CN207019955U - 内冷水箱漏氢量取样测量装置 - Google Patents

Abstract

内冷水箱漏氢量取样测量装置，包括放於水进气接头、下安装转换接头、上安装转换接头、多柱式自然散热片、三通接头、湿度含量观察透明容器、氢气流量计量仪表、氢含量传感器和取样管。本实用新型结构简单、操作简便、监测精准，将内水箱内的取样气体抽出先进行自然冷却并放於水，再进一步对气体进行半导体制冷降温，两次冷却取样气体后，进行湿度含量观察，并通过氢气流量计量仪表检测氢气的流量，氢含量传感器检测氢气的浓度，进而计算出漏氢量。

Description

内冷水箱漏氢量取样测量装置

技术领域

本实用新型属于发电机漏氢监测技术领域，具体涉及一种内冷水箱漏氢量取样测量装置。

背景技术

水一氢一氢式冷却发电机组是指冷却方式采用定子绕组水冷、转子绕组氢冷,铁心及其它构件氢冷的发电机组。由于氢气具有很强的渗透性,在某些发电机冷却系统密封不理想的情况下,发电机内的氢气能渗漏到发电机壳外或定子绕组内冷水中,内冷水中含氢将使氢气湿度增加。

发电机漏氢监测装置是保证氢冷发电机安全运行的重要监测设备，监测的对象是定子绕组水内冷系统及其封闭母线和密封油系统的密封性。其中水系统的监测最重要，由于发电机氢压高于水压，当定子内冷水系统有渗漏故障时，定子内冷水箱中应有氢气逸出。内冷水中的氢气渗漏故障可能是由线棒绝缘及铜线磨损引起的，也有可能是水接头密封失效、焊缝开焊、绝缘引水管损伤等其它原因造成的，由于各种渗漏故障都可能引发相间或对地短路事故，因而一旦检测出内冷水系统漏氢量增大，就意味着严重的事故前兆，所以发电机漏氢监测装置有早期故障报警的重要作用。对该装置的基本要求是能够长期稳定工作，对故障不误报、不漏报。

二十五项（防止电力生产事故的二十五项重点要求）反措规定，氢冷发电机应当加装漏氢检测装置。据了解目前我国各电厂氢冷发电机大多均配有漏氢监测装置，在内冷水箱的漏氢监测方面，漏氢检测探头（传感器）有电化学式和催化燃烧式，这两种产品覆盖范围很大。催化燃烧的传感器具有耐用的优点，但测量精度低，不适用于长时间（年、月）的漏氢量的监测；氢含量检测的电化学传感器，具有精度高、寿命长的优点，但存在检测不准确的现象。

据市场调查发现，氢冷发电机组内冷水箱配备的漏氢监测装置（主要为检测探头）能正常使用的几乎没有，都存在检测结果不准确的现象。针对漏氢含量电化学传感器检测结果不准确的问题，我公司技术人员研究发现，出现上述现象的主要原因是内冷水漏氢量测量的取样存在问题。

漏氢监测装置的传感探头一般安装在内冷水箱的顶部，当氢气泄漏发生时，内冷水箱的顶部不仅含有少量氢气，还有来自内冷水形成的水蒸气，其温度约在60℃～70℃，即，内冷水箱取样的气体为泄漏的氢气和60～70℃水蒸气的混合气体。该混合气体需要降温后，再检测氢气的浓度。目前，内冷水箱漏氢量取样测量装置常用的降温方式为自然散热方式，该方式虽然能将取样的混合气体降温到20～30℃，但该混合气体仍然含有一部分水蒸气。

