專利名稱：冷卻式氫氣干燥器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于水氫冷發電機中氫氣干燥的冷卻式氫氣干燥器。
目前，30萬千瓦、60萬千瓦氫冷發電機組內氫氣介質干燥一般采用吸附式干燥器，該裝置是用硅膠、活性氧化鋁、分子篩等顆粒吸附劑對氫氣進行吸濕干燥，降低發電機內氫氣的濕度，使之在運行中不結露，確保發電機安全運行。如美國西屋公司(Westing House Electrical Corporation)制造的30萬千瓦氫冷發電機就是采用活性氧化鋁吸附式干燥器。這種吸附式干燥器存在如下缺點一、顆粒吸附劑具有共吸附性，當干燥劑再生時，它對分子直徑相近的氫氣、水及其它氣體均會吸附，使顆粒吸附劑內帶進了雜質，所以它在干燥發電機內氫氣的同時，也污染了氫氣。二、顆粒吸附劑在動態吸附過程中會釋放熱量，使吸附劑溫度升高，吸附能力降低，干燥效率下降。三、顆粒吸附劑再生裝置是由電熱器直接與吸附劑接觸，使吸附劑層的溫度分布很不均勻，有相當一部分吸附劑達不到再生溫度，影響了吸附劑的干燥能力，而且再生時間長，再生效率差。四、吸附劑再生干燥時，不僅有水份排出，而且還有一定量的氫氣排出，使局部環境含氫量增高，對帶電觸點的部件都是一種威脅。五、吸附式干燥器在干燥運行中，需要頻繁、反復進行干燥、卸壓、排氫、加熱、再生、冷卻等動作，操作動作多，容易誤操作而造成氫爆。六、吸附劑在干燥氫氣和再生時，全靠人工目測操作，誤差大。因此，吸附式干燥器不能有效地對發電機中的氫氣進行干燥，有時會使氫氣中濕度大大超標，引起發電機內氫氣爆炸，使發電機損壞。
本實用新型的目的在于提供一種能有效地控制發電機中氫氣的含濕量、提高發電機中氫氣純度的冷卻式氫氣干燥器。
本實用新型是這樣實現的本冷卻式氫氣干燥器，包括制冷機，蒸發器，蒸發器外殼上有工作氣體進口，工作氣體出口，蒸發器內部有蒸發管，蒸發管進口，蒸發管出口，其特征在于平行的三根蒸發管從蒸發管進口自上而下圍繞中心隔離管呈螺旋狀排列，其下端彎曲進入中心隔離管中間，自下而上垂直延伸至蒸發管出口，螺旋狀的蒸發管節距間的空間組成自下而上的螺旋形工作氣體通道，工作氣體進口在蒸發器外殼下端的切線方向，對應于下端工作氣體通道，工作氣體出口在蒸發器外殼上端的切線方向，對應于上端工作氣體通道，蒸發器下部安置冷凝排泄裝置，工作氣體進口和工作氣體出口分別與水氫冷發電機的氫氣進出口相通，蒸發管的進口和蒸發管出口分別與制冷機進出口相通。其工作原理是濕氫氣介質從發電機氫氣出口經工作氣體進口進入螺旋形蒸發管表面吸熱降溫、凝結除濕，使氫氣達到干燥要求，并對氫氣起到提純作用，提高氫氣純度。經過干燥的氫氣從工作氣體出口進入發電機氫氣進口。平行的三根蒸發管從蒸發管進口自上而下圍繞中心隔離管呈螺旋狀排列，可以增加蒸發管冷卻干燥的有效長度，提高冷卻干燥效果。冷卻介質氟里昂通過蒸發管內部從上至下呈螺旋狀流動，工作介質通過蒸發管外部從下至上呈螺旋狀流動，兩者呈逆向熱交換，提高了換熱性能和干燥效果。中心隔離管既起到對工作氣體與蒸發管非工作段的隔離作用又對工作氣體起到自下至上圍繞中心隔離管螺旋上升的整流作用。
