定子水冷却系统中的中空铜股线的钝化的利记博彩app
【专利摘要】本发明涉及定子水冷却系统中的中空铜股线的钝化。一种用于使定子水冷却系统中的多个中空铜股线钝化的系统包括：容纳清洁溶液的第一存储罐；容纳冲洗水的第二存储罐；容纳钝化溶液的第三存储罐；在闭环中使第一、第二和第三存储罐与多个中空铜股线连接的多个管道；以及用于泵送清洁溶液、冲洗水和钝化溶液通过闭环的碱性泵。
【专利说明】定子水冷却系统中的中空铜股线的钝化
【技术领域】
[0001]本发明大体涉及用于发电机的定子水冷却系统，并且更特别地，涉及使定子水冷却系统中的中空铜股线钝化以防止堵塞。
【背景技术】
[0002]瓦数高的电功率发电机可具有用于它们的定子绕组的液体冷却系统。这种液体冷却系统可被称为定子水冷却系统(SWCS)。定子冷却流体，例如，其溶解氧含量建议超过2ppm(份/百万，以重量计)的氧化水，循环通过SWCS，以冷却定子绕组。冷却流体从定子绕组中移除由流过定子绕组的高能电流产生的热。SWCS包括遍及定子的成网络的冷却通道，并且该冷却通道在定子绕组之间延伸。这些冷却通道应当保持开启且畅通无阻，以确保大量冷却剂流体流到定子绕组的所有区段。SWCS还包括在定子外部的若干构件，包括管系、泵、过滤器、贮存箱和粗滤器。如已知的，SWCS可包括额外的构件。
[0003]图1示意性地显示定子水冷却系统(SWCS) 100，SffCS 100使冷却剂(例如氧化水)循环通过发电机104，发电机104包括多个定子绕组(未显示)，各个定子绕组包括多个铜股线102。图2显示已知的定子绕组101和多个铜股线102的透视剖面图。定子绕组101包括顶部定子条107和底部定子条109，两个定子条107、109包括多个铜股线102。图3显示定子绕组中的多个铜股线102的横截面图。图4显示已知的铜股线102的横截面透视图。多个铜股线102是中空的，以允许冷却剂传送通过多个铜股线102。因此，各个铜股线102具有内表面103和外表面105。再次参照图1，SWCS 100包括在发电机104外部的管系106，管系106使冷却剂 传送通过网络，该网络包括贮存箱108、至少一个泵110、去离子床112、整流器114、至少一个热交换器116、流控制阀118、至少一个过滤器120和粗滤器122。粗滤器122可包括网格(未显示)，该网格能够捕捉冷却剂中的可沉淀溶解物和颗粒杂质。粗滤器122典型地在发电机104的管系106上游(参照冷却剂流)，以及在SWCS 100的冷的(低的)温度部分中。
[0004]冷却剂持续地循环通过SWCS 100网络。冷却剂被至少一个泵110从贮存箱108中抽出，并且流到至少一个热交换器116中，至少一个热交换器116冷却流体。来自热交换器116的经冷却流体流过至少一个过滤器120和粗滤器122，并且流到多个铜股线102中。随着冷却剂在多个铜股线102上面流动，冷却剂从定子绕组和多个铜股线102中移除热。热被冷却剂带出发电机104，进入贮存箱108。
[0005]在冷却剂循环通过整流器114时，在冷却剂流过定子中的高电荷通道时由冷却剂积聚的任何电荷被排出。冷却剂在去离子床112中被去离子，以减小冷却剂中形成金属氧化物的趋势。冷却剂的流率由流控制阀118控制。可用流量计(未显示)监测流率，该流量计对控制器(未显示)提供反馈控制，该控制器运行流控制阀118。
[0006]多个铜股线102趋向于积聚来自SWCS 100的冷却剂的铜氧化物，该铜氧化物呈氧化亚铜和二价铜氧化物的形式。氧化物在铜股线102的内表面上累积，并且减少冷却剂流。随着铜氧化物在铜股线102中的淀积增加，多个铜股线102对冷却剂流的阻力相似地增大。多个铜股线102中的积聚的铜氧化物淀积最终可阻碍冷却剂流，从而减少通过定子的冷流体的流，以及破坏对定子绕组组件的适当冷却。
