内冷水箱漏氢监测采样冷却装置的制作方法

本实用新型涉及一种滤除取样气体中水蒸气的冷却装置，尤其涉及一种发电机组内冷水箱漏氢监测采样冷却装置。

背景技术：

水-氢-氢冷却式发电机组，【水】即为定子绕组及出线采用（定子冷却）水内冷却；【氢】即为转子绕组采用氢内冷；【氢】即为定子铁芯及转子本体为氢外冷的工作方式。因此，发电机设有氢系统、内冷水系统和密封油系统（为防止氢气从轴封漏出）。

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,内冷水中含氢意味着机组内氢气湿度增加。

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。其中水系统的监测尤为重要，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短路事故或对地短路事故，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具有实时监测和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。

二十五项反措（防止电力生产事故的二十五项重点要求）规定，氢冷发电机应当加装漏氢监测装置。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，漏氢监测探头（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。氢含量检测的电化学传感器，具有精度高、寿命长的优点，但也存在检测不准确的现象。

据我公司进行的市场调查发现，氢冷发电机组内冷水箱配备的漏氢监测装置（主要为电化学式监测探头）能长期正常使用的几乎没有，都存在检测结果不准确的现象。针对内冷水箱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采样存在问题。

漏氢监测装置的传感探头一般安装在内冷水箱的顶部，理论上，采样的气体应该是泄漏出来汇集在内冷水箱顶部的含氢的气体，但实际上，自内冷水箱顶部采样的气体中并不仅仅含氢气，还有来自内冷水的水蒸气，其温度约在60～70℃。

而现阶段，检测氢气的电化学传感器主要是利用隔膜来隔离水后再检测氢气的含量，但隔膜并不能完全彻底的隔离采样气体中含有的水蒸气，这样就直接造成漏氢含量检测结果的不准确，长此以往会在漏氢监测探头内部形成积水，最终导致漏氢监测探头寿命的缩短。

所以，实际采样气体需要经降温滤除水蒸气后，再进行检测，从而延长漏氢监测探头的寿命并提升工作稳定性、可靠性。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种能有效的降低内冷水箱漏氢监测采样气体中水蒸气含量的冷却装置，进而能延长漏氢监测探头的寿命并提高检测的准确性。

本实用新型采用的技术方案为：内冷水箱漏氢监测采样冷却装置，包括进气接口、自封阀、圆柱肋片散热器、多层汽水冷凝分离机构和出气接口；

圆柱肋片散热器，垂直地面放置，其内部是圆柱形空腔，圆柱形空腔下端连接自封阀的出气口，自封阀的进气口连接进气接口，圆柱形空腔上端为出气口，连接出气接口，圆柱形空腔中，从自封阀的出气口到圆柱形空腔上端的出气口，设置有多层汽水冷凝分离机构；

多层汽水冷凝分离机构包括多片分水挡板、连接杆，每片分水挡板均设有固定孔，连接杆穿过每片分水挡板的固定孔并与之固定连接，所有分水挡板都固定在连接杆上成为一个整体。

每层分水挡板之间平行设置并沿连接杆的方向规则分布，每层分水挡板上除固定孔外，还设置至少一个水蒸气透过孔，分水挡板采用倾斜设计。

圆柱肋片散热器以铝型材制作，外表面分布有“y”形散热鳍片，“y”的根部和散热器主体相连。

圆柱肋片散热器以导热性佳、质轻、易加工的金属铝型材制作，外表面分布有“y”形散热鳍片，很大程度上增加了散热器的有效散热面积，提高了散热性能。在散热器内部中空的管腔中设置有分水挡板、连接杆组成的多层汽水冷凝分离机构。

取样的气体从进气口进入后，依次进入自封阀、圆柱肋片散热器及其内腔中的多层汽水冷凝分离机构，最后经过出气接口到达漏氢监测探头。

在此过程中，自封阀是常开状态，当内冷水箱中的水位异常上升，会把自封阀的浮球顶起，自封阀关闭，水将被隔离在装置底部，以保护散热器上端与出气接口安装的漏氢监测探头不会因内冷水箱水位的异常上升而发生故障。

