CN2938373Y - Sf6充气及回收装置 - Google Patents

Abstract

一种SF₆充气及回收装置，它包括一壳体和安装在壳体内的、由设备接口、压缩机、储液罐、充气调节阀、干燥过滤器、真空泵及连接管道、复数个阀门、复数个压力表构成的充气回收回路，其在所述充气回收回路的压缩机与储液罐之间设有一低温冷却装置。本实用新型的特别之处在于，低温冷却装置根据SF₆饱和蒸汽压力的曲线和临界压力、临界温度的物理性质能够对回收的SF₆气体快速低温冷却，加速回收气体的液化，提高回收的效率。它的主要功能确保在环境温度40℃以下能高效率回收SF₆气体，以较小的压力容器储存较多的液体，且装置外形小巧灵活、式样新颖、备受用户喜爱。

Description

SF6充气及回收装置

技术领域

本实用新型涉及一种气体充气及回收装置，特别涉及一种SF₆充气及回收装置。

背景技术

在电力***行业，六氟化硫(SF₆)作为一种重要的灭弧绝缘介质，被广泛应用于断路器、GIS、变压器、互感器、线性加速器、同轴电缆、波导、X射线设备和电容器中，在高压放电状态下，SF6会分解出HF、F+、SO₂等多种极性成分。这些成分会削弱绝缘气体的绝缘性，因此，该绝缘气体必须定时更换。而早在1997年的京都议定书中就将SF₆列为温室效应气体，一个SF₆分子对温室效应的影响为一个CO₂分子的25000倍，排入大气的SF₆气体寿命特别长(约3200年)，而且SF6分解会产SO₂、HF、H₂S、SOF₂、SO₂F₂等有毒气体，因此不允许高压开关设备中的SF₆气体直接向大气中排放。

然而，上述高压开关设备不可避免地会遇到SF₆气体的泄漏问题，一旦高压开关设备泄漏的SF₆气体达到保护极限，将会发生重大恶性事故，导致重大经济损失和不良社会影响。因此，需要对此类高压开关设备中泄漏的SF₆气体进行回收，查出漏点，在高压开关设备中的SF₆不足时候也需要进行补充。

为了从配电装置中回收SF₆气体，中国专利公开号CN1480241A公开了一种从配电装置中回收六氟化硫的方法和装置，其使用吸附装置对配电装置中的SF₆混合气体进行吸附处理，以形成纯SF₆或SF₆分解物的浓度降低的混合气体；获得的液态SF₆蒸发以获得液态SF₆，获得液态的SF₆；液态SF₆加热蒸发以获得纯净的SF₆气体。装置包括通过管道顺序连通的一个清洗过滤器、一个压缩机和一个蓄水池。但这样的回收装置不便于移动。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种绝对无油、高压、低温、快速冷却、结构紧凑、低容量、功能齐全的SF₆充气及回收装置。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种SF₆充气及回收装置，它包括一壳体和安装在壳体内的、由设备接口、压缩机、储液罐、充气调节阀、干燥过滤器、真空泵及连接管道、复数个阀门、复数个压力计构成的充气回收回路，其特征在于，在所述充气回收回路的压缩机与储液罐之间串联有一低温冷却装置。

本实用新型的SF₆充气及回收装置除了具有一般的从被隔离设备中回收和液化储存SF₆(六氟化硫)气体、并将SF₆再次充入SF₆的密封设备中、在充气过程中净化过滤SF₆并可随时检测SF₆的水分、从断路器中抽取SF₆中残存的空气和湿气、在回收或储存过程中净化过滤SF₆等功能外，还具有诸如***抽真空或***自净化、将SF₆从一个储气罐转到另一个储气罐、过滤干燥器再生等一些附加的功能，实现SF₆气体的回收、过滤、干燥及再生。其特别之处在于，低温冷却装置能够对回收的SF₆气体低温冷却，加速回收气体的液化，提高回收的效率。它的主要功能确保在环境温度40℃以下能高效率回收SF₆液体，以较小的容器储存较多的液体。

