CN203456998U - 核电站发电机氢气冷却器 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于核电站发电机氢气冷却系统领域，提供了一种核电站发电机氢气冷却器，包括由进水室、出水室、回水室及冷却室组成的主体，进水室和出水室设置于主体的一端，且通过分隔腔间隔设置，回水室设置于主体的另一端，冷却室处于进水室、出水室以及回水室之间，于冷却室内布置有将进水室和回水室连通的进水管组以及将出水室和回水室连通的出水管组，于进水管组和出水管组之间设置用于排出回水室内气体的排气管，排气管的一端穿设于回水室内，另一端穿越分隔腔延伸主体之外。本实用新型提供的一种核电站发电机氢气冷却器，其冷却水压力稳定、流量充足、对发电机内氢气的冷却能力稳定可靠，确保了发电机发电时的可靠性。

Description

核电站发电机氢气冷却器

技术领域

本实用新型属于核电站发电机氢气冷却系统领域，尤其涉及一种核电站发电机氢气冷却器。 

背景技术

在核电中，GRH(氢气冷却系统的缩写)系统由核电站发电机氢气冷却器和励磁机空气冷却器及有关的管道和设备组成，其的功能是利用常规岛闭路冷却水系统(SRI)中的水来冷却发电机内循环的氢气以及励磁机内循环的空气；此外，发电机氢气冷却系统还利用设置在发电机及励磁机内的热电偶，对发电机和励磁内温度进行连续监测。 

其中，发电机内对氢气的冷却靠装在发电机两端分别相对的四个容量各为25％的核电站发电机氢气冷却器来(GRH10IRF/201RF/30IRF/401RF)完成，冷却器为管式热交换器，垂直布置于发电机的上部；氢气由发电机转子两端的两个离心式风扇叶片驱动循环。氢气靠常规岛闭路冷却水系统SRI提供冷却水，然后由GRH02IVD调节SRI流量，来控制氢气出口的温度，每台热交换器的最大换热能力为1911kw。氢气入口温度80℃，出口温度43℃。 

在实际运行过程中，氢气冷却器能否正常工作，对发电机的发电功率大小具有决定性的影响。在发电机正常运行时，四台氢气冷却器全部投入运行而无备用，如部分氢气冷却器因故障退出运行时，发电机必须降负荷运行.当一台冷却器停运时，发电机功率应降至70％Pn运行；两台冷却器停运，只要不是同一端的两台冷却器都损坏，则发电机可降至65％Pn运行；若两台冷却器的损坏发生在同一端，则发电机不能带功率运行。 

发电机氢气冷却系统的另外一个功能便是监测发电机和励磁机的温度，共设计有100多个温度测点，用热电偶对它们连续测量。发电机待冷却的氢气的温度由GRH301RF出口处的热电偶GRH12IMT进行测量，并经一个调节器控制GRH021VD开度的大小，用以控制通过四台氢气冷却器冷却水的流量，使得冷却器出口处氢气的温保持在43℃；励磁机出口处空气的温度是用冷却器出口隔离阀手动调节SRI流量来调节的。 

现有的核电站发电机氢气冷却器在工作时，通过与入口法兰连接的入水管，向氢气冷却器的入口水室充水，然后通过氢气冷却器内的多根输水管将水送到氢气冷却器顶部的回水室，最后经回水室流到氢气冷却器的出口水室，完成对氢气冷却器内氢气的循环冷却。但是，在实际的工作过程中发现，在对现有氢气冷却器内部的氢气进行冷却时，如果回水室内的水没有填充得足够多，则回水室的顶部就会存在气泡，气体便不断地从冷却水中析出，同时气体不断的溶于水，造成冷却水的压力不稳定，氢气冷却器的冷却能力就会下降，特别是在发电机低功率运行时，此时冷却水流量很低，由于回水室有气体的存在，便造成四台氢气冷却器流量分配不均，不利于氢气冷却器内部氢气的冷却，更为严重的是会影响发电机内部冷热不均，引起发电机轴承振动增加。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种核电站发电机氢气冷却器，其冷却水压力稳定、流量充足、对发电机内氢气的冷却能力稳定可靠，确保了发电机发电时的可靠性。 