[0007]在铜氧化物之中，颗粒状氧化亚铜(Cu2O)层的形成是主要考虑。氧化亚铜是微红、松散的，在形态和化学上不稳定，并且因而消失到颗粒形式的冷却剂流中。氧化亚铜层形成于多个铜股线102的内表面103上，以及形成于粗滤器122上。由于暴露不够，或者冷却剂流中的氧含量(诸如25 ppb-250 ppb(份/十亿，按重量计))不够，故发现它们与最快的铜腐蚀速率相关联(因为其形态稳定性)，并且构成堵塞淀积中的大部分。但是，二价铜氧化物(CuO)在形态和化学上是稳定的。它们易于形成牢固层，该牢固层对冷却剂流的阻力较好，并且在多个铜股线102的内表面103上形成厚的堵塞淀积缓慢得多。当发生时，牢固的二价铜氧化物层损失到冷却剂流中形成可溶解的二价铜氧化物，而非不可溶解的颗粒，诸如氧化亚铜。这些可溶解的二价铜氧化物易于淀积在粗滤器122上，大概一年可更换粗滤器122 一次，而不中断运行。
[0008]阻止松散氧化亚铜在多个铜股线102的内表面103上形成被证明是经济挑战和费力的工作。完全耗尽SWCS 100中的氧(例如低于25 ppb-250 ppb)要求对日常使用的大量工业冷却剂(诸如去离子水P)进行最严格的控制和严厉的处理。存在于水中的富氧内容物提出了另一个挑战，因为多个铜股线102的可能干净的内表面103的氧化将加剧而不停止。其最终腐蚀设计成使用几十年之久的多个铜股线102。已经提出并正在实践在相对狭窄的规格极限内的氧化冷却水。其易于导致形成稳定的二价铜氧化物层与松散颗粒氧化亚铜层的较高的比，从而降低铜腐蚀的速率，以及减少股线和粗滤器阻塞事件的发生。但是，水的氧化水平在其中优先维持其它关键运行参数的发电机运行期间需要严格控制和连贯监测。观察到微红或微紫的层淀积在那些寿命有十年之久的定子条的多个铜股线102的内表面103上经常导致相对于水氧化规格的运行偏差。 [0009]可在对多个铜股线102的内表面103进行Roebel以形成定子条之前或之后，最佳地对内表面103进行钝化。但是，已知在制造定子条过程的那个特定阶段，在多个铜股线102的内表面103上可存在拉线过程中带来的油脂和其它去污剂。但是，即使多个铜股线102的内表面103具有清洁且干净的铜表面，在仅暴露于空气的情况下形成合乎需要的牢固钝化层也要花几星期(如果没有一个月)，并且仍不保证其均匀性和受控时间以及沿着中空股线的轴线的层的厚度。
【发明内容】
[0010]本发明的第一方面提供一种用于使定子水冷却系统中的多个中空铜股线钝化的系统，系统包括:容纳清洁溶液的第一存储罐；容纳冲洗水的第二存储罐；容纳钝化溶液的第三存储罐；在闭环中使第一、第二和第三存储罐与多个中空铜股线连接的多个管道；以及用于泵送清洁溶液、冲洗水和钝化溶液通过闭环的碱性泵。
[0011]本发明的第二方面提供一种用于使至少一个中空铜股线钝化的方法，包括:用清洁溶液清洁至少一个中空铜股线的内表面；在清洁之后，用冲洗水冲洗内表面；以及在清洁之后，用钝化溶液使内表面钝化。
[0012]本发明的第三方面提供一种用于使至少一个中空铜股线钝化的系统，系统包括:容纳清洁溶液的第一存储罐；容纳冲洗水的第二存储罐；容纳钝化溶液的第三存储罐；在闭环中使第一、第二和第三存储罐与中空铜股线连接的多个管道；以及用于泵送清洁溶液、冲洗水和钝化溶液通过闭环的碱性泵。
[0013]一种用于使定子水冷却系统中的多个中空铜股线钝化的系统，系统包括:容纳清洁溶液的第一存储罐；容纳冲洗水的第二存储罐；容纳钝化溶液的第三存储罐；在闭环中使第一存储罐、第二存储罐和第三存储罐与多个中空铜股线连接的多个管道；以及用于泵送清洁溶液、冲洗水和钝化溶液通过闭环的碱性泵。
[0014]优选地,系统进一步包括:用于控制清洁溶液、冲洗水和钝化溶液通过闭环的流的流控制装置；以及用于控制清洁溶液、冲洗水和钝化溶液的温度的温度控制装置。
