专利名称：氢冷汽轮发电机双流环密封油系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种密封油系统，尤其是一种氢冷汽轮发电机双流环密封油系 统。
背景技术：
目前国内300MW、600MW氢冷发电机组大多采用的是双流环密封油系统，采用双流 环密封油系统的机组普遍存在运行氢气纯度下降快，提纯用氢量大和运行氢气纯度参数只 能维持在较低的状态下运行的问题，不得不频繁采用排氢——补氢的方式来提高发电机运 行氢气的纯度，这不但浪费了大量的人力、物力，而且也严重影响着机组的安全性和经济 性，因此双流环密封油系统还需进一步完善。密封油系统原理采用氢气冷却的发电机组，为了防止发电机内部氢气通过转子与端盖处的间隙向 外泄漏，在发电机端盖处设置了专门的密封装置；目前大多采用双流环密封油系统，此系统 由空侧油和氢侧油两个相对独立的供油系统组成，其原理如图1所示，空侧和氢侧两路油， 被分别供给轴密封瓦上的二个环状配油槽，形成两道密封油环来阻止发电机内氢气的外 逸，然后油沿转子轴向穿过密封瓦内径与转轴间的间隙流出。如果这两个油路中的供油油 压在密封瓦处恰好相等，油就不会在二条配油槽之间的间隙中窜流；通常只要密封油压始 终保持高于机内气体压力，便可防止氢气从发电机逸出。氢侧油路供给的油则将沿转轴和 密封瓦之间的间隙流向氢侧并流入消泡箱。而空侧的油路供给的油则将沿转轴和密封瓦之 间的间隙流往空侧的空侧回油箱。密封油系统的功能及特点(a)、向密封瓦提供二个独立循环的密封油源，防止发电机内压力气体沿轴泄漏。(b)、保证密封油油压始终高于机内气体压力0.084Mpa，并确保密封瓦内氢侧与 空侧油压维特相等，其差压限定在允许范围内。(C)通过冷却器冷却密封油，从而带走因密封瓦与轴之间的摩擦损耗而产生的热 量，确保瓦温与油温控制在要求范围之内。(d)通过滤油器，去除油中杂物，保证密封油的清洁度。空侧密封油油路由交流电动机驱动空侧密封油泵，从空侧回油箱取得油源，它把一部分油泵入油 冷却器、滤油器、密封瓦的空侧，另一部分油则经过主差压阀流到油泵进油侧。通过主差压 阀的调节将密封瓦处的空侧密封油油压始终保持在高出发电机内气体压力0. 084Mpa的水 平上。另外空侧直流备用泵以相同的方式循环。氢侧密封油油路氢侧密封油油路中的油泵从氢侧回油箱取得油源，它把一部分油经油冷却器、滤 油器、平衡阀泵往密封瓦的氢侧。在油泵旁装有旁路管道，通过旁路阀对氢侧油压进行粗 调。氢侧油路的油压则通过平衡阀进行细调，并使之自动跟踪空侧油压，以达到基本相同的水平。另外氢侧直流泵并联在交流泵的两端，使氢侧直流泵以相同的方式循环。氢气纯度低的危害(1)、如果氢气纯度下降至爆炸范围内(4%——74%)，在一定的条件下可能会引起 发电机内的氢气爆炸；氢气纯度不合格还会导致冷却效率降低，而造成机内构件的局部过 热；有害气体的存在还会造成绝缘老化、铁芯及其金属部件的腐蚀。(2)、如果氢气纯度下降，气体密度将增大，这增加了发电机的通风损耗，降低了发 电机的运行效率(一般氢气纯度每下降1%，发电机的通风损耗约增加11%);同时为了提高发 电机氢气纯度，不得不排氢一补氢，增加了提纯用氢量，影响了发电机组的运行经济性， 给发电厂造成了较大的经济损失；氢气纯度下降的原因分析由于平衡阀是机械调节的形式，在运行中，平衡阀活塞和油缸之间间隙很小，只有 0. 