本实用新型是这样实现的：一种核电站发电机氢气冷却器，包括由进水室、出水室、回水室及冷却室组成的主体，所述进水室和所述出水室设置于主体的一端，且通过分隔腔间隔设置，所述回水室设置于主体的另一端，所述冷却室处于所述进水室、所述出水室以及所述回水室之间，于所述冷却室内布置有将所述进水室和所述回水室连通的进水管组以及将所述出水室和所述回水室连通 的出水管组，于所述进水管组和所述出水管组之间设置用于排出回水室内气体的排气管，所述排气管的一端穿设于所述回水室内，另一端穿越所述分隔腔延伸所述主体之外。 

具体地，设置于所述回水室内的所述排气管的管口与所述回水室的顶部呈间隔设置。 

优选地，所述回水室内的所述排气管的管口与所述回水室的顶部距离为3～5mm。 

具体地，所述进水管组和所述出水管组均垂直向上延伸至回水室内。 

进一步地，设置于所述回水室内的所述排气管的管口还设置有用于防堵死的斜面。 

优选地，所述斜面与水平面的夹角为30°～45°。 

具体地，于所述回水室内设置有用于固定所述排气管的支架。 

具体地，所述支架包括相对设置的第一侧板和第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板之间连接有底板，所述底板上开设供所述排气管穿设的固定孔，所述第一侧板和所述第二侧板均与所述回水室的顶部固定连接。 

具体地，所述支架设置在所述排气管的正上方，所述固定孔在所述底板上的位置与所述排气管同轴，所述固定孔的边缘设置有倒角。 

具体地，所述支架的表面设置有防腐层。 

具体地，所述进水室和所述出水室并排设置于主体的一端，所述进水室的进水口处设置有与外部进水管连接的进水法兰，所述出水室的出水口处设置有与外部出水管连接的出水法兰。 

具体地，所述进水管组中水管的根数和所述出水管组中水管的根数设置的数量相同，且分别设置至少一根。 

本实用新型提供的一种核电站发电机氢气冷却器，通过在主体的一端间隔设置有进水室和出水室，另一端设置有回水室，将用于冷却氢气的冷却室设置在进水室、出水室以及回水室之间，在冷却室内布置连通进水室和回水室的进 水管组和连通出水室和回水室的出水管组，并在回水室内设置有用于排气的排气管。这样，冷却水进入进水室，并通过进水管组流入回水室，然后经由出水管组流进出水室并排出，通过热传递实现将冷却室内的氢气冷却，由于在回水室内设置有排气管，因此回水室内没有气体的干扰，能够充满冷却水，冷却水的压力也能够保持稳定、流量充足，确保冷却能力的可靠性，进一步确保了发电机轴承转动的稳定性，提高了运行的可靠性。 

