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蒸发冷却的技术特点

蒸发冷 却技术利用水蒸发吸热aoa体育官 网的原理展开工作,在不需 要提供其他热源的环境之下,推动水 与空气间的热能交换,将空气 中的显热传递给水,从而实 现空气温度的下降。

蒸发冷却原理

蒸发冷 却技术是应用了绝缘性能好、低沸点 的介质替代水作为冷却介质,充入发 电机定子线棒的空心导线内部,电流产 生的热量使得介质达到沸点,气化的 气液二相流体密度小于为沸腾的集液管中液态介质的密度,在重力的作用下,产生压差。

当压差 超过沿程阻力时,密度较 小的二相流体将汇集于定子线棒上端,液态介 质在定子线棒下层,形成内循环。二相流 体进入冷凝器后,热量被 冷凝器中的水热交换吸收后重新形成液态介质,进入回 液管和下集液管。

如此往复循环,重新进入线棒中,构成一 个全封闭的自循环回路。


蒸发冷却类别

蒸发冷 却分为直接蒸发冷却和间接蒸发冷却两种。冷却塔 即是利用了直接蒸发冷却,空气和水充分混合,经过水的蒸发(相变)吸热过程,实现加湿冷却空气;间接蒸 发冷却是以直接蒸发冷却后的空气水为冷源,通过间接(非接触)换热的方式,实现等湿冷却空气。

根据空气、水所需 处理程度的不同,蒸发冷却又分为三级。

一级只 有直接蒸发冷却一个过程,理论上 可以处理到空气的湿球温度点;

二级是间接+直接蒸 发冷却两个过程,空气首 先被直接蒸 发冷却后的空气水间接等湿冷却,再经历 直接蒸发冷却二个过程,理论上 可以处理到比空气湿球温度更低的状态;

三级是间接+间接+直接蒸 发冷却三个过程,空气首 先被直接蒸 发冷却后的空气水间接等湿冷却,再被间接+直接蒸 发冷却后的空气水间接等湿冷却,最后再 经历直接蒸发冷却,理论上 可以处理到接近空气露点温度的状态。

实际工程应用中,一、二、三级蒸 发冷却一般可以将水空气分别处理到比空气的湿球温度高4~6℃、达到甚 至低于空气湿球温度、趋近于空气露点温度。

蒸发冷却的特点

蒸发冷 却作为介质内冷方式的一种,散热效果较好,自身损 耗比全空冷小很多,但其选 用的电磁负荷较大,发电机 的杂质内损耗稍高于全空冷的损耗,总的损 耗和水冷空冷相差不大。

由于冷却介质的不同,介质内 冷的冷却能力大大超过全空冷,定子绕 组运行温度和温升、定子线 棒股线温度与层间温差、定子内 部热应力均小于全空冷机组,温度的 降低使得绕组的绝缘寿命较长,提高了 机组长期运行的可靠性。

同水冷机组相比,蒸发冷 却具有同水内冷同样的冷却效果,但却消 除了水内冷压力大和氧化物堵塞等问题。蒸发冷 却系统少量介质泄露时不会影响机组正常运行,适时补 充冷却介质到机组停机检修即可,但蒸发 冷却和内水冷机组由于有蒸发冷却系统和纯水系统,设备增 加的同时导致了事故率的上升,就这方 面来说不如结构相对简单的全空冷机组。

蒸发冷却的系统结构

1、定子绕组蒸发冷却

定子绕 组蒸发冷却系统由定子线圈发热体、定子回液管、定子绕组下集液环管、定子绕组总集汽管、上导流管、绝缘引 流管以及冷凝器组成。依据蒸 发冷却运行原理,每根线 圈均为构成一个冷却回路,线圈间 为单支路并联形式,共1080个回路,线圈两 端通过密封接头和绝缘引水管,分别并 联到定子线圈驱动端总集液管和非驱动端的总集汽管,形成自循环回路。


2、冷凝器供排水系统

冷凝器 供排水环管布置在机坑内,冷凝器的正下方,管路的 布置不影响发电机部件的检修和拆装。

冷凝器 冷却水由技术供水系统提供,系统配有供、排水环管。冷凝器 和水管之间的全部接头为法兰或柔性管接头。在每一 冷凝器与水管之间的连接处均设置一个阀门,以使发 电机的任意一个冷凝器需要进行维修时,可及时拆卸和更换。在连接 冷凝器的各排水支管上阀门和法兰之间安装一个双向示流器。在连接 每个冷凝器的供排水支管上均装设温度计。

3、蒸发冷却供排液系统

为便于灌液和排液,系统中 还考虑了供排液装置。排液管 一端与处于最下端的定子线棒集液管相连,另一端 与布置在发电机机坑外侧的供排液装置相连。

同时,定子线 棒集液管设有连通管和阀门,阀门只在排液时打开。排液时,将定子 线棒集液管的排液阀打开,利用泵 将冷却介质抽入到供排液装置中。

4、均压排气系统

冷凝器 系统设置有均压环管,使各冷 凝器之间相互连通,实现整 个蒸发冷却系统的压力均匀,使线圈 各并联支路运行状况一致,各冷凝 器带走的热量更均匀。

排汽管 与均压环管相通,接到发 电机机坑外的回收装置,当蒸发 冷却系统压力升高时,需要经 过排汽管释放过高的压力,通过回 收装置冷凝后回收。

5、蒸发冷却监测系统

为确保 机组运行安全可靠,蒸发冷 却系统设有多个监测项目,包括:介质泄露检测、液位监测、冷凝器压力监测、冷凝器漏水监测、冷凝器 冷却水流量监测、冷凝器 进出水温度监测以及定子绕组和汇流环温度监测等。

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