一种汽轮发电机氢冷干燥系统控制器技术方案

一种汽轮发电机氢冷干燥系统控制器，此系统由两个回路组成，其中一个回路是氢气的流程回路，另一个是冷冻剂的流程回路。氢气的流程回路穿过蒸发器返回发电机。冷冻剂流程回路穿过蒸发器而返回散热器，进行冷冻剂的循环。系统中还有两个蒸发器，分别为蒸发器1和蒸发器2。湿热的氢气从发电机流出来后，并不是同时进入两个蒸发器，而是通过标号为1和标号为2的电磁阀的开关来控制。当三个标号为1的电磁阀打开时，湿热氢气进入蒸发器1，然后流经蒸发器2，再回到发电机。当三个标号为1的电磁阀打开时，湿热氢气就先进入蒸发器2，再进入蒸发器1，然后回到发电机。同样，冷冻剂也不是同时流经两个蒸发器的，当1号电磁阀打开时，冷冻剂流经2号蒸发器而不经过1号蒸发器，当2号电磁阀打开时，冷冻剂流经1号蒸发器，而不通过2号蒸发器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种对汽轮发电机氢冷干燥系统进行控制的装置，属于自动控制领域，尤其是基于单片机控制的汽轮发电机氢冷干燥系统控制器。
技术介绍
电机制造业的发展历史已近百年，随着电机制造业的发展，电机的单机容量日益增大。为了提高电磁负荷和材料的利用率，也就是说要增大发电机的单机容量，就需要对发电机进行采取冷却措施。另外，发电机在运行中存在各种损耗，这些损耗转化成热能会引起各部分温度升高，但发电机的允许温度决定于绝缘材料的性能，温度太高，绝缘材料容易损坏，发电机就不能安全可靠地运行。这也就要求，除了采用耐热性能好的绝缘材料以外，还必须采用冷却措施，使这些热量散发出去，保证发电机的各部分温度不超过允许值。根据冷却介质的不同，电机的冷却方式可以分为空气冷却，氢气冷却以及水冷却等几种。三十年代末期以前，几乎所有的汽轮发电机采用的都是空气冷却，到目前为止，在国外200MW的汽轮发电机中空气冷却仍占重要地位。1937年，氢气冷却系统引入发电机中，当时美国通用电气公司生产了氢气冷却25MW两极汽轮发电机，次年美国西屋公司生产了氢冷50MW两极的汽轮发电机。从此，容量大于50MW的汽轮发电机逐步过渡到氢气冷却。1956年，开始采用净化水冷却电机定子绕组，在大型电机中，用水冷却绕组时，是让水从绕组铜线中间流过，即称之为水内冷。定转子绕组都采用水内冷称之为双水内冷。当前除了小容量(25MW及以下)汽轮发电机仍采用空气冷却外，功率超过r>50MW的汽轮发电机都广泛采用了氢气冷却、氢水冷却介质混用的冷却方式。冷却技术的发展不仅大大提高了发电机的单机容量，而且使材料的利用水平也得到了很大的提高。发电机冷却方式的改进为大型发电机的发展开阔了前景，提高冷却效能和开展新的冷却方式的研究仍然是今后同步发电机一个重要方向。到目前为止，氢内冷汽轮发电机形式繁多，现在世界各国生产的500MW以下汽轮发电机，氢冷占重要地位。
技术实现思路
本专利技术的目的在于设计一种基于单片机控制的汽轮发电机氢冷干燥系统控制器，利用MCS－51型单片机及相关的元器件设计出一个完整的发电机氢冷干燥系统的控制器。本专利技术的目的是这样实现的：一种汽轮发电机氢冷干燥系统控制器，其组成包括：氢气的流程回路1和冷冻剂的流程回路2，其特征在于：氢气的流程回路穿过蒸发器返回发电机，冷冻剂流程回路穿过蒸发器而返回散热器，进行冷冻剂的循环。所述的一种汽轮发电机氢冷干燥系统控制器，其特征在于：蒸发器1和蒸发器2的工作状态切换是根据内部的温度进行的，假如某个蒸发内部的温度接近于湿热氢气的温度，那么这个蒸发器就不适合用作预冷，只能依靠另一个蒸发器进行预冷，在温度较高的蒸发器内通入制冷剂，对预冷后的氢气进行制冷，当蒸发器内部的温度在零度以下时，其内壁上挂霜，并且此时的温度和湿热氢气的温度差比较大，适合用作预冷，当蒸发器内部的温度在40℃左右时，就不适合用作预冷了，这时就需要在该蒸发器内通入制冷剂，把该蒸发器用作制冷。由发电机出来的湿热氢气经换热器到蒸发器1，这时由于2号电磁阀没打开，所以冷冻剂不通过1号蒸发器，所以湿热氢气在蒸发器1内只能进行预冷。而预冷后的氢气从蒸发器1出来后，进入蒸发器2，因为1号电磁阀已经打开，冷冻剂通过蒸发器2，所以预冷后的氢气在蒸发器2内得到制冷。