03mm，稍有杂质就可能造成活塞的运动阻力增大，甚至卡死，致使平衡阀调节精度变差， 不能有效维持空、氢侧密封油压力的平衡，造成空、氢侧密封油窜油量增大，而使发电机氢 气纯度下降；空侧密封油和氢侧密封油压力的不平衡，不可避免的导致空侧油与氢侧油相互之 间存在窜油，其交换点在密封瓦和氢侧回油箱两处，交换过程如下当空侧密封油压力高于 氢侧密封油压力时，空侧密封油在密封瓦处向氢侧窜油，空侧密封油中含有的空气和水份 等气体会进人发电机消泡箱内，在消泡箱内扩容后逸入发电机内而降低氢气的纯度，由于 空侧油窜向了氢侧油，所以氢侧回油箱油位将升高而使排油阀打开，氢侧油排向空侧泵入 口 ；当氢侧密封油压力高于空侧密封油压力时，氢侧密封油在密封瓦处窜向空侧，这将导致 氢侧回油箱的油位下降，氢侧回油箱补油阀自动打开补油，含有空气和水份的空侧密封油 进人氢侧回油箱，经氢侧油泵升压进人密封瓦后，再在发电机消泡箱内扩容逸入发电机内 而降低氢气的纯度。由此可见，不管是空侧密封油压力高于氢侧密封油压力，还是氢侧密封 油压力高于空侧密封油压力，都将导致空侧密封油和氢侧密封油的互窜，使含有空气和水 份的空侧密封油窜人氢侧密封油而降低发电机机内氢气的纯度。
发明内容本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种可减少油中溶解的气 体、水份进入发电机内的进入量，保证发电机在很高的氢气纯度状态下长期运行的氢冷汽 轮发电机双流环密封油系统。为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案一种氢冷汽轮发电机双流环密封油系统，包括氢侧密封油路和空侧密封油路，在 氢侧密封油路上滤油器和密封瓦之间的油路上连接有差压阀；在空侧密封油路上分支出一 补油管路，补油管路上依次串接节流孔和氢侧油箱补油阀后与氢侧回油箱连通，节流孔与 氢侧油箱补油阀之间的补油管路上并联有真空净油机。所述真空净油机包括进油管路、真空油箱、出油管路和出气管路，所述进油管路上 依次串接进油截止阀、进油电磁阀、电加热器后从真空油箱的一侧下部伸入其内，且进油管 路依次再与真空油箱内的真空油箱浮球阀、旋转雾化喷嘴串接，真空油箱内雾化喷嘴下部 设有淋雨盘；真空油箱的底部引出有出油管路，出油管路上依次串接有供油泵、滤油器、单向阀和出油截止阀后与补油管路接通；在供油泵出口与真空油箱之间连接有溢流阀；真空 油箱侧面上部分别装设有光电开关和进气电磁阀，真空油箱一侧面上设有液位开关；真空 油箱顶部的引出有出气管路，出气管路上依次串接有冷凝器、真空电磁阀和真空泵，在冷凝 器底部装有排污阀。本实用新型采用把平衡阀改为差压阀，调整差压阀使氢侧油压始终高于空侧油压 一微小压差值，这样在密封瓦处氢侧油窜向空侧，杜绝了空侧油中溶解的空气、水份进入发 电机的可能；另外，由于氢侧油窜向空侧导致氢侧回油箱油位降低，补油阀打开，使空侧油 始终向氢侧回油箱补油，在补油管路上并接一台真空净油机(采取并接方式原因是，当净油 机退出运行时，发电机还可以维持运行，不会停机)，提前对补入氢侧回油箱的空侧油进行 真空净化，除去油中的气体、水份，经过以上改进可大大减少油中溶解的气体、水份进入发 电机内的进入量，从而保证发电机在很高的氢气纯度状态下长期运行。
图1是背景技术中现有技术原理图；图2是本实用新型结构原理图；图3是真空净油机结构原理图；其中1.节流孔，2.进油截止阀，3.进油电磁阀，4.电加热器，5.真空油箱浮球阀， 6.旋转雾化喷嘴，7.淋雨盘，8.供油泵，9.滤油器，10.单向阀，11.出油截止阀，12.真空油 箱，13.冷凝器，14.真空电磁阀，15.真空泵，16.溢流阀，17.补油管路，18.氢侧油箱补油 阀，19.氢侧回油箱，20.空侧供油管路，21.液位开关，22.进油管路，23.出油管路，24.出 气管路，25.排污阀，26.光电开关，27.进气电磁阀，28.转子，29.密封瓦，30.消泡箱， 31.氢侧交流油泵，32.氢侧直流油泵，33.氢侧旁路阀，34.氢侧冷油器，35.氢侧滤油器， 36.压差阀，37.空侧回油箱，38.空侧交流油泵，39.空侧直流油泵，40.主压差阀，41.空侧 冷油器，42.空侧滤油器，43.高压备用油源，44.低压备用油源，45.备用压差阀，46.氢侧油 箱排油阀，47.