氢冷发电机的二氧化碳供给装置及其气体置换系统的制作方法

本实用新型涉及氢冷发电机技术领域，特别涉及一种氢冷发电机的二氧化碳供给装置及其气体置换系统。

背景技术：

目前，氢冷发电机在停机检修护或维修时，为避免空气和氢气混合，产生爆炸气体，需要使用二氧化碳作为中间隔离气体将氢气置换出来，达到防止发电机进油，防止发电机油水氢系统设备损坏，减少运行人员操作量，提高机组可用系数的目的。但是，现有的氢冷发电机在使用汇流排的二氧化碳置换时，液态二氧化碳从气瓶释放气体，吸收大量热量，致使换热用阀门、汇流排管道冻结，释放速度受到限制，影响机组安全，并使得气体置换时间延长，影响机组启停机时间。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提供一种氢冷发电机的二氧化碳供给装置，旨在消除气体置换时的冰冻现象，缩短机组启动并网时间。

为实现上述目的，本实用新型提出的氢冷发电机的二氧化碳供给装置包括：

充气管道，所述充气管道具有补气口和与所述氢冷发电机连通的进气口；

多个二氧化碳储气件，多个所述二氧化碳储气件并联后与所述补气口连通；

减压器，所述减压器设于所述充气管道上；

加热件，所述加热件设于所述充气管道，并位于所述补气口和所述减压器之间；及

温度检测部件，所述温度检测部件设于所述充气管道，并邻近所述减压器设置。

可选的实施例中，还包括保温件，所述保温件环设于所述加热件的外周缘。

可选的实施例中，所述保温件的材质为岩棉管、玻璃棉或真丝棉。

可选的实施例中，所述加热件为电伴热带。

可选的实施例中，所述充气管道的外周壁贴设有青稞纸，所述加热件环设于所述青稞纸的外周缘。

可选的实施例中，所述充气管道包括相连接的第一段和第二段，所述第二段远离第一段的端口为所述进气口，所述第一段远离所述第二段的端口为所述补气口，所述第一段包括两并联设置的分支管路，每一所述分支管路设有所述减压器和加热件。

可选的实施例中，所述分支管路的长度范围为600mm±10mm。

可选的实施例中，所述加热件的长度与每一所述分支管路的长度相同。

可选的实施例中，还包括控制装置，所述控制装置分别电连接加热件和温度检测部件，以根据所述温度检测部件的检测结果自动控制所述加热件的停启。

本实用新型还提出一种氢冷发电机气体置换系统，包括氢冷发电机和如上任一所述的氢冷发电机的二氧化碳供给装置，所述氢冷发电机具有与所述进气口连通的容纳腔。

本实用新型技术方案的氢冷发电机的二氧化碳供给装置包括充气管道和与其补气口连通的多个二氧化碳储气件，多个二氧化碳储气件并联设置，从而能够形成汇流排，实现集中供气，方便维修，提高生产效率和安全性。同时，在充气管道上设置有减压器和加热件，能够在气体从二氧化碳储气件中释放出来后对充气管道进行加热，从而提升其内部的气体温度，防止空气中的水凝结在管道上，进而加热后的气体流经减压器，也不会使减压器被冻结，从而保证释放速度，提高安全性，并缩短了氢冷发电机的启动并网时间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型氢冷发电机的二氧化碳供给装置一实施例的管道连接示意图；

图2为本实用新型氢冷发电机的气体置换系统一实施例的管道连接示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

二氧化碳气体作为启停机置换空气和氢气的中间隔离气体，其操作次数多，占用时间长，在整个二氧化碳气体置换时，管道及减压阀处易出现冰堵现象，通常用烤灯加热进行置换，效率较低，并且容易发生火险。本申请通过优化布置管路，在管道上安装加热件，以消除二氧化碳置换时阀门、管道出现的冰冻现象，并加装温度感应自动检测装置，当低于预设阈值时，加热件自动投入，保证管道、减压阀保持畅通状态，实现了发电机气体置换时间由原来的24小时缩短至16小时，每台机组节省置换气体时间约8小时，有效提高了工作效率，节约人力和提高安全性的同时，为检修后机组提前并网发电打下坚实基础，切实解决了公司长期以来一直困扰的安全生产难题。

