的外形和低维护性的特性,在发电领域得到广泛的应用。作为航改型燃气轮机发电机组的核心部件,提升发电机的相关性能,增强发电机的安全性尤为得到关注。航改型燃气轮机发电机,作为主要电力输出的单元,在运行过程中,会产生大量的热量。对此,设计航改型燃气轮机发电机良好的散热系统,提升换热效率,是尤为值得考虑的事情。
目前国内没有对航改型燃气轮机发电机的冷却系统展开专门的研究。相似的重型燃气轮机发电机系统采用“水氢氢”冷却的方式,存在冷却系统庞大,设计繁琐,由于使用氢气,存在爆炸的隐患,需要配置二氧化碳置换装置,同时应为氢气考虑专门的密封和储氢站,不适用在航改型燃气轮机发电的冷却上。微型燃气轮机发电机组的发电机冷却一般采用水冷却,需要单独布置水冷却的管路,不适用在航改型燃气轮机发电机的冷却系统上。为此,开发一种专门适用于航改型燃气轮机发电机的冷却系统是具有现实意义。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种航改型燃气轮机发电机闭式水冷系统及发电机。
根据本发明提供的航改型燃气轮机发电机闭式水冷系统,用于冷却发电机,包括冷却水管路、冷却器组件以及风扇组件,所述冷却水管路的中部设置在冷却器组件中,所述冷却水管路的两端分别设置有外部进水口与外部出水口,所述发电机内部设置有空气流道,所述风扇组件设置在所述空气流道所具有的空气进口内部;
外部冷却水从所述外部进水口流入冷却水管路中,并在冷却器组件中与外部空气进行热交换,加热后的冷却水从外部出水口流出,冷却后的空气在风扇组件的作用下与发电机进行热交换,加热后的空气从所述空气流道所具有的空气出口流出。
优选地,所述冷却器组件包括液位报警器开关组件、冷却水空气换热器以及排污释放阀,冷却水与空气在所述冷却水空气换热器中进行热交换;
所述液位报警器开关组件设置在冷却水空气换热器的内壁,并与所述排污释放阀电连接,所述排污释放阀设置在所述冷却水空气换热器的底部。
优选地,所述冷却水管路的两端均设置有冷却水管路开关阀,所述冷却水管路开关阀与所述冷却器组件之间的冷却水管路上设置有安全阀。
优选地,还包括进口温度指示报警器组件与出口温度指示报警器组件,所述进口温度指示报警器组件设置在所述发电机所具有的空气进口中,所述出口温度指示报警器组件设置在所述发电机所具有的空气出口中。
优选地,还包括绕组温度指示报警器组件与励磁端温度指示报警器组件,所述绕组温度指示报警器组件设置在发电机的绕组处,所述励磁端温度指示报警器组件设置在发电机的励磁端处,冷却后的空气进入发电机后,与发电机内部的绕组与励磁端进行热交换。
优选地,还包括励磁加热器,所述励磁加热器设置在所述发电机的励磁端处。
优选地,所述冷却水管路的外部进水口处设置有进水口温度传感器;
所述冷却水管路的外部出水口处设置有出水口温度传感器。
优选地,所述风扇组件包括发电机转子驱动端风扇与发电机转子从动端风扇,所述发电机转子驱动端风扇与发电机转子从动端风扇分别设置在发电机内部转子的两端。
优选地,所述冷却水空气换热器为多个,多个所述冷却水空气换热器并联布置,所述冷却水管路在所述冷却水空气换热器的上游形成多根分叉管路,所述多根分叉管路与多个冷却水空气换热器一一对应设置。
根据本发明提供的发电机,采用所述的航改型燃气轮机发电机闭式水冷系统。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
本发明结构简单,操作方便,提供了一种闭式水冷系统,使用空气作为一次冷却剂,水作为二次冷却剂,冷却效果比单一的空气冷却优异,与一般的水冷却系统相比,冷却水不直接接触发电机,减少因冷却剂泄露带来停机的风险,提升了整个航改型燃气轮机发电机组的运行安全性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本发明的整体结构示意图;