本實用新型中的干燥器外殼右上方安置濕度指控儀，指控儀由濕度變送器、濕度控制器和濕度指示儀組成，另外還配有濕度傳感器，濕度傳感器安置在工作氣體進口旁的氣體采集器內，通過電纜導線與濕度變送器連接。濕度指控儀對工作氣體進口的氫氣濕度進行指示，而且對本冷卻式氫氣干燥器的運行進行自動控制。濕度傳感器將采集到的工作氣體進口處的氫氣濕度信號反饋到濕度變送器，濕度變送器將信號傳送給濕度指示儀和濕度控制器。當氫氣濕度超過發電機內氫氣含濕量設定值時，濕度控制器發出信號，使干燥器運行；當氫氣濕度達到設定值時，濕度控制器發出信號，使干燥器停止運行。
本實用新型中蒸發器下部的冷凝液排泄裝置由浮球式針閥液位控制裝置、冷凝液出口、電阻式高低液位報警裝置、浮珠式液位視鏡、手動放水閥組成。冷凝液排泄裝置將蒸發器凝結下來的冷凝液通過冷凝液出口排出。冷凝液在該裝置中保持一定的液位，當液位高時，浮球通過杠桿將針閥打開，排液；當液位處于正常高度，針閥關閉，停止排液。如果浮球式針閥液位控制裝置失靈，當針閥打不開時，液位上升至危險高度，報警裝置報警，由檢修人員排除故障，防止冷凝液由蒸發器回路到發電機；當針閥關閉不了時，液位下降，當液位低于針閥出口時，報警裝置報警，示意檢修人員檢修，以防止針閥泄漏氫氣。浮珠式液位視鏡可觀察液面高度，加強液位可視性。手動式放水閥用作檢修時的泄壓排水。
本實用新型中的干燥器外殼右下方安置防爆電器開關箱，內設自動一手動切換開關和手動控制開關。該開關箱起接通或關閉電源作用。一旦自控系統失靈，可通過切換開關切換至手動控制。
本實用新型中各部件組合設計成一棵樹的變形造型，以圓柱體、半圓柱體為主。具有一定的藝術造型效果。本實用新型的每個部件既溶為一體又設計成集成塊形式，各成一體，拆裝、檢修十分方便。
本實用新型與現有技術相比具有如下明顯優點一、本實用新型為閉路內循環冷卻干燥，能有效控制發電機中氫氣含濕量，不與外界氣體接觸，非但不污染氫氣，而且還對氫氣起到提純作用，克服了原吸附式干燥器干燥效果差，吸附干燥時帶進雜質，污染氫氣的缺陷。二、本實用新型冷卻干燥采用自動控制，操作方便可靠，克服原技術中采用人工目測操作，操作動作多，容易誤操作及干燥誤差大的缺陷。三、本冷卻式干燥器在干燥過程中，不污染環境，克服了原技術中吸附劑再生時會有部份氫氣泄出，局部環境含氫量增高，對帶電觸點構成威脅的缺陷。
本實用新型適用各種大容量氫冷發電機組內的氫氣干燥，如30萬千瓦和60萬千瓦的氫冷發電機組的氫氣干燥。
現結合附圖對本實用新型的一個最佳實施例作具體說明。
圖1是本實用新型的結構主視圖。
圖中標號表示1－手動放水閥，2－浮珠式液位視鏡，3－電阻式高低液報警裝置，4－工作氣體進口，5－制冷機，6－蒸發器，7－蒸發管出口，8－蒸發管進口，9－工作氣體出口，10－蒸發管，11－濕度指控儀，12－防爆電氣開關，13－中心隔離管，14－浮球式針閥液位控制裝置，15－冷凝液出口，16－冷凝排泄裝置。
圖2是本實用新型圖1的A向側視圖。
圖中標號表示17－氣體采集器。
圖3是本實用新型圖1的B－B向的俯視圖。
本實用新型的一個最佳實施方案是參見圖1、圖2、圖3。
