水轮发电机组热风再利用系统的制作方法

本实用新型涉及水利工程设施技术领域，具体而言，涉及一种水轮发电机组热风再利用系统。

背景技术：

水电站是能将水能转换为电能的综合工程设施，其主厂房主要包括蜗壳下层、球阀层、水机层、中间层、发电机层和中控室。在海拔或纬度较高的地区，冬季时间较长，冬季温度偏低，球阀层和水机层温度低，冷却水管及仪表在低温环境下容易结冰，流动困难，导致冷却系统失效。现有技术中，常采用碘钨灯或电加热器热辐射系统，保证冷却水的流动性。但是现有的这种系统存在能耗较高、具有火灾和触电安全隐患等问题，给现场管理造成严重影响。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，考虑到当发电机组运行期间，其定子绕组的温度维持在60℃以上，轴瓦的温度维持在50℃以上，因此本实用新型提供了一种水轮发电机组热风再利用系统，其利用上述热能对现有热辐射系统需要加热的区域进行加热，以替代现有的热辐射系统。

为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种水轮发电机组热风再利用系统，包括从发电机层抽风的送风主管、设置在所述送风主管上的第一风机、向所述发电机层排风的回风主管、设置在所述回风主管上的第二风机、一端连通所述送风主管另一端连通球阀层的第一送风支管、一端连通所述球阀层另一端连通所述回风主管的第一回风支管、一端连通所述送风主管另一端连通水机层的第二送风支管以及一端连通所述水机层另一端连通所述回风主管的第二回风支管。

本技术方案中，发电机层的发电机组运行期间，被加热的高温空气通过送风主管和各送风支管分别被通入球阀层和水机层，用于为其中的冷却水管加温，防止冷却水结冰；之后被吸收热量的空气再通过回风主管和各回风支管返回至发电机层以再次被加热。整套热风再利用系统处于动态平衡的循环状态，节能环保且安全可靠。

进一步地，所述水轮发电机组热风再利用系统还包括空气滤清器，所述空气滤清器设置在所述送风主管的进风口处。本改进技术方案中，通过设置所述空气滤清器，可以净化和吸收热风中雾化的少量透平油，使热风更清洁卫生。

进一步地，所述水轮发电机组热风再利用系统还包括控制器、设置在所述第一送风支管上的第一电动阀门、设置在所述球阀层内的第一温度传感器、设置在所述第二送风支管上的第二电动阀门以及设置在所述水机层内的第二温度传感器；

所述第一温度传感器、第一电动阀门、第二温度传感器和第二电动阀门均与所述控制器电连接，所述控制器用于根据所述第一温度传感器的检测信号控制所述第一电动阀门的开闭状态，根据所述第二温度传感器的检测信号控制所述第二电动阀门的开闭状态。

本改进技术方案中，整套热风再利用系统的自动化程度更高，且通过控制，使球阀层和水机层的温度可在一定范围内恒温。

进一步地，所述水轮发电机组热风再利用系统还包括一端连通所述送风主管另一端连通中控室的第三送风支管、一端连通所述中控室另一端连通所述回风主管的第三回风支管、设置在所述第三送风支管上的第三电动阀门以及设置在所述中控室内的第三温度传感器；

所述第三温度传感器和第三电动阀门均与所述控制器电连接，所述控制器还用于根据所述第三温度传感器的检测信号控制所述第三电动阀门的开闭状态。

本改进技术方案中，中控室在冬季也可利用热风进行加温和保温，可以降低对暖气和空调器的使用，进一步节能减排。

进一步地，所述水轮发电机组热风再利用系统还包括用于笼罩冷却水仪表的仪表保温箱、一端连通所述送风主管另一端连通所述仪表保温箱的第四送风支管、一端连通所述仪表保温箱另一端连通所述回风主管的第四回风支管、设置在所述第四送风支管上的第四电动阀门以及设置在所述仪表保温箱内的第四温度传感器；

所述第四温度传感器和第四电动阀门均与所述控制器电连接，所述控制器还用于根据所述第四温度传感器的检测信号控制所述第四电动阀门的开闭状态。

本改进技术方案中，冷却水仪表也可以利用热风加温和保温，使全套水冷系统都可以处于不结冰温度环境内。

优选的，所述仪表保温箱包括由不锈钢制成的箱体和包裹所述箱体的橡塑保温材料层，所述箱体上开设有透明的观察窗口。本优选技术方案中，不锈钢制成的箱体作为骨架，具有较强的机械性能；橡塑保温材料层保证热量不会快速散失；设置观察窗口的作用在于观察仪表参数。

优选的，所述第四送风支管与仪表保温箱的连通点位于所述仪表保温箱的底部，所述第四回风支管与仪表保温箱的连通点位于所述仪表保温箱的顶部。本优选技术方案中，两个连通点一上一下地设置，可以使热风完整地流通弥漫整个仪表保温箱，使整个仪表保温箱均匀加温保温，最大化地利用热风热量。