由于制冷时蒸发器2内的温度较低，并且蒸发器并不是严格密封的，蒸发器内必然有空气存在，空气受冷，其中含有的水蒸气必会凝结出来，并进一步在蒸发器的内壁上结霜。这些霜附在氢气管道和冷冻剂通道的外壁上，越积越厚，妨碍传热和氢气流通，以至于设备处于不能正常运行的状态，因此，必须对蒸发器内壁进行除霜。假如蒸发器1的内壁上已经结霜，这时通过单片机控制，把所有的2号电磁阀关闭，把所有的1号电磁阀打开。从发电机出来的湿热氢气进入1号蒸发器，由于1号蒸发器内此时没有冷冻剂通过，所以湿热氢气与蒸发器内壁上的霜进行热交换，氢气的温度降下来，并且蒸发器内壁上的霜融化成水而除去，从而使预冷和除霜在蒸发器1内同时进行。预冷后的氢气从蒸发器1出来，进入蒸发器2，并在蒸发器2内进行制冷，制冷后从蒸发器2内出去，返回发电机。经过一定的时间后，2号蒸发器内壁上也会挂霜，这时就需要对蒸发器2的内壁进行除霜。通过单片机的控制，将所有的1号电磁阀关闭，所有的2号电磁阀打开，这时从发电机出来的湿热氢气将首先进入蒸发器2，由于1号电磁阀的关闭，2号蒸发器内就没有冷冻剂通过，所以湿热氢气与蒸发器内壁上的霜进行热交换，进行预冷和除霜，从蒸发器2内出来后，进入蒸发器1，由于2号电磁阀已经打开，1号蒸发器内有冷冻剂通过，预冷后的氢气进入蒸发器1后，在其内进行制冷，制冷后氢气从1号蒸发器出去，再返回发电机。就这样，蒸发器1和蒸发器2轮流进行预冷除霜和制冷的工作，两者之间的切换靠电磁阀的开关来实现。本专利技术的结构特点及有益效果：1、该专利技术针对氢气的干燥，避免了由于氢气由于湿度带来的危害。2、采用单片机作为控制核心，具有体积小、功能强大、可靠性高的优点。3、各个系统以及各个模块之间采用串口通信协议，保证了信号传输的稳定性。附图说明图1为本专利技术的系统原理结构图；图2为本专利技术的单片机时钟电路原理图；图3为单片机复位电路原理图；具体实施方式下面结合附图对本专利技术的原理和具体连接关系做更详细地描述：一种汽轮发电机氢冷干燥系统控制器，其组成包括：氢气的流程回路1和冷冻剂的流程回路2，其特征在于：氢气的流程回路穿过蒸发器返回发电机，冷冻剂流程回路穿过蒸发器而返回散热器，进行冷冻剂的循环。其特征在于：蒸发器1和蒸发器2的工作状态切换是根据内部的温度进行的，假如某个蒸发内部的温度接近于湿热氢气的温度，那么这个蒸发器就不适合用作预冷，只能依靠另一个蒸发器进行预冷，在温度较高的蒸发器内通入制冷剂，对预冷后的氢气进行制冷，当蒸发器内部的温度在零度以下时，其内壁上挂霜，并且此时的温度和湿热氢气的温度差比较大，适合用作预冷，当蒸发器内部的温度在40℃左右时，就不适合用作预冷了，这时就需要在该蒸发器内通入制冷剂，把该蒸发器用作制冷。结合图1，图1是本专利技术的系统原理结构图；此系统由两个回路组成，其中一个回路是氢气的流程回路，另一个是冷冻剂的流程回路。氢气的流程回路穿过蒸发器返回发电机。冷冻剂流程回路穿过蒸发器而返回散热器，进行冷冻剂的循环。系统中还有两个蒸发器，分别为蒸发器1和蒸发器2。湿热的氢气从发电机流出来后，并不是同时进入两个蒸发器，而是通过标号为1和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽轮发电机氢冷干燥系统控制器，其组成包括：氢气的流程回路(1)和冷冻剂的流程回路(2)，其特征在于：氢气的流程回路穿过蒸发器返回发电机，冷冻剂流程回路穿过蒸发器而返回散热器，进行冷冻剂的循环。

【技术特征摘要】
1.一种汽轮发电机氢冷干燥系统控制器，其组成包括：氢气的流程回路(1)
和冷冻剂的流程回路(2)，其特征在于：氢气的流程回路穿过蒸发器返回发电
机，冷冻剂流程回路穿过蒸发器而返回散热器，进行冷冻剂的循环。
2.根据权利要求1所述的一种汽轮发电机氢冷干燥系统控制器，其特征在于：
蒸发器1和蒸发器2的工作状态切换是根据内部的温度进行的，假如某个蒸发内
部的温度接近...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵彬彬，杨亮，潘心慈，
申请(专利权)人：哈尔滨功成科技创业投资有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23