這種用于氫冷發電機的冷卻式氫氣干燥器，包括制冷機〔5〕，蒸發器〔6〕，蒸發器外殼上有工作氣體進口〔4〕，工作氣體出口〔9〕，蒸發器內部有蒸發管〔10〕，蒸發管進口〔8〕，蒸發管出口〔7〕。平行的三根蒸發管〔10〕從蒸發管進口〔8〕自上而下圍繞中心隔離管〔13〕呈螺旋狀排列，其下端彎曲進入中心隔離管〔13〕中間，自下而上垂直延伸至蒸發管出口〔7〕，螺旋狀的蒸發管節距間的空間組成自下而上的螺旋形工作氣體通道，工作氣體進口〔4〕在蒸發器外殼下端的切線方向，對應于下端工作氣體通道，工作氣體出口〔9〕在蒸發器外殼上端的切線方向，對應于上端工作氣體通道，蒸發器〔6〕下部安置冷凝排泄裝置〔16〕，工作氣體進口〔4〕和工作氣體出口〔9〕分別與水氫冷發電機的氫氣進出口相通，蒸發管的進口〔8〕和蒸發管出口〔7〕分別與制冷機〔5〕進出口相通。
本干燥器外殼右上方安置濕度指控儀〔11〕，它由濕度變送器、濕度控制器和濕度指示儀組成，另外還配有濕度傳感器，濕度傳感器安置在工作氣體進口〔4〕旁的氣體采集器〔17〕內，通過電纜導線與濕度變送器連接。
本干燥器的蒸發器下部的冷凝液排泄裝置〔16〕由浮球式針閥液位控制裝置〔14〕、電阻式高頻液位報警裝置〔15〕、液位視鏡〔2〕、手動放水閥〔1〕組成。
本干燥器外殼右下方安置防爆電器開關箱〔12〕，內設自動一手動切換開關和手動控制開關。
權利要求1.一種用于氫冷發電機的冷卻式氫氣干燥器，包括制冷機[5]，蒸發器[6]，蒸發器外殼上有工作氣體進口[4]，工作氣體出口[9]，蒸發器內部有蒸發管[10]，蒸發管進口[8]，蒸發管出口[7]，其特征在于平行的三根蒸發管從蒸發管進口自上而下圍繞中心隔離管[13]呈螺旋狀排列，其下端彎曲進入中心隔離管[13]中間，自下而上垂直延伸至蒸發管出口[7]，螺旋狀的蒸發管節距間的空間組成自下而上的螺旋形工作氣體通道，工作氣體進口[4]在蒸發器外殼下端的切線方向，對應于下端工作氣體通道，工作氣體出口[9]在蒸發器外殼上端的切線方向，對應于上端工作氣體通道，蒸發器[6]下部安置冷凝排泄裝置[16]，工作氣體進口[4]和工作氣體出口[9]分別與水氫冷發電機的氫氣進出口相通，蒸發管的進口[8]和蒸發管出口[7]分別與制冷機[5]進出口相通。
2.根據權利要求1所述的冷卻式氫氣干燥器，其特征在于干燥器外殼右上方安置濕度指控儀〔11〕，它由濕度變送器、濕度控制器和濕度指示儀組成，另外還配有濕度傳感器，濕度傳感器安置在工作氣體進口〔4〕旁的氣體采集器〔17〕內，通過電纜導線與濕度變送器連接。
3.根據權利要求1或2所述的冷卻式氫氣干燥器，其特征在于蒸發器〔6〕下部的冷凝排泄裝置〔16〕由浮球式針閥液位控制裝置〔14〕、冷凝液出口〔15〕、電阻式高低液位報警裝置〔3〕、浮珠式液位視鏡〔2〕、手動放水閥〔1〕組成。
4.根據權利要求3所述的冷卻式氫氣干燥器，其特征在于干燥器外殼右下方安置防爆電器開關箱〔12〕，內設自動一手動切換開關和手動控制開關。
專利摘要本實用新型涉及一種用于氫冷發電機的冷卻式氫氣干燥器，它包括制冷機(5)、蒸發器(6)、工作氣體進口(4)和出口(9)，蒸發器內部有蒸發管(10)，蒸發管進口(8)和出口(7)；平行的三根蒸發管從蒸發管進口自上而下圍繞中心隔離管呈螺旋狀排列；螺旋狀的蒸發管節距間的空間組成自下而上的螺旋形工作氣體通道。工作氣體進口(4)對應于下端工作氣體通道。工作氣體出口(9)對應于上端工作氣體通道，蒸發器(6)下部安置冷凝液排泄裝置(16)。
文檔編號H02K9/26GK2079384SQ9021543
公開日1991年6月19日 申請日期1990年11月5日 優先權日1990年11月5日
發明者袁孟寅 申請人:上海市江灣化工機械廠機電分廠