CN104541342B - 压力补偿器 - Google Patents

Abstract

一种用于海底电气设施的压力补偿器，其包括刚性瓶（102）和位于刚性瓶（102）中的柔性袋（104），压力补偿器包括在压力补偿器（100）的第一端处的第一开口（108），第一开口容许被布置到刚性瓶（102）和柔性袋（104）之间的中间空间（116）的绝缘介质的流体连通，压力补偿器（100）还包括在压力补偿器（100）的第二端处的第二开口（110），第二开口容许被布置在柔性袋（104）内的海水的流体连通，其特征在于，压力补偿器包括提供压力补偿器（100）的中间空间（116）中的两点之间的流体连通的旁路通道（106）。

Description

压力补偿器

技术领域

本发明涉及用于海底环境的变压器，尤其涉及用于海底电气设施的瓶式压力补偿器。

背景技术

海底电气设施，诸如变压器或变频器，是在水下使用的组件。通常，这些设施填充有绝缘流体。在设施的操作期间，绝缘流体的温度改变，因此需要对介质进行压力补偿。这包括使用压力补偿器，其与设施内部流体连通。压力补偿器被设置用于在流体温度和体积增加时接收过量的流体，并在流体温度降低时将流体送回所述设施。

一种类型的压力补偿器是瓶式补偿器。瓶式补偿器具有刚性瓶和位于刚性瓶内的柔性袋。柔性袋可连接到外壳之外的海水。柔性袋和刚性瓶之间的中间空间可用作用于从设施接收过量的流体（诸如油）的储液器。

瓶式补偿器的现有方案的严重缺陷在于，它们不适用于温度低于零度的极寒环境。在这种环境中，如果所述设施需要升高到水面以便维护，现有瓶式补偿器倾向于冻结受损。

发明内容

本发明的目的是提供压力补偿器以便缓解以上缺点。本发明的目的由独立权利要求中限定的本发明达到。从属权利要求公开了一些实施例。

本发明的重大优点在于，能够避免或至少减少由冻结导致的损坏。

附图说明

下面将参照附图通过一些实施例更详细地描述本发明，在附图中：

图1示出在一个可能的安装位置处的瓶式补偿器的一个实施例；以及

图2示出图1中标记区域的更具体的视图。

具体实施方式

图1示出瓶式压力补偿器100的一个实施例的竖直切割剖面。补偿器可具有细长瓶状结构，其在沿水平方向被切割时可具有倒圆或至少大体倒圆的剖面。

压力补偿器100可具有刚性瓶102，其可例如由金属制成。柔性袋或囊袋104位于刚性外壳内。柔性袋可由弹性材料（诸如橡胶）制成。

补偿器具有两个开口108、110，大体在刚性瓶102的每端一个。第一开口108将压力补偿器100连接到海底设施（诸如变压器或变频器），以便流体连通。海底设施可包括刚性管道，压力补偿器100连接到该管道。为了将压力补偿器附接和连接到设施，可提供紧固和密封装置。

第二开口110被提供用于与海水连通。通过第二开口，水可从进入和离开柔性袋104。在第二开口110处，袋防水泄漏地布置在刚性瓶102中。由此，水可仅进入袋104的内部，而不进入袋104和瓶102之间的中间空间116。在实施例中，袋包括突出的出口，其尺寸稍小于第二开口110。可将套管附接到袋104的出口部分，出口部分可从瓶的开口110稍微向外突起。套管可包括螺纹，其可附接到将袋104的出口紧固到瓶的第二开口110的紧固元件的反螺纹上。

图1示出了处于主要安装位置（即竖直位置）的瓶式补偿器，此时作为海水连接器的第二开口110朝下。虽然瓶已被示出处于竖直位置，但其他安装位置是可行的。但是，实施例涉及作为海水连接器的第二开口110处于与作为绝缘介质连接器的第一开口108相同高度或更低高度处的安装位置。因此，安装位置可在补偿器的所示竖直位置和水平位置之间改变。

在柔性袋104和刚性瓶102之间存在中间空间116。在使用期间，中间空间116容纳已经经由第一开口108进入中间空间116的绝缘介质，诸如变压器油。最初，在将设施下降到水中之前，可以初始化补偿器，使得总体积的一半填充有油，并且袋104内体积的一半填充有空气。当变压器降入水中时，海水至少部分地替代空气。

瓶式补偿器进一步包括旁路通道，其缓解中间空间116中两点之间的流体连通。在一个实施例中，两点大体在瓶的端部处。图1示出了这种例子，其示出了经由两个旁路开口连接瓶的端部的旁路管106。在旁路开口附近，旁路管可具有基本垂直地接近瓶的弯曲部段106A、106B，从而例如缓解其中的流体流。

如图1所示，旁路通道可被设置为布置在瓶外的旁路管106。

在另一实施例中，旁路通道可被布置为设置在中间空间116中的刚性瓶102内的管。

在另一实施例中，可通过在瓶的内壁上布置一个或多个凹槽来提供通道，由此容许诸如变压器流体的流体在中间空间中流动。

在另一实施例中，旁路通道由分隔构件形成，分隔构件保持瓶内部与柔性袋彼此分开，从而在瓶内形成旁路通道。在实施例中，分隔构件是布置在袋或瓶之一上的一个或多个突起/杆。突起可以是纵向的。在另一实施例中，分隔构件包括一组突起，它们一起形成用于中间流体的通道。突起可呈各种形式，例如可以是点状。

在上述实施例以及其他实施例中，提供容许绝缘介质在中间空间的两点之间流动的旁路通道。在一些实施例中，通道被布置成管状形式。在其他实施例中，通过保持瓶和柔性袋至少部分地彼此分离、凭借瓶和袋中的一者或两者中的突起和/或凹槽，形成通道。