[0015]优选地,钝化溶液包括亚氯酸纳溶液、氢氧化钠溶液、磷酸三钠溶液和去离子水中的一个。
[0016]优选地，多个管道包括聚四氟乙烯(PTFE)。
[0017]优选地，清洁溶液包括去污剂和水，其中，去污剂与水的比为大约1份比大约3份。
[0018]优选地，系统进一步包括:用于将热空气吹过多个中空铜股线的热风机。 [0019]优选地，系统进一步包括:用于接收来自多个中空铜股线的排出物的排泄罐。
[0020]一种用于使至少一个中空铜股线钝化的方法，包括:用清洁溶液清洁至少一个中空铜股线的内表面；在清洁之后，用冲洗水冲洗内表面；以及在冲洗之后，用钝化溶液使内表面钝化。
[0021]优选地,清洁溶液包括去污剂和水。
[0022]优选地，去污剂与水的比为大约1份比大约3份。
[0023]优选地，清洁溶液处于大约50°C的温度。
[0024]优选地，冲洗水具有大约50°C -70°C的温度，并且冲洗进行大约3分钟。
[0025]优选地,钝化溶液包括亚氯酸纳溶液、氢氧化钠溶液、磷酸三钠溶液和去离子水中的一个。
[0026]优选地，钝化溶液在钝化期间的温度在大约50°C至大约70°C的范围中。
[0027]优选地，钝化达大约2分钟至大约30分钟的时段。
[0028]优选地,钝化包括使钝化溶液以大约I立方英尺/秒的流率流动。
[0029]—种用于使至少一个中空铜股线钝化的系统,系统包括:容纳清洁溶液的第一存储罐；容纳冲洗水的第二存储罐；容纳钝化溶液的第三存储罐；在闭环中使第一存储罐、第二存储罐和第三存储罐与至少一个中空铜股线连接的多个管道；以及用于泵送清洁溶液、冲洗水和钝化溶液通过闭环的碱性泵。
[0030]优选地,系统进一步包括:用于控制清洁溶液、冲洗水和钝化溶液通过闭环的流的流控制装置；以及用于控制清洁溶液、冲洗水和钝化溶液的温度的温度控制装置。
[0031]优选地,钝化溶液包括亚氯酸纳溶液、氢氧化钠溶液、磷酸三钠溶液和去离子水中的一个。
[0032]优选地，清洁溶液包括去污剂和水，其中，去污剂与水的比为大约1份比大约3份。
[0033]根据结合附图进行的以下详细描述，本发明的这些和其它的方面、优点和显著特征将变得显而易见，在附图中，相同部件遍及图由相同附图标记表示，以下详细描述公开了本发明的实施例。【专利附图】
【附图说明】
[0034]通过结合附图来阅读本发明的以下更具体的描述，将更好地理解本发明的以上和
其它的方面、特征和优点。
[0035]图1显示已知的定子水冷却系统(SWCS)的示意图。
[0036]图2显示已知的定子绕组和多个铜股线的透视剖面图。
[0037]图3显示定子绕组中的多个铜股线的横截面图。
[0038]图4显示已知铜股线的横截面透视图。
[0039]图5显示根据本发明的用于使定子水冷却系统中的多个中空铜股线钝化的系统
的一个实施例的示意图。
[0040]图6显示根据本发明的用于使定子绕组组件的定子水冷却系统的多个中空铜股
线钝化的过程的一个实施例的流程图。
[0041]图不必按比例绘制。图仅是示意性表示，不意于描写本发明的具体参数。图意于
仅描绘本发明的典型实施例，并且因此不应认为是限制本发明的范围。在图中，相同标记表 示相同元件。
[0042]部件列表 10SffCS
101定子绕组 102铜股线 103内表面 104发电机 105外表面 106管系 107顶部定子条 108贮存箱 109底部定子条 110泵
112去离子床 114整流器 116热交换器 118流控制阀 120过滤器 122粗滤器 200系统 202中空铜股线 204第一存储罐 206第二存储罐 208第三存储罐 210管道 212碱性泵214流控制阀 216温度控制装置 218过滤器 220热风机 222排泄罐 224热风机控制器 226排泄罐阀
