外置温差水循环冷凝式油槽可调卸压过滤装置
技术领域：
本实用新型是一种用于水轮发电机组轴承润滑冷却油槽卸压装置。
背景技术：
水轮发电机组轴承润滑透平油油槽在水轮发电机运行机械撞击透平油产生膨化油雾和油烟，在油槽内形成膨化压力。膨化产生的压力导致油雾在油动静密封处向外溢出，污染发电机定子和转子线圈，严重损害发电机工作寿命。目前，现有技术为解决因膨化压力导致油雾外溢的技术方案基本都是在油槽盖上采用简易呼吸器和带有风机的油雾净化机技术方案，这两种技术方案都存在技术缺陷：呼吸器都安装在油槽盖板上并与油槽内部连通，发电机定子和转子的循环冷却风在油槽盖板上与大轴表面空间内形成很大的真空环带。呼吸器是采用滤芯过滤油雾进行卸压的，当滤芯过滤目数大时，虽然在卸压过程中过滤油雾效果好，但其过滤阻力也大，这样就很难将油槽内部压力卸掉，使大量油雾在油槽内部膨化压力作用下从油槽动静密封处向外溢出；如减小滤芯目数，过滤阻力减小，卸压效果有所提高，但循环冷却风形成的真空环带又将油槽中大量膨化的油雾通过呼吸器被吸出，更加严重地污染发电机定子和转子线圈，为此，电站维护人员将这些呼吸器拆除。采用风机为动力的油雾净化机不仅可以起到卸压作用，而且使油槽内产生负压，将油槽内部油雾全部被吸出进行净化，增加油雾净化机过滤体的负担，造成油雾净化机过滤体因堵塞失效；未失效前油雾净化机产生的负压破坏了油槽中微压对透平油膨化的抑制作用，促使透平油膨化现象加剧，使透平油油位降低较快，导致轴承部套温度升高，因油位降低温度升高紧急停机事故时有发生，为此，电站维护人员则需要频繁向油槽中补入透平油，使运行成本增高。油槽内需要一定的压力来抑制因膨化产生的油雾，但油槽内抑制膨化油雾所需的压力不能高于油槽动静密封处的密封压力，避免油雾从动静密封处向外溢出，膨化产生的压力减去油槽动静密封处的密封压力差就是引起油雾外溢的压力，是必须卸掉的压力。发电机组转速恒定，工作温度基本恒定，所产生的膨化压力也是一定的；动静密封处密封压力也基本一定，所以需卸掉压力基本也是一定的。在卸压同时必须对外排大量油雾进行净化，避免从卸压口向外溢出。现有技术没有充分考虑水轮发电组各个轴承润滑透平油油槽结构特点、工况及技术要求来解决油槽卸压的技术问题，因此，水轮发电机领域急需一种既能合理卸掉油槽内多余引起油雾外溢的压力、在油槽内还要存留一定抑制透平油膨化的微压、卸压装置的卸压口不受循环冷却风形成真空环带影响、并且还不能在油槽内产生负压的并且卸压值是可调的卸压过滤装置，以消除当前水轮发电机组各个轴承部套油槽因油槽内部产生膨化压力，造成油雾在油槽动静密封处向外溢出的现象。
发明内容：
本实用新型旨在提供一种能满足水轮发电机组各个油槽卸压条件的装置，其主要技术特征是：冷却筒上端固定有固定法兰，在冷却筒内壁上平行固定多层、错位弧型冷却片，上层分瓣弧型冷却片与下层分瓣弧型冷却片错位结构组成了冷却迷宫，在冷却筒外侧中间位置固定一对带有固定孔的固定板，在冷却筒下端固定带有进口的底板，在进口下面固定带有固定法兰的连通管，连通管下面连接卸压管，卸压管与油槽连通，支承环通过4个支柱固定在底板上面，每层弧型冷却片内径与固定在外导流筒上面的环型冷却水管外表面构成的冷却环腔距离为5～20毫米，环型冷却水管下端通过连接软管与进水管连接，进水管通过密封过孔伸出冷却筒外面，进水管充入低温水，环型冷却水管上端通过连接软管与出水管连通，出水管通过密封过孔伸出冷却筒外面，高温水通过出水管排出冷却筒外，环型冷却水管采用导热性极好的金属材料制成；在外导流筒内壁固定有吸油层，外导流筒内壁上的吸油层表面与固定在中导流管外壁上的吸油层表面之间组成30～50毫米吸油层环腔，外导流筒内底板与底板构成下腔，在内底板上的排油孔内固定有U型排油管，外导流筒上端与冷却筒、上盖和中导流管构成上环腔，把内底板上带有U型排油管、外面固定有环型冷却水管和内壁固定有吸油层的外导流筒固定在支承环上，把外壁固定有吸油层的中导流管固定在中心带有卸压口的上盖下面中心位置上，中导流管与卸压口同心连通，带有卸压排孔的中心孔筒上端固定有带螺孔的固定法兰，中心孔筒下端固定有中心底板，油雾滤体固定在中心孔筒外表面上，通过中导流管内部上端带有法兰孔的固定法兰和中心孔筒上端带有螺孔的固定法兰用螺栓将中心孔筒固定在中导流管内部，通过上盖上的螺孔用调整螺栓把调整盖板连接在卸压口上方上盖上，调整盖板用于调整卸压口的卸压过流面积，上盖通过上盖上的法兰孔和冷却筒上端固定法兰用螺栓固定在冷却筒上面，中导流管下端与外导流筒、内底板、中心孔筒和中心底板构成了中环下腔。