真空净油机，48.平衡阀。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明图2、图3所示，一种氢冷汽轮发电机双流环密封油系统，包括氢侧密封油路和空 侧密封油路，在氢侧密封油路上氢侧滤油器35和密封瓦29之间的油路上连接差压阀36 ； 在空侧密封油路上分支出一补油管路17，补油管路17上依次串接节流孔1和氢侧油箱补油 阀18后与氢侧回油箱19连通，节流孔1与氢侧油箱补油阀18之间的补油管路17上并联 有真空净油机47，且真空净油机47的进油管路22和真空净油机47的出油管路23分别连 接在补油管路17上的靠近节流孔1和氢侧油箱补油阀18处。真空净油机47进油管路22上依次串接进油截止阀2、进油电磁阀3、电加热器4 后自侧下部伸入真空油箱12，然后又依次串接真空油箱浮球阀5、旋转雾化喷嘴6，真空油 箱12内设有淋雨盘7 ；净化装置出油管路23自真空油箱12下部引出，依次串接有供油泵 8，滤油器9，单向阀10，出油截止阀11，然后与补油管路17接通；在供油泵8出口与真空油 箱12之间连接有溢流阀16 ；真空油箱12侧上部装设有光电开关26和进气电磁阀27，真空油箱12 —侧面上设有液位开关21，真空油箱12的出气管路24自真空油箱12上部引出，依 次串接有冷凝器13、真空电磁阀14、真空泵15，在冷凝器13底部装有排污阀25。真空净油机47的其工作原理是空侧供油管路20内的空侧油流经补油管路17上的节流孔1后，由于真空泵15的 抽吸作用，空侧油会首先进入真空净油机47进油管路22内，依次流经进油截止阀2、进油电 磁阀3、电加热器4、真空油箱浮球阀5，然后被旋转雾化喷嘴6雾化，这样在真空油箱12内 的真空状态作用下，油中的气体和水份被脱出，达到净化的目的，淋雨盘7可以增加油液的 脱气面积，使油液进一步得到净化。油中脱出的气(汽)体依次通过冷凝器13、真空电磁阀14后，被真空泵15排出；被 冷凝的污液流到冷凝器13底部，经排污阀25排出，油液在真空状态下会产生大量的气泡， 当真空油箱12内的气泡高度超过光电开关26的安装高度时，光电开关26会控制进气电磁 阀27打开，使一小部分空气进入真空油箱12内，消除真空油箱12内的气泡，防止油液被真 空泵15排出。经过净化的油液被供油泵8抽出，依次流经滤油器9，单向阀10，出油截止阀11，然 后流入补油管路17，由于在设计时供油泵8的出口流量大于氢侧回油箱19所需的补油量， 所以流入补油管路17内被净化的油液一部分通过氢侧油箱补油阀18补入氢侧回油箱19， 另一部分则与流经节流孔1的空侧补油汇合再次进入真空油箱12内进行真空净化处理；这 样就可以确保补入氢侧回油箱19内的油液是经过脱气(汽)后洁净的油，从而保证了发电机 氢气纯度可以维持在很高的状态下长期运行，提高了发电机运行的安全性和经济性。节流孔1可以缩小补油管路17的通流面积，防止已经净化的油液混流入空侧供油 管路20内，而降低净化装置的效率。真空净油机47投入运行时，若真空油箱12内的油位过高，则液位开关21动作，使 真空净油机47断电停运，真空电磁阀14和进油电磁阀3均关闭，防止了油液的泄漏，单向 阀10可以防止油液倒流入真空油箱12内，溢流阀16起保护供油泵8的作用，防止泵超压 运行；当真空净油机47由于某种原因停运时，空侧供油管路20内的空侧油也会直接通过节 流孔1、氢侧油箱补油阀18补入氢侧回油箱19，继续维持发电机组的运行，不至于引起停机 事故。氢冷发电机组双流环密封油系统分空侧和氢侧二个油路，分别将油供给密封瓦29 上的二个环状配油槽内，形成空侧和氢侧两道密封油环来阻止发电机内氢气的外逸，油沿 轴向穿过密封瓦29内径与转子28间的间隙流出。空侧密封油油路由空侧交流油泵38从空侧回油箱37取得油源，它把一部分油泵入空侧冷油器 41、空侧滤油器42后注入密封瓦29的空侧，另一部分油则经过主差压阀40流到油泵进油 侧。