请参照图1，在本实用新型实施例中，氢冷发电机的二氧化碳供给装置10包括：

充气管道11，所述充气管道11具有补气口1111和与所述氢冷发电机30连通的进气口1131；

多个二氧化碳储气件13，多个所述二氧化碳储气件13并联后与所述补气口1111连通；

减压器15，所述减压器15设于所述充气管道11上；

加热件17，所述加热件17设于所述充气管道11，并位于所述补气口1111和所述减压器15之间；及

温度检测部件19，所述温度检测部件19设于所述充气管道11，并邻近所述减压器15设置。

本实施例中，二氧化碳储气件13可以是可以移动的二氧化碳高压钢瓶，或是固定于某一位置的二氧化碳储气罐，在此不作限定。多个二氧化碳出储气件并联设置，则形成了二氧化碳气体汇流排，即将多个气体盛装的容器集合起来实现集中供气的装置，可以方便固定，简化固定装置，同时也节约空间，并能够集中检修与维护，提高工作效率和生产的安全性。多个二氧化碳储气件13的瓶口或罐口通过管道连接充气管道11的补气口1111，并在该多个管道上设置控制阀，从而控制每一二氧化碳储气件13的补气量，精准控制；或在充气管道11的补气口1111处设置控制阀，从而集中控制是否进行二氧化碳的补气，方便控制。

可以理解的，因从二氧化碳储气件13中释放的二氧化碳的压强较高，需要经过减压器15泄压后再传送至进气口1131，为氢冷发电机30供气。而在补气口1111至减压器15之间的管道中，二氧化碳吸热较多，故而在两者之间的充气管道11上设有加热件17，从而能够对该段的充气管道11进行加热，从而有效减少管道的内外结冰。此处，加热件17可以是电伴热带，如此可以直接缠绕与管道的外周缘，方便固定，且也不会占用过多的空间，加热速度快，显著提高加热效果。当然，于其他实施例中，加热件17也可以是加热电阻或者其他可以对管道进行加热的部件。

在设置有加热件17的同时还设置有温度检测部件19，该温度检测部件19设于充气管道11上，并邻近减压器15设置，从而能够随时检测减压器15周围的充气管道11的温度，能够随时了解充气管道11的温度情况，在充气管道11温度较低时，再启动加热件17，从而对充气管道11进行加热，如此，可以节约能耗，防止加热件17过度加热造成的热量浪费。温度检测部件19可以是温度传感器或热敏电阻等，在此不作限定。此外，在距离较近时，充气管道11的进气口1131可以选择直接连接于氢冷发电机30；当距离较远时，也可以再通过管道与氢冷发电机30进行衔接。

本实用新型技术方案的氢冷发电机的二氧化碳供给装置10包括充气管道11和与其补气口1111连通的多个二氧化碳储气件13，多个二氧化碳储气件13并联设置，从而能够形成汇流排，实现集中供气，方便维修，提高生产效率和安全性。同时，在充气管道11上设置有减压器15和加热件17，能够在气体从二氧化碳储气件13中释放出来后对充气管道11进行加热，从而提升其内部的气体温度，防止空气中的水凝结在管道上，进而加热后的气体流经减压器15，也不会使减压器15被冻结，从而保证释放速度，提高安全性，并缩短了氢冷发电机30的启动并网时间。

可选的实施例中，还包括保温件16，所述保温件16环设于所述加热件17的外周缘。

本实施例中，因加热件17位于充气管道11的外周缘，部分热量会与周围的空气进行交换浪费掉，故而，为了提高热量的利用率，设置加热件17的外周缘环设有保温件16，从而能够将加热件17产生的热量进行保温，使得热量慢慢散到充气管道11上，保证加热效果，并有效节约能耗。具体地，可选的实施例中，所述保温件16的材质为岩棉管、玻璃棉和真丝棉中的至少一者，例如，岩棉管具有较好的保温效果，同时还具有较好的防水性和防火性能，且岩棉管也方便安装于加热件17的外周缘，并起到固定加热件17的作用，使得结构更加稳定。

可选的实施例中，所述充气管道11的外周壁贴设有青稞纸18，所述加热件17环设于所述青稞纸18的外周缘。

本实施例中，为了进一步提高加热件17与充气管道11的换热性能，设置充气管道11与加热件17之间还夹设有青稞纸18，该青稞纸18具有良好的机械强度和介电性，并具有较好的吸湿性能，能够将加热件17的热量快速传递到充气管道11上，