所述低温冷却装置包括一制冷剂与气体进行热交换的板式换热器、与板式换热器连接的风冷冷凝器以及串联在板式换热器与风冷冷凝器之间的压力控制器、热力膨胀阀、干燥过滤器。

本实用新型的整个SF₆充气及回收装置可以安装在一个手推车上，以方便将SF₆充气及回收装置移动到现场，对现场设备进行充气和回收。

附图说明

以下通过附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1为本实用新型SF₆充气及回收装置的结构示意图。

图2为本实用新型SF₆充气及回收装置连接断路器的结构示意图。

图3为本实用新型SF₆充气及回收装置连接断路器和钢瓶的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

一种SF₆充气及回收装置，该充气及回收装置安装在手推车上，以方便将SF₆充气及回收装置移动到现场，对现场设备进行充气和回收。

参见图1，该SF₆充气及回收装置包括一壳体、由设备接口1、压缩机2、储液罐3、低温冷却装置4、充气调节阀5、干燥过滤器6、真空泵7及连接管道、复数个阀门、复数个压力计构成的充气回收回路。

其充气回收回路具有的连接关系是：进/出气阀V1一侧通过管道与设备接口1连接，另一侧与通过管道连接压缩机进气阀V3一侧，在进/出气阀V1与压缩机进气阀V3之间接一进/出气压力表PG1，压缩机进气阀V3另一侧通过管道接低温冷却装置4中的板式换热器41另一侧接单向阀8的一侧，板式换热器通过冷剂循环管接一风冷冷凝器42，在冷剂循环管上串联有压力控制器43、热力膨胀阀44、干燥过滤器45。单向阀8的另一侧分成两支，一支接外接钢瓶进气阀V5的一侧，另一支接储气罐进液阀V6的一侧。外接钢瓶进气阀V5的另一侧接钢瓶接口9，储液罐进气阀V6的另一侧接储液罐3的进气侧，储液罐3的出气侧出来后分成三支，一支接储罐压力表阀V8的一侧，一支接一3.75bar压力释放阀10，一支接储液罐出气阀V7的一侧，在储液罐3的内设置有加热器H1和接一排放阀V10；储罐压力阀V8的另一侧接储液罐压力表PG2，储液罐出气阀V7的另一侧接充气调节阀5的一侧，充气调节阀5的另一侧接干燥过滤器6的一侧，在干燥过滤器6内设置有加热器H2。干燥过滤器6的另一侧分成三支，一支接10bar压力释放阀11，一支接取样阀V9，一支接干燥过滤器出气阀V4的一侧，干燥过滤器出气阀V4的另一侧接真空泵阀V2的一侧，在干燥过滤器出气阀V4与真空泵阀V2之间接一真空表VG，真空泵阀V2的另一侧接电磁阀V11的一侧，电磁阀V11的另一侧接真空泵7。在真空泵阀V2与电磁阀V11之间接一0.2bar压力释放阀12。

压缩机2为无油压缩机。

参见图2，设备接口1上接一断路器13，以实现对断路器13进行充气和回收。其余同图1。

参见图2，设备接口1上接一断路器13，在钢瓶接口9上接一钢瓶14，以实现对断路器13进行充气和回收。其余同图1。

本实用新型的SF₆充气及回收装置一般操作步骤是：

本实用新型的SF₆充气及回收装置可以安全地实现从系列SF₆断路器等用SF₆绝缘的设备中与回收SF₆有关的所有功能。用两端都带有密封配件的软管连接装置和SF₆设备。SF₆气罐提供储存SF₆液体或气体。

1、SF₆气体的回收

设备中的SF₆气体通过正在运转的无油压缩机泵入储液罐3中。在回收的过程中，SF₆气体进入具备大储气容量的储液罐3前由于低温冷却装置4的作用，SF₆气体的温度下降。由高温高压的SF₆气体快速地冷却成低温低压的纯液体。