SI清洁至少一个中空铜股线的内表面 S2用冲洗水冲洗内表面 S3用热空气吹内表面 S4用钝化溶液使内表面钝化。
【具体实施方式】
[0043]参照图5，显示了本发明的一个实施例的示意图。如图5中显示的，可将用于使定子水冷却系统中的多个中空铜股线202钝化的系统200结合在已知的SWCS (图1，100)中，或者系统200可为用于使多个中空铜股线202钝化的独立系统。系统200可包括容纳清洁溶液的第一存储罐204 ;容纳冲洗水的第二存储罐206 ;容纳钝化溶液的第三存储罐208 ；在闭环中使第一存储罐204、第二存储罐206和第三存储罐208与多个中空铜股线202连接的多个管道210 ;以及用于泵送清洁溶液、冲洗水和钝化溶液通过闭环的碱性泵212。本领域技术人员将容易认识到，系统200可用来使至少一个中空铜股线202钝化。
[0044]系统200可进一步包括用于控制清洁溶液、冲洗水和钝化溶液通过闭环的流的至少一个流控制阀214。可将流控制阀214调节成各种速度，并且可使流停止。本领域技术人员将容易认识到，可将流控制阀214置于闭环中的任何地方，以控制流清洁溶液、冲洗水和钝化溶液的流。可包括用于控制清洁溶液、冲洗水和/或钝化溶液的温度的至少一个温度控制装置216。本领域技术人员将容易认识到，可包括不止一个温度控制装置216。例如，第一、第二和第三存储罐206, 208, 209中的各个可包括温度控制装置216。可包括至少一个过滤器218，以过滤清洁溶液、冲洗溶液或钝化溶液中的碎片和颗粒。
[0045]钝化溶液可包括例如亚氯酸纳溶液、氢氧化钠溶液、磷酸三钠溶液、去离子水中的一个和前述的任何组合。亚氯酸纳溶液可具有一升去离子水大约30克/升亚氯酸纳的浓度。氢氧化钠溶液可具有一升去离子水大约10克/升氢氧化钠的浓度。磷酸三钠溶液可具有一升去离子水大约5克/升磷酸三钠的浓度。多个管道210可为柔性或刚性的，并且可包括例如软管和管子。多个管道210可包括用于阻止与铜钝化溶液的化学反应的聚四氟乙烯(PTFE)。类似地可使用其它材料。
[0046]系统200可进一步包括热风机220和排泄罐222，热风机220用于在冲洗之后，通过液体冷却式定子绕组芯片(未显示)将热空气吹过多个中空铜股线202，排泄罐222用于在清洁、冲洗或钝化之后排出多个中空铜股线202。可包括热风机控制阀224和排泄罐阀226，以控制闭环的吹送和排出。
[0047]参照图6，显示了用于使至少一个中空铜股线(图5，202)钝化的方法的一个实施例的流程图。如图6中显示的，在SI处，可用清洁溶液清洁至少一个中空铜股线(图5，202)的内表面。清洁可从至少一个中空铜股线(图5，202)中移除油、油脂、灰尘和其它污染物。清洁溶液可包括去污剂和水。去污剂与水的比可为大约1份比大约3份。清洁溶液可处于大约50°C的温度。
[0048]在S2处，在清洁之后，可用冲洗水冲洗内表面。冲洗包括用水冲洗。冲洗水可处于大约120°C的温度，并且冲洗可执行大约3分钟。在S3处，可选地在冲洗之后，可将热空气吹过至少一个中空铜股线(图5，202)用于干燥。
[0049]在S4处，在冲洗之后(或者可选地在吹送之后)，可用钝化溶液使内表面钝化。钝化溶液可包括亚氯酸纳溶液、氢氧化钠溶液、磷酸三钠溶液和去离子水中的一个。钝化溶液的钝化温度可在大约50°C至大约70°C的范围中。钝化持续时间可为大约2分钟至大约30分钟的时段。在钝化持续时间结束时，可从至少一个中空铜股线(图5，202)中排出钝化溶液。钝化可包括使钝化溶液以大约I立方英尺/秒的流率流动。备选地，在对至少一个中空铜股线(图5,202)填充钝化溶液之后,钝化可包括允许钝化溶液停留在至少一个中空铜股线(图5，202)中达钝化持续时间。