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的核电站发电机氢气冷却器结构的平面示意图； 

图2是本实用新型实施例提供的核电站发电机氢气冷却器支架的整体立体示意图。 

图3是本实用新型实施例提供的核电站发电机氢气冷却器的整体立体示意图； 

图4是本实用新型实施例提供的核电站发电机氢气冷却器支架安装在回水室内的示意图； 

图5是本实用新型实施例提供的核电站发电机氢气冷却器排气管固定在支架上的示意图。 

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。 

如图1和图3所示，本实用新型实施例提供的一种核电站发电机氢气冷却器1，包括由进水室11、出水室12、回水室13及冷却室14组成的主体，进水室11和出水室12设置于主体的一端，且通过分隔腔15间隔设置，回水室13 设置于主体的另一端，冷却室14处于进水室11、出水室12以及回水室13之间，于冷却室14一侧内布置有将进水室11和回水室13连通的进水管组16以及将出水室12和回水室13连通的出水管组17。由于进水室11内冷却水的压力大于出水室12内冷却水的压力，因此，冷却水能够从进水室11流向出水室12直至排出。通过这样的设置，在冷却水从进水室11通过进水管组16流入回水室13以及从回水室13通过出水管组17流入出水室12的过程中，冷却室14内待冷却的氢气与进水管组16和出水管组17相接触，与水管组内的冷却水实现热传递，即进水管组16和出水管组17内的冷却水吸收冷却室14内高温的氢气，实现降温的目的。设置有进水室11，能够使进入的冷却水先在进水室11内存储，直至将整个进水室11充满，然后再通过进水管组16输送至本体另一端的回水室13。进水管组16设置有多根水管，冷却水先通过进水室11的存储再流入回水室13，这样能够确保每一根进水管内的冷却水是充满的，确保降温的可靠性。由于，出水管组17设置有多根水管，设置有回水室13，同样能够起到存储的作用，确保每一根出水管内的冷却水是充满的。并且于进水管组16和出水管组17之间设置用于排出回水室13内气体的排气管18，排气管18的一端穿设于回水室13内，另一端穿越分隔腔15延伸主体之外，这样，使冷却水在流向回水室13内时，能够将回水室13内的气体通过排气管18排出，使整个回水室13内都能够充满冷却水，不会有气体来影响冷却水的压力以及进水管组16和出水管组17内冷却水的流量，进一步确保了对氢气冷却的效率。伸出主体外的排气管18的上连接有储水箱(图中未示出)，能够将从排气管18流出的水存储起来，并在此储水箱内实现水气分离，然后分离的水进入下一个冷却循环。设置在主体相同一端的进水室11和出水室12可以并排设置，也可以错位设置。当错位设置时，即将回水室13设置高于进水室11，这样，冷却室14的氢气进入一侧的开口大于氢气流出一侧的开口，使氢气能够有较长时间与进水管组16和出水管组17接触，充分吸收高温氢气的热量，确保冷却降温的可靠性。 

本实用新型提供的一种核电站发电机氢气冷却器1，布置在冷却室14内的进水管组16和出水管组17管内的冷却水能够吸收冷却室14内高温氢气的热量，对氢气进行降温。通过设置进水室11、回水室13和出水室12，并在回水室13内设置有排气管18，确保了进水室11、回水室13和出水室12都能充满冷却水，不会有气体来影响进水管组16和出水管组17管内冷却水的压力和流量，保证了对冷却室14内氢气的冷却效率，进一步确保了发电机运行的稳定性和安全性。 

具体地，如图1所示，设置于回水室13内的排气管18的管口与回水室13的顶部之间呈间隔设置。因为气体比冷却水的比重轻，会处在回水室13的顶部，为了确保回水室13内能够完全充满冷却水而没有气体的影响，因此将排气管18的管口与回水室13顶部之间的距离设置成尽可能的靠近，但是，排气管18的管口与回水室13顶部之间的距离不能太近而影响排气，因此，将排气管18的管口与回水室13的顶部之间隔开一定的距离，以确保在不影响排气的前提下能够使回水室13内能够充满冷却水。 

优选地，如图1和图4所示，回水室13内排气管18的管口与回水室13的顶部距离为为5～10mm。这样，既能够满足排气的需求，又能够使回水室13有足够高的高度来容纳冷却水，使回水室13内能够被冷却水充满而没有气体，确保冷却的可靠性。 

具体地，如图1所示，进水管组16和出水管组17均垂直向上延伸至回水室13内。由于进水管组16和出水管组17均设置有多根水管，这样，便于安装连接，不会连接错误；整体结构也显得整洁。 