现阶段，检测氢气的电化学传感器探头主要是利用隔膜来隔离水后再检测氢气的含量，但隔膜并不能有效的隔离取样气体中含有的水蒸气，这样，现有的取样装置直接造成泄漏氢气含量检测结果的不准确，进而也导致（年月日）漏氢量的不准确。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种通过有效地降低内冷水箱漏氢量取样气体中水蒸气含量，进而能准确检测氢气浓度和漏氢量的内冷水箱漏氢量取样测量装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：内冷水箱漏氢量取样测量装置，包括放於水进气接头、下安装转换接头、上安装转换接头、多柱式自然散热片、三通接头、湿度含量观察透明容器、氢气流量计量仪表、氢含量传感器和取样管，放於水进气接头的上端出气口与下安装转换接头的进气口连接，多柱式自然散热片设置在下安装转换接头和上安装转换接头之间，下安装转换接头的出气口通过多柱式自然散热片内部的通道与上安装转换接头的进气口连通，取样管的进气口与上安装转换接头的出气口连接，取样管的出气口与三通接头的一个端口连接，氢含量传感器的监测口连接在三通接头第二个端口上，三通接头的第三个端口通过分支进气管与湿度含量观察透明容器的进气口连接，湿度含量观察透明容器的出气口通过分支出气管与氢气流量计量仪表的进气口连接，氢气流量计量仪表顶部设置有出气口。

还包括半导体制冷器和半导体散热器，半导体制冷器的制冷面套装在取样管外壁，半导体散热器与半导体制冷器的散热面连接。

采用上述技术方案，放於水进气接头在进气的同时可有效防止过量水流入；多柱式自然散热片内有中空的管路，取样的气体从放於水进气接头的进气口进入后，依次进入下安装转换接头、多柱式自然散热片、上安装转换接头，在此过程中，多柱式自然散热片对取样气起到散热的作用，可将取样气体从RH100%降到RH80%，即取样气体中的大量的水蒸气冷却后变成水，凝结在多柱式自然散热片的管壁上亦或顺着管壁下流经过放於水进气接头流出。多柱式自然散热片对取样气进行第一次冷却。

取样气经过第一次冷却后的相对湿度RH仍然偏高，含有大量的水汽，还需要进行第二次冷却，第二次冷却采用帕尔贴冷却结构（半导体制冷技术）。

在取样管上，安装有半导体制冷器，对取样管内的取样气进行第二次冷却，经冷却后取样气的相对湿度RH会进一步降低，确保水蒸气含量进一步降低到常态，以便取样气中含有的水能被隔膜彻底隔离。在取样管的出口端三通接头处安装有用于监测经两次冷却后取样管内氢气浓度的氢含量传感器。第二次冷却后的取样气体经分支进气管进入到湿度含量观察透明容器后，再经分支出气管进入到氢气流量计量仪表内，通过该湿度含量观察透明容器可观察经两次冷却后的气体是否湿度超标，并且，最后还是流入氢气流量计量仪表（仪表带远传数据功能）来检测氢气的流量，氢含量传感器（NA1000D）用来检测氢气的浓度，这两者和时间的积分可测算年（或月日）漏氢量。

湿度含量观察透明容器（湿度含量观察窗）用来观察取样气是否湿度超标，当取样气中湿度超标时表现为，湿度含量观察透明容器内出现小水珠，湿度含量观察透明容器为透明的水杯结构形状，还可用来储水，湿度含量观察透明容器底部设置有堵头。

综上所述，本实用新型结构简单、操作简便、监测精准，将内水箱内的取样气体抽出先进行自然冷却并放於水，再进一步对气体进行半导体制冷降温，两次冷却取样气体后，进行湿度含量观察，并通过氢气流量计量仪表检测氢气的流量，氢含量传感器检测氢气的浓度，进而计算出漏氢量。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的内冷水箱漏氢量取样测量装置，包括放於水进气接头1、下安装转换接头2、上安装转换接头3、多柱式自然散热片4、三通接头5、湿度含量观察透明容器6、氢气流量计量仪表7、氢含量传感器8和取样管9，放於水进气接头1的上端出气口与下安装转换接头2的进气口连接，多柱式自然散热片4设置在下安装转换接头2和上安装转换接头3之间，下安装转换接头2的出气口通过多柱式自然散热片4内部的通道与上安装转换接头3的进气口连通，取样管9的进气口与上安装转换接头3的出气口连接，取样管9的出气口与三通接头5的一个端口连接，氢含量传感器8的监测口连接在三通接头5第二个端口上，三通接头5的第三个端口通过分支进气管10与湿度含量观察透明容器6的进气口连接，湿度含量观察透明容器6的出气口通过分支出气管11与氢气流量计量仪表7的进气口连接，氢气流量计量仪表7顶部设置有出气口14。