优选的，所述送风主管包括由不锈钢制成的管体和包裹所述管体的橡塑保温材料层，所述回风主管包括由不锈钢制成的管体和包裹所述管体的橡塑保温材料层。本优选技术方案中，不锈钢制成的管体作为骨架，具有较强的机械性能；橡塑保温材料层保证热量不会快速散失。

进一步地，所述水轮发电机组热风再利用系统还包括设置在所述第一送风支管上的第一电动阀门、设置在所述球阀层内的第一温度传感器和第一控制器、设置在所述第二送风支管上的第二电动阀门以及设置在所述水机层内的第二温度传感器和第二控制器；

所述第一温度传感器和第一电动阀门均与所述第一控制器电连接，所述第一控制器用于根据第一温度传感器的检测信号控制所述第一电动阀门的开闭状态；所述第二温度传感器和第二电动阀门均与所述第二控制器电连接，所述第二控制器用于根据第二温度传感器的检测信号控制所述第二电动阀门的开闭状态。

本改进技术方案中，整套热风再利用系统的自动化程度更高，通过控制，使球阀层和水机层的温度可在一定范围内恒温。且主厂房的每层均对应设置有相应的控制器，使各温度传感器和电动阀门与控制器的连接更简单方便。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、发电机层的发电机组运行期间，被加热的高温空气通过送风主管和各送风支管分别被通入球阀层和水机层，用于为其中的冷却水管加温，防止冷却水结冰；之后被吸收热量的空气再通过回风主管和各回风支管返回至发电机层以再次被加热。整套热风再利用系统处于动态平衡的循环状态，节能环保且安全可靠。

2、所述水轮发电机组热风再利用系统结构简单，安装方便，可以在不破坏现有水电站主厂房的整体结构的条件下安装和拆卸，具有很好的适应性和实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简要介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关附图。

图1所示为实施例1中提供的水轮发电机组热风再利用系统的结构示意图。

图2所示为实施例1中提供的又一种水轮发电机组热风再利用系统的结构示意图。

图3所示为实施例1中提供的再一种水轮发电机组热风再利用系统的结构示意图。

图4所示为实施例1中所述的仪表保温箱的剖面示意图。

图5所示为实施例2中提供的水轮发电机组热风再利用系统的结构示意图。

图中标号说明：

10-送风主管；11-第一风机；12-第一送风支管；13-第二送风支管；14-第三送风支管；15-第四送风支管；20-回风主管；21-第二风机；22-第一回风支管；23-第二回风支管；24-第三回风支管；25-第四回风支管；30-空气滤清器；41-第一温度传感器；42-第一电动阀门；43-第二温度传感器；44-第二电动阀门；45-第三温度传感器；46-第三电动阀门；47-第四温度传感器；48-第四电动阀门；50-仪表保温箱；51-箱体；52-橡塑保温材料层；53-观察窗口；61-第一控制器；62-第二控制器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

实施例1：

请参阅图1所示，本实施例提供了一种水轮发电机组热风再利用系统，其包括从发电机层抽风的送风主管10、设置在所述送风主管10上的第一风机11、向所述发电机层排风的回风主管20、设置在所述回风主管20上的第二风机21、一端连通所述送风主管10另一端连通球阀层的第一送风支管12、一端连通所述球阀层另一端连通所述回风主管20的第一回风支管22、一端连通所述送风主管10另一端连通水机层的第二送风支管13以及一端连通所述水机层另一端连通所述回风主管20的第二回风支管23。

其中，所述第一风机11和第二风机21均可选用轴流风机，两个轴流风机的安装方向相反，以分别实现用于抽风和排风。

使用时，发电机层的发电机组运行期间，被加热的高温空气通过送风主管10和各送风支管分别被通入球阀层和水机层，用于为其中的冷却水管加温，防止冷却水结冰；之后被吸收热量的空气再通过回风主管20和各回风支管返回至发电机层以再次被加热。整套热风再利用系统处于动态平衡的循环状态，节能环保且安全可靠。

请参阅图1所示，考虑到发电机层的热风中会有少量的雾化透平油，为了使通入球阀层和水机层的热风更加清洁卫生，可以在送风主管10的进风口处设置空气滤清器30，以净化和吸收热风中雾化的少量透平油。

请参阅图1所示，为了提高整套水轮发电机组热风再利用系统的自动化程度，使球阀层和水机层内的温度在一定范围内浮动，本实施例中，可以在球阀层内设置第一温度传感器41，在第一送风支管12上设置第一电动阀门42，在水机层内设置第二温度传感器43，在第二送风支管13上设置第二电动阀门44。相应的，所述水轮发电机组热风再利用系统还包括控制器，所述第一温度传感器41、第一电动阀门42、第二温度传感器43和第二电动阀门44均与所述控制器电连接，所述控制器用于根据所述第一温度传感器41的检测信号控制所述第一电动阀门42的开闭状态，根据所述第二温度传感器43的检测信号控制所述第二电动阀门44的开闭状态。例如，所述第一电动阀门42和第二电动阀门44均可选用电磁阀，当控制器向电磁阀输出开关量使电磁阀的驱动线圈得电，则电磁阀打开通入热风；控制器输出的开关量断开后，电磁阀的驱动线圈失电，电磁阀关闭。例如，所述第一温度传感器41和第二温度传感器43均可选用pt100型温度传感器，所述控制器可选用51单片机。