可选的实施例中，所述充气管道11包括相连接的第一段111和第二段113，所述第二段113远离第一段111的端口为所述进气口1131，所述第一段111远离所述第二段113的端口为所述补气口1111，所述第一段111包括两并联设置的分支管路1113，每一所述分支管路1113设有所述减压器15和加热件17。

本实施例中，充气管道11包括相连接的第一段111和第二段113，第一段111靠近二氧化碳储气件13设置，第二端靠近氢冷发电机30设置，为了保证能够连续进行供气，设置第一段111包括两并联设置的分支管路1113，每一分支管路1113设置有减压器15和加热件17，在其中一分支管路1113需要维修或维护时，可以使用另一条分支管路1113，从而可以不影响对氢冷发电机30的供气。且，若设定多个二氧化碳储气件13为一组供气部件，则可以设置两组或三组并联的供气部件与第一段111进行连接，从而提高二氧化碳的供气储备，进一步提高集成度。

可选的实施例中，所述分支管路1113的长度范围为600mm±10mm。

本实施例中，通过加长分支管路1113的长度，能够增大补气口1111与减压器15之间的距离，从而使得从补气口1111释放的二氧化碳能够充分接收加热件17的热量，不会过多吸收空气的中热量，降低结冰或结霜的几率。

可选的实施例中，所述加热件17的长度与每一所述分支管路1113的长度相同。此处，加热件17为电伴热带时，将其缠绕与分支管路1113时，为了进一步提高加热效果，可以设置加热件17的长度与分支管路1113的长度相同，也就是将加热件17包覆整个分支管路1113，当然除去减压器15的位置，从而能够增加分支管路1113与加热件17的接触面积，使得分支管路1113的各个位置均不易结霜或结冰。

可选的实施例中，还包括控制装置，所述控制装置分别电连接加热件17和温度检测部件19，以根据所述温度检测部件19的检测结果自动控制所述加热件17的停启。

本实施例中，该控制装置可以单独设置，也可以将控制装置与所应用的产品的控制组件设置在一起，将其与加热件17和温度检测部件19同时电连接，从而能够接收温度检测部件19的检测结果，根据检测结果从而控制加热件17的启停，如此，则无需人工进行监测，实现自动化控制，节约人工成本，同时节约能源。

具体地，该控制装置的控制过程有以下步骤：

s1：接收温度检测部件19检测到的管道温度；

此处，可以设定温度检测部件19定时检测，也可以实时监测，或者实时监测，定期发送给控制装置。

s2：判断所述管道温度是否低于预设阈值；

此处，先设置预设阈值为25℃±1℃，如此，将接收到的管道温度与该预设阈值进行对比，从而判断充气管道11的温度是否过低。

s3：若是，则控制加热件17进行管道的加热；

此处，若是管道温度低于预设阈值，加热件17可以接收控制装置的进行加热的信号，从而对充气管道11进行加热，防止充气管道11的结霜或结冰。且进行加热的信号还可以设定加热时限和加热温度，例如，加热15分钟，达到所需的温度后自动停止加热。当然，也可以通过控制装置实时接收管道温度，当达到需要的温度后，向加热件17发送停止加热的信号，加热件17接收信号后停止加热。

s4：若否，则继续执行“接收温度检测部件19检测到的管道温度”的步骤。

此处，若是管道温度不低于预设阈值，则可以不进行加热，并执行继续监测管道温度的步骤，从而进行实时防控。

请结合参照图2，本实用新型还提出一种氢冷发电机30气体置换系统，包括氢冷发电机30和如上任一所述的氢冷发电机的二氧化碳供给装置10，所述氢冷发电机30具有与所述进气口1131连通的容纳腔，由于该氢冷发电机的气体置换系统100的结构包含了上述任一氢冷发电机的二氧化碳供给装置10的结构，由此带来的有效效果，在此不再赘述。

其中，氢冷发电机的气体置换系统100还包括氢气供给装置50和对氢气进行除湿干燥的除湿装置70或干燥装置90，具体的气体置换过程可参考现有的气体置换过程，在此不做赘述。该氢冷发电机的气体置换系统100通过优化布置管路、增加汇流排管道长度，在管道上安装加热件17以消除二氧化碳置换时阀门、管道出现冰冻现象，将管道进行保温，并加装温度感应自动检测装置，当低于室内温度25摄氏度时，加热件17自动投入，保证管道、减压阀的畅通状态，节省置换气体时间约8小时，按一天发电收入120万计算，提前8小时置换完毕应为公司增加经济效益40万，并有效提高了工作效率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。