本实用新型还包括半导体制冷器12和半导体散热器13，半导体制冷器12的制冷面套装在取样管9外壁，半导体散热器13与半导体制冷器12的散热面连接。

放於水进气接头1在进气的同时可有效防止过量水流入；多柱式自然散热片4内有中空的管路，取样的气体从放於水进气接头1的进气口进入后，依次进入下安装转换接头2、多柱式自然散热片4、上安装转换接头3，在此过程中，多柱式自然散热片4对取样气起到散热的作用，可将取样气体从RH100%降到RH80%，即取样气体中的大量的水蒸气冷却后变成水，凝结在多柱式自然散热片4的管壁上亦或顺着管壁下流经过放於水进气接头1流出。多柱式自然散热片4对取样气进行第一次冷却。

取样气经过第一次冷却后的相对湿度RH仍然偏高，含有大量的水汽，还需要进行第二次冷却，第二次冷却采用帕尔贴冷却结构（半导体制冷技术）。

在取样管9上，安装有半导体制冷器12，对取样管9内的取样气进行第二次冷却，经冷却后取样气的相对湿度RH会进一步降低，确保水蒸气含量进一步降低到常态，以便取样气中含有的水能被隔膜彻底隔离。在取样管9的出口端三通接头5处安装有用于监测经两次冷却后取样管9内氢气浓度的氢含量传感器8。第二次冷却后的取样气体经分支进气管10进入到湿度含量观察透明容器6后，再经分支出气管11进入到氢气流量计量仪表内，通过该湿度含量观察透明容器6可观察经两次冷却后的气体是否湿度超标，并且，最后还是流入氢气流量计量仪表（仪表带远传数据功能）来检测氢气的流量，氢含量传感器8（NA1000D）用来检测氢气的浓度，这两者和时间的积分可测算年（或月日）漏氢量。

湿度含量观察透明容器6（湿度含量观察窗）用来观察取样气是否湿度超标，当取样气中湿度超标时表现为，湿度含量观察透明容器6内出现小水珠，湿度含量观察透明容器6为透明的水杯结构形状，还可用来储水，湿度含量观察透明容器6底部设置有堵头。

本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (2)

1.内冷水箱漏氢量取样测量装置，其特征在于：包括放於水进气接头、下安装转换接头、上安装转换接头、多柱式自然散热片、三通接头、湿度含量观察透明容器、氢气流量计量仪表、氢含量传感器和取样管，放於水进气接头的上端出气口与下安装转换接头的进气口连接，多柱式自然散热片设置在下安装转换接头和上安装转换接头之间，下安装转换接头的出气口通过多柱式自然散热片内部的通道与上安装转换接头的进气口连通，取样管的进气口与上安装转换接头的出气口连接，取样管的出气口与三通接头的一个端口连接，氢含量传感器的监测口连接在三通接头第二个端口上，三通接头的第三个端口通过分支进气管与湿度含量观察透明容器的进气口连接，湿度含量观察透明容器的出气口通过分支出气管与氢气流量计量仪表的进气口连接，氢气流量计量仪表顶部设置有出气口。

2.根据权利要求1所述的内冷水箱漏氢量取样测量装置，其特征在于：还包括半导体制冷器和半导体散热器，半导体制冷器的制冷面套装在取样管外壁，半导体散热器与半导体制冷器的散热面连接。