图2为本发明中冷却空气流向示意图。
图中示出:
外部进水口1 外部出水口11
进水口温度传感器2 第一进口温度指示报警器组件12
冷却水管路3 第二进口温度指示报警器组件13
冷却水管路开关阀4 出口温度指示报警器组件14
安全阀5 绕组温度指示报警器组件15
冷却器组件6 励磁端温度指示报警器组件16
液位报警器开关组件7 励磁加热器17
冷却水空气换热器8 发电机转子驱动端风扇18
排污释放阀9 发电机转子从动端风扇19
出水口温度传感器10
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明公开了一种航改型燃气轮机发电机闭式水冷系统,使用空气作为一次冷却剂,水作为二次冷却剂,冷却效果比单一的空气冷却优异,且与一般的水冷却系统相比,冷却水不直接接触发电机,减少因冷却剂泄露带来停机的风险,提升了整个航改型燃气轮机发电机组的运行安全性。
根据本发明提供的航改型燃气轮机发电机闭式水冷系统,用于冷却发电机,如图1-2所示,包括冷却水管路3、冷却器组件6以及风扇组件,所述冷却水管路3的中部设置在冷却器组件6中,所述冷却水管路3的两端分别设置有外部进水口1与外部出水口11,所述发电机内部设置有空气流道,所述风扇组件设置在所述空气流道所具有的空气进口内部;
如图2所示,外部空气在风扇组件的作用下被吸入空气流道中,并进入冷却器组件6,外部冷却水从所述外部进水口1流入冷却水管路3中,并在冷却器组件6中与外部空气进行热交换,加热后的冷却水从外部出水口11流出,冷却后的空气在风扇组件的作用下与发电机进行热交换,加热后的空气从所述空气流道所具有的空气出口流出。通过上述结构设置,使用空气作为一次冷却剂,水作为二次冷却剂,冷却效果比单一的空气冷却优异,且由于冷却水不直接接触发电机,减少因冷却剂泄露带来停机的风险,提升了整个航改型燃气轮机发电机组的运行安全性。
所述冷却器组件6包括液位报警器开关组件7、冷却水空气换热器8以及排污释放阀9,冷却水与空气在所述冷却水空气换热器8中进行热交换;所述液位报警器开关组件7设置在冷却水空气换热器8的内壁,并与所述排污释放阀9电连接,所述排污释放阀9设置在所述冷却水空气换热器8的底部。其中发电机中的空气和冷却水在冷却水空气换热器8中进行热交换,所述液位报警器开关组件7可以监测冷却水在冷却水空气换热器8的流通情况,长久运行的残留液体可以通过排污释放阀9排出。
所述冷却水空气换热器8为多个,多个所述冷却水空气换热器8并联布置,所述冷却水管路3在所述冷却水空气换热器8的上游形成多根分叉管路,所述多根分叉管路与多个冷却水空气换热器8一一对应设置。所述冷却水管路3的两端均设置有冷却水管路开关阀4,所述冷却水管路开关阀4与所述冷却器组件6之间的冷却水管路3上设置有安全阀5。冷却水管路3可以由冷却水管路开关阀4分别进行开闭,方便检修,具体地,在冷却水管路3开关阀4后边每个管道都设置安全阀5,防止因管道中压力过大,导致冷却水管路3的破裂,进而危害到燃气轮机发电机的安全运行。
所述冷却水管路3的外部进水口1处设置有进水口温度传感器2;冷却水的进水温度由进水口温度传感器2进行监控。所述冷却水管路3的外部出水口11处设置有出水口温度传感器10,冷却水的出水温度由出水口温度传感器10进行监控。
所述水冷系统还包括进口温度指示报警器组件与出口温度指示报警器组件14,所述进口温度指示报警器组件设置在所述发电机所具有的空气进口中,所述出口温度指示报警器组件14设置在所述发电机所具有的空气出口中。空气经过冷却水空气换热器8冷却后进入发电机本体。空气温度由进口温度指示报警器组件进行监测,最终冷却空气的排放温度,由出口温度指示报警器组件14进行监测。