多层汽水冷凝分离机构对取样气起到散热冷凝的作用，即温度(60～70)℃的取样气体中大量的水蒸气在经过多层分水挡板的层层阻隔后被自然冷却成水。分水挡板采用倾斜设计，一方面可以增大接触面积，二是便于凝结在分水挡板的饱和水汇聚下流。凝结在分水挡板和管壁上的水或顺着倾斜的分水挡板或沿着散热器内部中空的管壁回流至内冷水箱。

经过散热器和多层汽水冷凝分离机构的综合冷却，最后到达氢气含量传感器的采样气体中的水蒸气被有效冷却和隔离，从而保证氢气含量监测的准确性和可靠性。

现场实施时，将该装置通过球阀安装在内冷水箱顶部，正常工作时球阀保持常开状态，该装置需要检修或者更换时关闭球阀即可拆卸，从而进行维护。

本实用新型有效的降低了内冷水箱中取样气体的水汽含量，提高了漏氢监测探头检测结果的准确度的可靠性，有效延长了漏氢监测探头的使用寿命，同时还减少了企业的维护成本和维护人员的工作量。

附图说明

图1为本实用新型的内部结构示意图；

图2为本实用新型中散热器的横截面结构图；

图3为本实用新型的现场安装示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型内冷水箱漏氢监测采样冷却装置，包括进气接口1、自封阀2、圆柱肋片散热器3、多层汽水冷凝分离机构4和出气接口5；

圆柱肋片散热器3，竖直放置，其内部是圆柱形空腔，圆柱形空腔下端连接自封阀2的出气口，自封阀2的进气口连接进气接口1，圆柱形空腔上端为出气口连接出气接口5，圆柱形空腔中，从自封阀2的出气口到圆柱形空腔上端的出气口，设置有多层汽水冷凝分离机构4；

多层汽水冷凝分离机构4包括多片分水挡板6、连接杆7，每片分水挡板6上均设有固定孔9，连接杆7穿过每片分水挡板6的固定孔9并与之固定连接，所有分水挡板6都固定在连接杆7上成为一个整体。

每片分水挡板7之间平行设置并沿连接杆8的方向规则分布，每片分水挡板7上除固定孔8外，还设置至少一个水蒸气透过孔10，分水挡板7采用倾斜设计。

圆柱肋片散热器3以铝型材制作，外表面分布有“y”形散热鳍片11，“y”的根部和散热器主体相连。

圆柱肋片散热器3，以导热性佳、质轻、易加工的金属铝型材制作，外表面分布有“y”形散热鳍片11，很大程度上增加了散热器的有效散热面积，提高了散热性能。

取样的气体从进气接口1进入后，依次进入自封阀2、圆柱肋片散热器3及其内腔中的多层汽水冷凝分离机构4，最后经过出气接口5到达漏氢监测探头10。

在此过程中，自封阀2是常开状态，当内冷水箱中的水位异常上升，会把自封阀内部的浮球顶起，自封阀2关闭，水被隔离在装置底部，以保护散热器3上端出气接口5安装的漏氢监测探头10不会因内冷水箱水位的异常上升而发生故障。

多层汽水冷凝分离机构4对取样气起到散热冷凝的作用，温度(60～70)℃的取样气体中大量的水蒸气在经过多层分水挡板的层层阻隔后被自然冷却成水。分水挡板6采用倾斜设计，一方面可以增大接触面积，二是便于凝结在分水挡板表面的饱和水快速汇聚下流。凝结在分水挡板6和管壁上的水或顺着倾斜的分水挡板6或沿着散热器内部中空的管壁回流至内冷水箱。

经过圆柱肋片散热器3和多层汽水冷凝分离机构4的综合冷却，最后到达漏氢监测探头10的采样气体中的水蒸气被有效隔离，从而保证漏氢监测的准确性和可靠性。

上述实施例中，自封阀2下端和进气接口1，散热器3内部的圆柱形空腔上端和出气接口5，均选用螺纹连接，使安装和维护更简便。

图3中，现场实施时，将该装置通过球阀12安装在内冷水箱顶部，正常工作时球阀12保持常开状态，该装置需要检修或者更换时关闭球阀12即可拆卸，从而进行维护。

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。