使用时，例如当第一温度传感器41检测的温度低于5℃时，控制器控制第一电动阀门42打开，当第一温度传感器41检测的温度高于15℃时，控制器控制第一电动阀门42关闭。对于第二温度传感器43和第二电动阀门44的控制方法，同上。应当理解的，上述控制方法为现有成熟技术，也不作为本实用新型的发明点，因此对于上述控制方法，本实用新型不再赘述。

请参阅图2所示，考虑到冬季气温寒冷，中控室中为了保障工作人员具有良好的工作环境，常需要使用暖气或空调器。为了减少对暖气和空调器的使用，进一步提高节能减排效果，本实施例中，所述水轮发电机组热风再利用系统还可以包括一端连通所述送风主管10另一端连通中控室的第三送风支管14、一端连通所述中控室另一端连通所述回风主管20的第三回风支管24、设置在所述第三送风支管14上的第三电动阀门46以及设置在所述中控室内的第三温度传感器45；所述第三温度传感器45和第三电动阀门46均与所述控制器电连接，所述控制器还用于根据所述第三温度传感器45的检测信号控制所述第三电动阀门46的开闭状态。

使用时，例如当第三温度传感器45检测的温度低于15℃时，控制器控制第三电动阀门46打开，当第三温度传感器45检测的温度高于25℃时，控制器控制第三电动阀门46关闭。

请参阅图3所示，考虑到冷却水仪表作为水冷系统的一部分，为了使全套水冷系统都可以处于不结冰温度环境内，本实施例中，所述水轮发电机组热风再利用系统还可以包括用于笼罩冷却水仪表的仪表保温箱50、一端连通所述送风主管10另一端连通所述仪表保温箱50的第四送风支管15、一端连通所述仪表保温箱50另一端连通所述回风主管20的第四回风支管25、设置在所述第四送风支管15上的第四电动阀门48以及设置在所述仪表保温箱50内的第四温度传感器47；所述第四温度传感器47和第四电动阀门48均与所述控制器电连接，所述控制器还用于根据所述第四温度传感器47的检测信号控制所述第四电动阀门48的开闭状态。

请参阅图4所示，所述仪表保温箱50可以设计为圆筒状结构，所述仪表保温箱50可以包括由不锈钢制成的箱体51和包裹所述箱体51的橡塑保温材料层52，所述箱体51上开设有透明的观察窗口53。例如，所述橡塑保温材料层52可由发泡聚乙烯材料、硬质聚氨酯或人造海绵等材料制成；所述观察窗口53可选用低密度聚乙烯LDPE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC、聚苯乙烯PS、丙烯腈苯乙烯共聚物SAN、透明ABS、对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚碳酸酯PC或有机玻璃PMMA等透明材料制成。图4中，所述第四送风支管15与仪表保温箱50的连通点位于所述仪表保温箱50的底部，所述第四回风支管25与仪表保温箱50的连通点位于所述仪表保温箱50的顶部，且两连通点还分别位于仪表保温箱50的相对立的两侧。可以使热风完整地流通弥漫整个仪表保温箱50，使整个仪表保温箱50均匀加温保温，最大化地利用热风热量。

本实施例中，所述送风主管10可以包括由不锈钢制成的管体和包裹所述管体的橡塑保温材料层52。所述回风主管20也可以包括由不锈钢制成的管体和包裹所述管体的橡塑保温材料层52。其中，不锈钢制成的管体作为骨架，具有较强的机械性能；橡塑保温材料层52保证热量不会快速散失。

实施例2：

请参阅图5所示，本实施例提供了一种水轮发电机组热风再利用系统，其包括实施例1中所述的所有技术特征。但与实施例1不同的是，实施例1中仅具有一个控制器，而本实施例中在球阀层和水机层分别设置有第一控制器61和第二控制器62，具体结构如下所述：

所述水轮发电机组热风再利用系统还包括设置在所述第一送风支管12上的第一电动阀门42、设置在所述球阀层内的第一温度传感器41和第一控制器61、设置在所述第二送风支管13上的第二电动阀门44以及设置在所述水机层内的第二温度传感器43和第二控制器62；所述第一温度传感器41和第一电动阀门42均与所述第一控制器61电连接，所述第一控制器61用于根据第一温度传感器41的检测信号控制所述第一电动阀门42的开闭状态；所述第二温度传感器43和第二电动阀门44均与所述第二控制器62电连接，所述第二控制器62用于根据第二温度传感器43的检测信号控制所述第二电动阀门44的开闭状态。其中，第一温度传感器41和第二温度传感器43的选型可同于实施例1；第一控制器61和第二控制器62的选型也可以同于实施例1。

本实施例中，整套热风再利用系统的自动化程度更高，通过控制，使球阀层和水机层的温度可在一定范围内恒温。且主厂房的每层均对应设置有相应的控制器，使各温度传感器和电动阀门与控制器的连接更简单方便。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员，在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应该涵盖在本实用新型的保护范围内。