吸油层吸油雾性能好、油雾滤体过滤面积大、过滤阻力小。本装置放在机坑外面，机坑外面的环境温度一般都在5℃～20℃，在发电机运行期间油槽温度在60℃～70℃，机坑内部温度也在50℃～60℃。用卸压管将本装置同油槽连通在一起，多层、多瓣弧型冷却片层与层之间距离在50～80毫米，弧型冷却片内径相同，上层与下层为错位安装，组成迷宫结构，使因卸压溢出来的高温油雾在本装置冷却筒及弧型冷却片组成的迷宫中充分进行热交换，使高温油雾温度降低到冷凝点而转化成液态透平油；当油槽内的温度与机坑外的环境温度温差过小时，本技术方案不仅要采用弧型冷却片冷却高温油雾，还要在环型冷却水管内加入低温冷却水，提高环境冷却温度与油雾温度的温差值，以便使油雾冷凝成液态效果更好。调整盖板可以调整卸压口的过流面积，以便调整油槽中所需的卸压值，在油雾内部还要保持一定的微压起到一定抑制膨化油雾产生的作用。
本实用新型提供的技术方案所达到的技术效果是这样实现的：本装置安装在机坑外壁略高于油槽的位置上，本装置通过进口、连通管和卸压管与高温油槽内部连通，从而起到给油槽卸压作用，在给油槽卸压过程中大量的高温油雾和极少量的油烟也会顺着卸压管进入到本装置中来，所以，在本装置中设计多道能够捕捉过滤油雾的结构。60℃～70℃的油雾通过卸压管和连通管进入到本装置的下腔中，油雾就会顺着由多层弧型冷却片组成的迷宫与环型冷却水管组成的冷却环腔(用不锈钢或导热性良好的金属材料制成)进行热交换使高温油雾转变低温液态透平油，冷却筒和弧型冷却片在热交换过程中温度在5℃～20℃，环型冷却水管进水管水温一般为5℃～10℃，使高温油雾在热交换后达到冷凝点转化成液态透平油。机坑外侧的环境温度一般都在5℃～20℃，与油槽的温度差为55℃左右，高温油雾冷凝效果很好。由于油槽中的膨化压力与大气压差值基本恒定，并且每道捕捉过滤油雾的阻力基本是恒定的，不能用来调整所需卸压值，所以，油雾在本装置中由弧型冷却片组成的迷宫区和其与环型冷却水管组成的冷却环腔和其它环腔中流速是匀速的，并且很慢，热量交换效率很高，约有80％的高温油雾都将转变成液态透平油流回油槽中，当机坑外的环境温度与油槽内温度温差值大可以满足油雾冷凝需求时，可以不向环型冷却水管内加入低温冷却水，二者温度差值小时可向环型冷却水管中充入冷却水来冷凝油雾。油雾在冷却环腔冷却捕捉后剩下的油雾，通过上环腔进入到吸油层环腔被两侧吸油层吸附，油雾在吸油层内凝聚成液态透平油流回槽中，随着压力的推送将极少量的油雾通过中环下腔推送到过滤环腔中，油雾经过油雾滤体被捕捉净化，油槽要卸的压力经过卸压排孔、中心腔和卸压口排出本装置。随卸压排出的大量油雾被多道油雾冷凝、捕捉和吸附滞留在本装置内，被冷凝和捕捉的油雾均转变成液态透平油在重力作用下回流到装置底板上，通过U型排油管、进口、连通管和卸压管流回油槽中；在中导流管上的吸油层和油雾滤体中的由油雾转化成的液态透平油也在重力作用下回流到内底板上，通过排油孔和U型排油管流到底板上，通过进口、连通管和卸压管排回到油槽中。U型排油管的作用是将被捕捉形成液态的透平油通过U型排油管排到本装置下面回流到油槽中，而高温的油雾不能通过U型排油管进入到中环下腔中，使用本装置前在U型排油管中注入一定量的透平油。由于本装置中各种捕捉、过滤油雾结构阻力很小并且不能调整，对油槽卸压值的调整是通过调整盖板来改变卸压口的卸压过流面积实现的，调整盖板可以左右旋转调整卸压口的卸压过流面积。当卸压口调整到一定面积时，使油槽内产生的膨化压力不使油雾在油槽动静密封处向外溢出即可，本装置既能卸掉油槽内能使油雾外溢的多余膨化压力，还能在油槽中维持一定抑制膨化产生油雾的微压力。由于本装置放在机坑外壁上，不受发电机循环冷却风形成真空环带的影响。在卸压过程中对外排的大量油雾有良好多道捕捉过滤功能，使外排油雾转化成液态透平油回到油槽中，完美地解决了水轮发电机组在本领域中存在的技术问题。