冷却空气主要作用于发电机的绕组和励磁端的散热,具体的,所述水冷系统还包括绕组温度指示报警器组件15与励磁端温度指示报警器组件16,所述绕组温度指示报警器组件15设置在发电机的绕组处,所述励磁端温度指示报警器组件16设置在发电机的励磁端处,冷却后的空气进入发电机后,与发电机内部的绕组与励磁端进行热交换,绕组的温度由绕组温度指示报警器组件15来负责监测,励磁端的温度由励磁端温度指示报警器组件16来负责监测。
优选地,所述水冷系统还包括励磁加热器17,所述励磁加热器17设置在所述发电机的励磁端处。在温度低于预设值的时候,励磁端会打开励磁加热器17,避免温度过冷导致发电机工作异常。
所述冷却水空气换热器8设置在所述发动机上部,且如图2所示,所述风扇组件包括发电机转子驱动端风扇18与发电机转子从动端风扇19,所述发电机转子驱动端风扇18与发电机转子从动端风扇19分别设置在发电机内部转子的两端。冷却水空气换热器8放置在发电机的上方,与采用采用一般的水冷却系统相比,有效的简化了冷却系统,减少了设备占用的面积,方便灵活布置。
以上为本发明的基础实施例,下面通过一个优选实施例对本发明的方案做进一步详细阐述;
实施例1
本实施例提供了一种航改型燃气轮机发电机闭式水冷系统,如图1所示,包括外部进水口1、进水口温度传感器2、冷却水管路3、冷却水管路开关阀4、安全阀5、冷却器组件6、液位报警器开关组件7、冷却水空气换热器8、排污释放阀9、出水口温度传感器10、外部出水口11、第一进口温度指示报警器组件12、第二进口温度指示报警器组件13、出口温度指示报警器组件14、绕组温度指示报警器组件15、励磁端温度指示报警器组件16、励磁加热器17、发电机转子驱动端风扇18、发电机转子从动端风扇19;
具体的,外部进水口1和冷却水管路3使用活套连接,方便布置;在外部进水口1的地方设置进水口温度传感器2,监测外部水温;从外部进水口1进入的冷却水,由冷却水管路3,分成“4进4出”的管路,流入冷却器组件6中;冷却水管路开关阀4使用蝶阀等易于开闭的装置,8个出水回水管上全部设置,方便单独控制;在进水回水管上设置安全阀5,防止水管中压力过大导致冷却装置失效;冷却器组件6采用不锈钢材质,冷却水与内部空气采用换热片,毛细管路等易于热交换的装置,提升换热效率;排污释放阀9在定期维护保养的时候开启,清空里面残余的冷却水;
所述发电机的进气端和出气端数量均为2个,其分别对应两个冷却水空气换热器8,两个进气端分别设置第一进口温度指示报警器组件12与第二进口温度指示报警器组件13,在出气端设置有出口温度指示报警器组件14,从而监测空气的温度,优选地,具体地,在两处进气端设置的报警参数为:50摄氏度,出气端设置的报警参数为:104摄氏度。为提高发电机绕组的散热效率,对三个绕组同时设立绕组温度指示报警器组件15,设置的报警温度为:132摄氏度;为保护发电机你励磁端,设置励磁端温度指示报警器组件16;为提高发电机在冬天的运行能力,保护发电机的励磁端,在励磁端设置励磁加热器17,具体地,设置的报警温度为0摄氏度。发电机内部的冷却空气回路,由发电机内部转子的两端风扇即发电机转子驱动端风扇18、发电机转子从动端风扇19进行驱动,无须配置额外的驱动单元。