优选地，排气管18为聚四氟乙烯管。聚四氟乙烯管耐高温性能好，能够耐受120℃的高温，并且耐磨性佳。由于排气管18是设置在进水管组16和出水管组17之间，因此在实际工作时，由于有振动的影响，排气管18会与进水管组16或出水管组17的管束发生摩擦，聚四氟乙烯的排气管18耐磨性佳，壁摩擦时既不会损伤管壁，也不会自身磨损，在振动工况下能保持长期稳定运行， 确保了氢气冷却器冷却的可靠性。 

进一步地，如图1和图5所示，设置于回水室13内的排气管18的端头还设置有用于防堵死的斜面181。由于排气管18处在温度较高的工作环境中，因此会产生热涨的效应，为了防止排气管18在受热后长度变长，抵消排气管18管口与回水室13顶部之间的距离而将排气管18的管口堵死，因此，在排气管18的管口设置有斜面181，这样，即使排气管18受热后抵消了排气管18管口与回水室13顶部之间的距离，也不会将整个排气管18的管口堵死，依然能够进行排气。另外，冷却水在充入回水室13时，会有液面的波动，将排气管18的管口设置有斜面181，能够避免波动的液面瞬间将管口堵住，使没有排出的气体被隔离而不能排出的情况发生，斜面181的设置，可使回水室13内气体能够排尽。管口斜面181的角度可以根据实际的应用情况来进行设置。 

优选地，如图1和图5所示，斜面181与水平面的夹角为30°～45°。将斜面181与水平面的夹角设置为30°～45°，这样，排气管18的管口有较长的斜面181，既不影响排气，也能够确保回水室13内能够充满冷却水，而不影响整个氢气冷却器的冷却性能。 

具体地，如图1和图4所示，于回水室13内设置有用于固定排气管18的支架19。由于排气管18是由聚四氟乙烯材料制成，根据聚四氟乙烯排气管18的特性，在使用过程中，聚四氟乙烯排气管18有可能会弯曲到回水室13的冷却水中，导致聚四氟乙烯排气管18的管口被水淹没而无法将回水室13顶部的气体排出。为了避免这种情况的发生，在回水室13内设置有用于固定排气管18的支架19，通过支架19将排气管18固定，使排气管18能够稳定的处在回水室13内，位置不会发生变动，确保排气管18排气的可靠性。 

具体地，如图1和图2所示，支架19包括相对设置的第一侧板191和第二侧板192，第一侧板191和第二侧板192之间连接有底板193，底板193上开设供排气管18穿设的固定孔194，第一侧板191和第二侧板192均与回水室13的顶部固定连接。通过这样的设置，形成一个凹槽状的框架结构，并通过第一 侧板191和第二侧板192与回水室13的顶部固定连接而将整个支架19固定，需要固定的排气管18穿过底板193上的固定孔194后被固定，确保了氢气冷却器1在运行时，排气管18不会因为受到振动或者受热等因素而位置发生变动，淹没到回水室13的冷却水中而不能排气，确保了排气管18排气的可靠性。 

具体地，如图1和图2所示，支架19设置在排气管18的正上方，固定孔194在底板193上的位置与排气管18同轴，固定孔194的边缘设置有倒角。通过这的设置，使排气管18与固定孔194能够对准，便于安装，并且穿设在固定孔194内被固定的排气管18能够保持垂直状态，不会弯曲，便于排气。在穿设固定排气管18时，为了避免尖锐的固定孔194边缘刮伤排气管18的管壁，因此，将固定孔194的边缘进行倒角处理，确保排气管18的安全。 

具体地，支架19的表面设置有防腐层。由于支架19是固定在回水室13内部的，会与冷却水直接接触，为了防止支架19受潮后生锈而污染冷却水的水质，在支架19的表面设置有防腐层，将支架19与冷却水隔绝，杜绝支架19生锈，确保了冷却水的洁净度，使整个氢气冷却器1能够正常运行。 