本实用新型设计巧妙、结构简单，本技术方案不但将弧型冷却片产生导热温度温差与环型冷却水管的冷凝技术方案进行合理有机结合，而且还应用了吸油层环腔、过滤环腔等油雾捕捉等技术方案，用调整盖板调整卸压口过流面积来实现对油槽内卸压值进行调整的技术方案可靠、简捷和实用，所以，本发明所公开的技术方案与现有技术相比，具有新颖性、创造性和实用性，必将广泛应用于水轮发电机组领域和其它相关领域。
附图说明：
图1.外置温差水循环冷凝式油槽可调卸压过滤装置主视图
图2.外置温差水循环冷凝式油槽可调卸压过滤装置俯视图
图3.外置温差水循环冷凝式油槽可调卸压过滤装置右视图
图4.外置温差水循环冷凝式油槽可调卸压过滤装置A-A视图
图5.外置温差水循环冷凝式油槽可调卸压过滤装置冷却筒内部视图
图6.外置温差水循环冷凝式油槽可调卸压过滤装置冷却筒内部三维视图
其中：
1、上盖2、螺栓3、调整螺栓
4、调整盖板5、卸压口6、中导流管
7、吸油层8、固定法兰9、油雾滤体
10、卸压排孔 11、法兰孔 12、螺孔
13、中心孔筒 14、外导流筒 15、固定板
16、吸油层环腔 17、固定孔 18、弧型冷却片
19、环型冷却水管 20、中心底板 21、支承环
22、支柱 23、下腔 24、底板
25、卸压管 26、进口 27、连通管
28、U型排油管29、排油孔 30、内底板
31、连接软管 32、密封过孔 33、进水管
34、中环下腔 35、过滤环腔 36、冷却环腔
37、冷却筒 38、中心腔 39、出水管
40、上环腔
具体实施方式：
支承环21通过4个支柱22固定在带有进口26的底板24中心上面，在进口26下面连接带有固定法兰8的连通管27，连通管27通过固定法兰8上的法兰孔11用螺栓2与连通油槽的卸压管25连通，底板24固定在内部固定有多层、平行、错位弧型冷却片18的冷却筒37下端，冷却筒37外部中间位置固定一对带有固定孔17的固定板15，在冷却筒37上端固定有带法兰孔11的固定法兰8。将下面带有U型排油管28的内底板30固定在外导流筒14下端，U型排油管28与排油孔29连通，把吸油层7固定在外导流筒14内表面上，通过内底板30把外导流筒14固定在支承环21上，内底板30下表面与底板24上表面组成下腔23。把环型冷却水管19套在外导流筒14上面后固定，环型冷却水管19下端通过连接软管31与进水管33连通，进水管33通过密封过孔32伸出冷却筒37外面，环型冷却水管19上端通过连接软管31与出水管39连通，出水管39通过密封过孔32伸出冷却筒37外面。外导流筒14内壁上的吸油层7外表面与固定在中导流管6外壁上的吸油层7表面构成吸油层环腔16，环型冷却水管19外表面与多层弧型冷却片18内径构成冷却环腔36。外导流筒14上端与上盖1下表面、冷却筒37和中导流管6构成上环腔40。在中导流管6内上端固定有带法兰孔11的固定法兰8，再将外表面固定有吸油层7的中导流管6固定在上盖1上的卸压口5下面，把油雾滤体9固定在下面带有中心底板20和圆周带有卸压排孔10的中心孔筒13的外壁上面，中心孔筒13上端固定带有螺孔12的固定法兰8，通过中导流管6内部固定法兰8和中心孔筒13上带有螺孔12的固定法兰8用螺栓2把中心孔筒13固定在中导流管6内部，中心孔筒13内部构成无油雾的卸压中心腔38。用调整螺栓3将调整盖板4连接在上盖1的卸压口5上面，调整盖板4可在卸压口5上面通过平行移动来调整卸压口5的卸压过流面积，上盖1通过上盖1上的法兰孔11和冷却筒37上端的固定法兰8用螺栓2固定在冷却筒37上面。油雾滤体9外表面与中导流管6内表面有一定距离构成过滤环腔35，在中导流管6下端与内底板30上表面、中心底板20和油雾滤体9表面构成中环下腔34。实施完毕。