根据本发明提供的发电机,采用所述的航改型燃气轮机发电机闭式水冷系统。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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,仅是为了便于描述本申请和简化描述,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申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种航改型燃气轮机发电机闭式水冷系统,用于冷却发电机,其特征在于,包括冷却水管路(3)、冷却器组件(6)以及风扇组件,所述冷却水管路(3)的中部设置在冷却器组件(6)中,所述冷却水管路(3)的两端分别设置有外部进水口(1)与外部出水口(11),所述发电机内部设置有空气流道,所述风扇组件设置在所述空气流道所具有的空气进口内部;
外部冷却水从所述外部进水口(1)流入冷却水管路(3)中,并在冷却器组件(6)中与外部空气进行热交换,加热后的冷却水从外部出水口(11)流出,冷却后的空气在风扇组件的作用下与发电机进行热交换,加热后的空气从所述空气流道所具有的空气出口流出。
2.根据权利要求1所述的航改型燃气轮机发电机闭式水冷系统,其特征在于,所述冷却器组件(6)包括液位报警器开关组件(7)、冷却水空气换热器(8)以及排污释放阀(9),冷却水与空气在所述冷却水空气换热器(8)中进行热交换;
所述液位报警器开关组件(7)设置在冷却水空气换热器(8)的内壁,并与所述排污释放阀(9)电连接,所述排污释放阀(9)设置在所述冷却水空气换热器(8)的底部。
3.根据权利要求1所述的航改型燃气轮机发电机闭式水冷系统,其特征在于,所述冷却水管路(3)的两端均设置有冷却水管路开关阀(4),所述冷却水管路开关阀(4)与所述冷却器组件(6)之间的冷却水管路(3)上设置有安全阀(5)。
4.根据权利要求1所述的航改型燃气轮机发电机闭式水冷系统,其特征在于,还包括进口温度指示报警器组件与出口温度指示报警器组件(14),所述进口温度指示报警器组件设置在所述发电机所具有的空气进口中,所述出口温度指示报警器组件(14)设置在所述发电机所具有的空气出口中。
5.根据权利要求1所述的航改型燃气轮机发电机闭式水冷系统,其特征在于,还包括绕组温度指示报警器组件(15)与励磁端温度指示报警器组件(16),所述绕组温度指示报警器组件(15)设置在发电机的绕组处,所述励磁端温度指示报警器组件(16)设置在发电机的励磁端处,冷却后的空气进入发电机后,与发电机内部的绕组与励磁端进行热交换。
6.根据权利要求1所述的航改型燃气轮机发电机闭式水冷系统,其特征在于,还包括励磁加热器(17),所述励磁加热器(17)设置在所述发电机的励磁端处。
7.根据权利要求1所述的航改型燃气轮机发电机闭式水冷系统,其特征在于,所述冷却水管路(3)的外部进水口(1)处设置有进水口温度传感器(2);
所述冷却水管路(3)的外部出水口(11)处设置有出水口温度传感器(10)。
8.根据权利要求1所述的航改型燃气轮机发电机闭式水冷系统,其特征在于,所述风扇组件包括发电机转子驱动端风扇(18)与发电机转子从动端风扇(19),所述发电机转子驱动端风扇(18)与发电机转子从动端风扇(19)分别设置在发电机内部转子的两端。
9.根据权利要求2所述的航改型燃气轮机发电机闭式水冷系统,其特征在于,所述冷却水空气换热器(8)为多个,多个所述冷却水空气换热器(8)并联布置,所述冷却水管路(3)在所述冷却水空气换热器(8)的上游形成多根分叉管路,所述多根分叉管路与多个冷却水空气换热器(8)一一对应设置。
10.一种发电机,其特征在于,采用权利要求1-9任一项所述的航改型燃气轮机发电机闭式水冷系统。
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