2、向断路器充SF₆

本实用新型的SF₆充气及回收装置也可以将储液罐3中的SF₆气体向密闭设备中充气。该装置的充气功能可以通过自保持恒定的压力的充气调节阀5将储液罐3中的SF₆气体充到任何一种密闭的设备中。假使充气之前，断路器13没有处于真空的状态下，那么必须使用装置所备有的真空泵7进行残存空气和湿气的抽空。

3、***抽真空

为了在SF₆气体进行处理前彻底抽空装置内部的空气和湿气，本实用新型的SF₆充气及回收装置也具有***抽真空能力。

4、从断路器中抽取残存空气和湿气

再充SF₆气体前，本实用新型的SF₆充气及回收装置使用真空泵7能除去气体绝缘设备中的残存空气和湿气。真空泵最终可以得到1mbar以下的真空度。在再充气之前，操作人员必须确保达到足够的真空度。

本实用新型的SF₆充气及回收装置总共使用12只阀门(不包括安全阀)。本实用新型中在说明操作程序时，假设所有的阀门均处于关闭状态。

进/出气压力表PG1反映SF₆压缩机进气压力，储液罐压力表PG2反映SF₆储液罐3内的压力，充气调节阀5上面的压力表反映经过充气调节阀5的压力(回充压力)。

此低温冷却装置4只有在回收SF₆气体液化时进入正常的运转，也就是说只有启动SF₆压缩机2，低温冷却装置4才能运转，工作过程：按动SF₆压缩机2启动按钮，先运转低温冷却装置4，然后到设定时间自动启动SF₆压缩机2，终止回收工作时，按动SF₆压缩机2停止按钮，先停止低温冷却装置4，然后到设定时间自动停止SF₆压缩机2。整个工作过程是电器自动完成，时间继电器设定的时间，视环境温度而定，一般来说，环境温度在15℃～40℃时，开机延时时间为15～20分钟，停机延时时间为固定3分钟，一个按钮控制整个设备回路。

本实用新型的SF₆充气及回收装置在出厂前充有氮气。使用前需要对整个装置抽真空至1mbar以下。该操作步骤也适用于低压或无压长期存储的设备。

在抽真空后立即向装置加压以防止进入空气或湿气。抽真空工作由真空泵完成。注意：所有排出的气体/空气通过真空泵释放到大气中去或通过管路排放至无人低洼处。启动***抽真空时先将真空泵阀V2、压缩机进气阀V3、过滤器出气阀V4、储液管进气阀V6、储液管出气阀V7、储罐压力阀V8调节置于OPEN位置(手柄垂直)，开真空泵，至真空表显示出足够的真空度，确保在抽真空后立即向***加压以防止进入空气或湿气。在关闭真空泵7之前，关闭真空泵阀V2。

为了防止装置在高真空的情况下空气或湿气进入***，需要对装置及所有的管路、设备进行加压。加压前确保对充气软管抽真空，将压缩机进气阀V3、过滤器出气阀V4、储液罐进气阀V6、储液罐出气阀V7、储罐压力阀V8调节置于OPEN位置(手柄垂直)，将SF₆气体充入装置达到2bar以上，然后关闭所有阀门。

5、对软管和外置过滤器抽真空

对装置及所有的管路、设备进行抽真空。抽真空工作由真空泵7完成。将进/出气阀V1，真空泵阀V2置于OPEN位置(手柄垂直)，开真空泵，等待真空表显示出足够的真空度，确保在抽真空后立即向***加压以防止进入空气或湿气。在关闭真空泵7之前，关闭真空泵阀V2阀。

对软管和外置过滤器抽真空后，将进/出气阀V1、压缩机进气阀V3、储液罐进气阀V6置于OPEN位置(手柄垂直)，断路器14上的阀门必须置于开位置，起动压缩机按钮，监视储气罐的压力。在此操作步骤下，SF₆气体进入压缩机7，通过压缩进入低温冷却装置4中液化，最后流入储气罐3。如果储液罐3的压力高于31bar，罐中将充满液态SF₆，但不得高于装置额定的液态质量。对断路器完成抽气时确保关闭所有阀门。