[0050]本领域技术人员将认识到的是，本文介绍的方法和系统可用于使单个中空铜股线钝化。例如，可在将SWCS 100中的多个中空铜股线(图5，202)中的各个安装在SWCS 100中作为装备的新装置，或者作为对现有装备的维修或修理，或者用于中空铜股线(图5，202)的任何其它使用之前，使该各个中空铜股线钝化。
[0051]本文使用的用语仅是为了描述特定实施例，并且不意于限制本公开。如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”意于还包括复数形式，除非上下文另有明确的说明。将进一步理解，当在本说明书中使用时，用语“包括”和/或“包含”规定存在所陈述的特征、整体、步骤、运行、元件和 /或构件，但不排除存在或添加一个或更多个其它特征、整体、步骤、运行、元件、构件和/或它们的组合。
[0052]虽然在本文描述了多种实施例，但从说明书将认识到的是，本领域技术人员可在本文中对元件、变型或改进进行各种组合，并且它们在本发明的范围内。另外，可作出许多修改，以使特定的情形或材料适于本发明的教导，而不偏离本发明的实质范围。因此，意于的是本发明不限于公开为为了执行本发明而构想的最佳模式的特定实施例，而是本发明将包括落在所附权利要求的范围内的所有实施例。
【权利要求】
1.一种用于使定子水冷却系统中的多个中空铜股线钝化的系统，所述系统包括: 容纳清洁溶液的第一存储罐； 容纳冲洗水的第二存储罐； 容纳钝化溶液的第三存储罐； 在闭环中使所述第一存储罐、所述第二存储罐和所述第三存储罐与所述多个中空铜股线连接的多个管道；以及 用于泵送所述清洁溶液、所述冲洗水和所述钝化溶液通过所述闭环的碱性泵。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括: 用于控制所述清洁溶液、所述冲洗水和所述钝化溶液通过所述闭环的流的流控制装置；以及 用于控制所述清洁溶液、所述冲洗水和所述钝化溶液的温度的温度控制装置。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述钝化溶液包括亚氯酸纳溶液、氢氧化钠溶液、磷酸三钠溶液和去离子水中的一个。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个管道包括聚四氟乙烯(PTFE)。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述清洁溶液包括去污剂和水，其中，所述去污剂与所述水的比为 大约1份比大约3份。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括: 用于将热空气吹过所述多个中空铜股线的热风机。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括: 用于接收来自所述多个中空铜股线的排出物的排泄罐。
8.一种用于使至少一个中空铜股线钝化的方法，包括: 用清洁溶液清洁所述至少一个中空铜股线的内表面； 在所述清洁之后，用冲洗水冲洗所述内表面；以及 在所述冲洗之后，用钝化溶液使所述内表面钝化。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述清洁溶液包括去污剂和水。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述去污剂与所述水的比为大约1份比大约3份。
【文档编号】C23C22/73GK104032298SQ201410080167
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年3月6日 优先权日:2013年3月6日
【发明者】J.J.徐, R.J.扎沃伊斯基, R.G.罗, L.P.斯奎拉焦蒂, 尹卫军, S.F.弗兰西斯 申请人:通用电气公司