具体地，如图1所示，进水室11和出水室12并排设置于主体的一端，进水室11的进水口处设置有与外部进水管连接的进水法兰111，出水室12的出水口处设置有与外部出水管连接的出水法兰121。将进水室11和出水室12并排设置于主体的一端，便于整个氢气冷却器1的生产制造。此外，通过进水法兰111的接入，使外界的冷却水能够进入到进水室11，为氢气冷却器1提供冷却水，并通过出水法兰121接出，将出水室12内的冷却水排出，进水法兰111和出水法兰121的设置，提高了接管的便捷性。 

具体地，进水管组16中水管的根数和出水管组17中水管的根数设置的数量相同，且分别设置至少一根。冷却室14内氢气的冷却靠氢气与布置在冷却室14内的进水管组16和出水管组17接触，然后之间进行热传递来实现的，为了提高氢气冷却的效率，因此将进水管组16中水管的根数和出水管组17中水管的根数设置有多根，增大氢气与管内冷却水的接触面积，提高了氢气的冷却效 率。另外，进水管组16中水管的根数和出水管组17中水管的根数设置的数量相同，这样能够保持进水与排水处于供需平衡的状态，使回水室13一直保持在充满的状态，避免了排空的现象发生。 

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (12)

1.一种核电站发电机氢气冷却器，包括由进水室、出水室、回水室及冷却室组成的主体，其特征在于，所述进水室和所述出水室设置于主体的一端，且通过分隔腔间隔设置，所述回水室设置于主体的另一端，所述冷却室处于所述进水室、所述出水室以及所述回水室之间，于所述冷却室内布置有将所述进水室和所述回水室连通的进水管组以及将所述出水室和所述回水室连通的出水管组，于所述进水管组和所述出水管组之间设置用于排出回水室内气体的排气管，所述排气管的一端穿设于所述回水室内，另一端穿越所述分隔腔延伸所述主体之外。 

2.如权利要求1所述的核电站发电机氢气冷却器，其特征在于，设置于所述回水室内的所述排气管的管口与所述回水室的顶部呈间隔设置。 

3.如权利要求2所述的核电站发电机氢气冷却器，其特征在于，所述回水室内的所述排气管的管口与所述回水室的顶部距离为3～5mm。 

4.如权利要求1所述的核电站发电机氢气冷却器，其特征在于，所述进水管组和所述出水管组均垂直向上延伸至回水室内。 

5.如权利要求1所述的核电站发电机氢气冷却器，其特征在于，设置于所述回水室内的所述排气管的管口还设置有用于防堵死的斜面。 

6.如权利要求5所述的核电站发电机氢气冷却器，其特征在于，所述斜面与水平面的夹角为30°～45°。 

7.如权利要求1至6中任意一项所述的核电站发电机氢气冷却器，其特征在于，于所述回水室内设置有用于固定所述排气管的支架。 

8.如权利要求7所述的核电站发电机氢气冷却器，其特征在于，所述支架包括相对设置的第一侧板和第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板之间连接有底板，所述底板上开设供所述排气管穿设的固定孔，所述第一侧板和所述第二侧板均与所述回水室的顶部固定连接。 

9.如权利要求8所述的核电站发电机氢气冷却器，其特征在于，所述支架 设置在所述排气管的正上方，所述固定孔在所述底板上的位置与所述排气管同轴，所述固定孔的边缘设置有倒角。 

10.如权利要求8所述的核电站发电机氢气冷却器，其特征在于，所述支架的表面设置有防腐层。 

11.如权利要求1所述的核电站发电机氢气冷却器，其特征在于，所述进水室和所述出水室并排设置于主体的一端，所述进水室的进水口处设置有与外部进水管连接的进水法兰，所述出水室的出水口处设置有与外部出水管连接的出水法兰。 

12.如权利要求1所述的核电站发电机氢气冷却器，其特征在于，所述进水管组中水管的根数和所述出水管组中水管的根数设置的数量相同，且分别设置至少一根。 

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