6、从断路器中抽取SF₆气体存入钢瓶

从断路器中回收SF₆并储存到外部钢瓶中。先完成对外接设备、软管和外置过滤器外接钢瓶软管的抽除空气。具体方法：开启进/出气压力表V1，启动真空泵7，缓慢打开真空泵阀V2，直至真空表VG为1mbar以下，把所有的阀关闭，停止真空泵7。将进/出气阀V1、压缩机进气阀V3、外接钢瓶进气阀V5置于OPEN位置(手柄垂直)，打开钢瓶上的阀，起动压缩机2，断路器上的阀门置于开位置，监视钢瓶的重量/压力，关闭断路器14上的阀门，同时关闭压缩机。所述阀门V10也可接一用于存储所述SF₆储液罐中SF₆气体的钢瓶。

在此操作步骤下，SF₆气体进入压缩机2，通过压缩进入低温冷却装置4中液化，最后进入钢瓶。对断路器14完成抽气时确保关闭所有阀门。

7、从断路器中抽取空气和湿气

本步骤使操作者对断路器14进行排空。排空工作由提供的真空泵7进行。充SF₆气体之前，先清除断路器14中的空气和湿气和清除所有软管中的空气和湿气，这些软管可能已遭受非SF6的其它气体的玷污。确保气体绝缘设备中的真空度达到预期要求。

将进/出气阀V1、真空泵阀V2置于OPEN位置(手柄垂直)，启动真空泵7，真空泵7开始对断路器14中抽真空，直到真空表显示足够的真空度，一旦达到充足的真空度，可关闭真空泵阀V2，停止真空泵7。

8、SF₆回充到设备中

将在本钢瓶或外用钢瓶中的SF₆充到断路器14中。为了使设备免受充气时的过压冲击同时避免设备内充入液态的SF₆，通过充气调节阀5缓慢充气。将断路器14中的所有残存空气和湿气排出后，开启储液罐加热器H1使液态SF₆蒸发至气态，充入SF₆纯气体。调整充气调节阀5，缓慢充气，观察断路器14上的压力表，当读数正确后关闭断路器14阀门，然后再关闭过滤器出气阀V4和储液罐出气阀V7，开启压缩机进气阀V3和储液罐进气阀V6，再起动压缩机3。进气表压力降为0bar后，关闭压缩机3和所有阀门。此时，供气管中的压力应为0bar。

干燥过滤器6干燥再生时，先启动干燥过滤器6的再生加热器H2通电约30分钟，然后关掉再生加热器H2。打开取样阀V9，把干燥过滤器6压力降至0mbar，然后关掉取样阀V9。启动真空泵7，打开真空泵阀V2和过滤器出气阀V4，让真空泵7运转直到真空表VG的读数在0.5mbar以下，关闭真空泵阀V2，然后关掉真空泵7。打开储液罐出气阀V7，并让压力升到0mbar以上，然后关掉储液罐出气阀V7。让干燥过滤器6完全冷却至室温。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1、一种SF₆充气及回收装置，它包括一壳体和安装在壳体内的、由设备接口、压缩机、储液罐、充气调节阀、干燥过滤器、真空泵及连接管道、复数个阀门、复数个压力计构成的充气回收回路，其特征在于，在所述充气回收回路的压缩机与储液罐之间串联有一低温冷却装置。

2、根据权利要求1所述的一种SF₆充气及回收装置，其特征在于，所述低温冷却装置包括一使冷剂与气体进行热交换的板式换热器、与板式换热器连接的风冷冷凝器以及串联在板式换热器与风冷冷凝器之间的压力控制器、热力膨胀阀、干燥过滤器。

3、根据权利要求1所述的一种SF₆充气及回收装置，其特征在于，所述SF₆充气及回收装置可以安装在一个手推车上。

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