通过主差压阀40将密封瓦29处的空侧密封油油压始终保持在高出发电机内气体压力 0.084Mpa的水平上。另外空侧直流油泵39以相同的方式循环。在空侧交流油泵38与空侧 冷油器41之间的油路上连接有并联的高压备用油源43和低压备用油源44，高压备用油源 43和低压备用油源44与前述油路连接处设有备用压差阀45。氢侧密封油油路氢侧密封油油路中的油泵从氢侧回油箱19取得油源，它把一部分油经氢侧冷油器34、氢侧滤油器35、差压阀36后泵往密封瓦29的氢侧。在油泵旁装有旁路管道，通过其 上的氢侧旁路阀33对氢侧油压进行粗调。氢侧油路的油压则通过差压阀36进行细调，并 使之自动跟踪空侧油压，使氢侧油压始终高于空侧油压一微小压差值。另外氢侧直流油泵 32并联在氢侧交流油泵31的两端，使氢侧直流油泵32以相同的方式循环。氢侧回油箱19 底部设有氢侧油箱排油阀46，氢侧油箱排油阀46通过油路与空侧交流油泵38入口油路相 连，一但氢侧回油箱19油位过高，氢侧油箱排油阀46自动打开，油就排向空侧交流油泵38 的入口。 本实用新型采用把平衡阀48改为差压阀36，调整差压阀36使氢侧油压始终高 于空侧油压一微小压差值，这样在密封瓦29处氢侧油窜向空侧，杜绝了空侧油中溶解的空 气、水份进入发电机的可能；避免了空侧密封油在密封瓦29处向氢侧窜油，空侧密封油中 含有的空气和水份等气体会进人发电机消泡箱30内，在消泡箱30内扩容后逸入发电机内 而降低氢气的纯度。另外，由于氢侧油窜向空侧导致氢侧回油箱19油位降低，氢侧油箱补 油阀18打开，使空侧油始终向氢侧回油箱19补油，在补油管路17上并接一台真空净油机 47 (采取并接方式原因是，当真空净油机47退出运行时，发电机还可以维持运行，不会停 机)，提前对补入氢侧回油箱19的空侧油进行真空净化，除去油中的气体、水份，经过以上改 进可大大减少油中溶解的气体、水份进入发电机内的进入量，从而保证发电机在很高的氢 气纯度状态下长期运行。
权利要求一种氢冷汽轮发电机双流环密封油系统，包括氢侧密封油路和空侧密封油路，其特征在于在氢侧密封油路上滤油器和密封瓦之间的油路上连接有差压阀；在空侧密封油路上分支出一补油管路，补油管路上依次串接节流孔和氢侧回油箱补油阀后与氢侧回油箱连通，节流孔与氢侧回油箱补油阀之间的补油管路上并联有真空净油机。
2.根据权利要求1所述的氢冷汽轮发电机双流环密封油系统，其特征在于所述真空 净油机包括进油管路、真空油箱、出油管路和出气管路，所述进油管路上依次串接进油截止 阀、进油电磁阀、电加热器后从真空油箱的一侧下部伸入其内，且进油管路依次再与真空油 箱内的真空油箱浮球阀、旋转雾化喷嘴串接，真空油箱内雾化喷嘴下部设有淋雨盘；真空油 箱的底部引出有出油管路，出油管路上依次串接有供油泵、滤油器、单向阀和出油截止阀后 与补油管路接通；在供油泵出口与真空油箱之间连接有溢流阀；真空油箱侧面上部分别装 设有光电开关和进气电磁阀，真空油箱一侧面上设有液位开关；真空油箱顶部引出有出气 管路，出气管路上依次串接有冷凝器、真空电磁阀和真空泵，在冷凝器底部装有排污阀。
专利摘要本实用新型涉及一种氢冷汽轮发电机双流环密封油系统，包括氢侧密封油路和空侧密封油路，在氢侧密封油路上滤油器和密封瓦之间的油路上连接有差压阀；在空侧密封油路上分支出一补油管路，补油管路上依次串接节流孔和氢侧油箱补油阀后与氢侧回油箱连通，节流孔与氢侧油箱补油阀之间的补油管路上并联有真空净油机。本实用新型可大大减少油中溶解的气体、水份进入发电机内的进入量，从而保证发电机在很高的氢气纯度状态下长期运行。
文档编号F01D15/10GK201682346SQ201020202358
公开日2010年12月22日 申请日期2010年5月25日 优先权日2010年5月25日
发明者王彦军 申请人:王彦军