尽管上文仅描述了一个旁路通道，但压力补偿器可包括多个这种通道。并且尽管主要描述了，旁路通道连接压力补偿器的两端，但旁路通道可替代性地或额外地连接与在瓶的端部处相比彼此更靠近的两点。同样在这种情形中，旁路通道缓解沿瓶的纵向方向彼此分离的两点之间的流体连通。

在一个实施例中，旁路通道大体平行于瓶的纵向方向。诸如在图1中，虽然存在不平行于瓶的纵向方向的弯曲部段106A、106B，但通道的主要方向平行于瓶的纵向方向。在另一实施例中，旁路通道可相对于瓶的纵向方向倾斜。

图2示出压力补偿器100的第一开口108的更具体的视图。提供了布置在瓶外的管形式的旁路通道，该管基本垂直地进入中间空间116。

当旁路通道是管或刚性瓶中的凹槽时，通道可更靠近瓶的端部而不是更靠近柔性袋的端部延伸。以此方式，可确保袋在任何情况下都不会阻挡通道中的流体连通。这应用于瓶的第一和第二端中的一者或两者。

可设置分隔构件112，其保持袋与第一开口108分离。分隔构件可由此防止袋阻挡流体流动并防止袋滑入第一开口108中。

分隔构件可包括布置为与第二开口110相隔一定距离的平坦表面，因此绝缘介质可在平坦表面和瓶的内壁之间流动。

还可额外设置用于将袋支撑在瓶中的支撑构件114。在一个实施例中，支撑构件包括紧固构件，其相对于瓶来固定或紧固袋的一部分。在一个实施例中，紧固构件将袋固定到瓶。在图2所示的另一实施例中，紧固构件将袋紧固到分隔构件112。

在一个实施例中，紧固构件包括带，带附接到袋以及瓶或分隔构件之一。带可以是柔性的。

在另一实施例中，支撑构件可包括一个或多个杆，其被布置为大体上维持袋的长度。在一个实施例中，杆被布置在袋内。在另一实施例中，杆被布置在设置在袋外表面上的容座上。杆优选是大致刚性的，并且其长度是袋长度的至少一半。例如，杆可由金属或塑料制成。杆没有尖锐部分，由此不会刺穿袋。

根据前述实施例的压力补偿器适合用于以下位置，即，作为水连接器的第二开口110处于与用于绝缘介质的第一开口108相同高度处或更低的高度处。

对于本领域技术人员来说显然的是，随着技术发展，可按各种方式实现本发明的构思。本发明及其实施例不受上述例子限制，而是可在权利要求的范围内改变。

Claims (15)

1.一种用于海底电气设施的压力补偿器，其包括刚性瓶（102）和位于所述刚性瓶（102）中的柔性袋（104），所述压力补偿器包括在所述压力补偿器（100）的第一端处的第一开口（108），所述第一开口容许被布置到所述刚性瓶（102）和所述柔性袋（104）之间的中间空间（116）的绝缘介质的流体连通，所述压力补偿器（100）还包括在所述压力补偿器（100）的第二端处的第二开口（110），所述第二开口容许被布置在所述柔性袋（104）内的海水的流体连通，其特征在于，所述压力补偿器包括提供在所述压力补偿器（100）的中间空间（116）中的两点之间的流体连通的旁路通道（106）。

2.如权利要求1所述的压力补偿器，其特征在于，所述刚性瓶（102）具有细长形状，并且所述旁路通道（106）被布置为大致平行于所述刚性瓶（102）的纵向方向。

3.如权利要求1或2所述的压力补偿器，其特征在于，所述旁路通道（106）被布置为大致连接所述压力补偿器（100）的第一端和大致连接所述第二端。

4.如权利要求1或2所述的压力补偿器，其特征在于，所述压力补偿器具有分隔构件，所述分隔构件用于使所述柔性袋（104）和所述刚性瓶（102）彼此至少部分地保持一定距离，从而形成通向所述中间空间（116）的所述旁路通道（106）。

5.如权利要求4所述的压力补偿器，其特征在于，所述分隔构件包括在所述刚性瓶（102）的内表面上的凹槽或突起、和/或在所述柔性袋（104）的外表面上的凹槽或突起，由此使所述刚性瓶（102）和所述柔性袋（104）至少部分地彼此分离，从而在所述刚性瓶（102）的内表面和所述柔性袋（104）的外表面之间形成所述旁路通道（106）。

6.如权利要求1或2所述的压力补偿器，其特征在于，所述旁路通道包括旁路管。

7.如权利要求6所述的压力补偿器，其特征在于，所述旁路管被布置在所述刚性瓶（102）之外。

8.如权利要求1或2所述的压力补偿器，其特征在于，所述压力补偿器（100）被布置为安装在所述第一开口高于所述第二开口的大致竖直位置。

9.如权利要求1或2所述的压力补偿器，其特征在于，所述压力补偿器（100）包括支撑构件，所述支撑构件用于支撑所述柔性袋（104）从而使所述柔性袋在所有使用情况下都大致保持其长度。

10.如权利要求9所述的压力补偿器，其特征在于，所述支撑构件包括用于将所述柔性袋（104）的端部紧固到所述压力补偿器（100）的第一端的紧固构件（114）。

11.如权利要求1或2所述的压力补偿器，其特征在于，所述压力补偿器（100）包括分隔构件（112），所述分隔构件用于保持所述柔性袋（104）与所述第一开口（108）分离，由此确保所述第一开口（108）中的流体连通。

12.如权利要求10所述的压力补偿器，其特征在于，所述紧固构件（114）附接到分隔构件（112），所述分隔构件用于保持所述柔性袋（104）与所述第一开口（108）分离，由此确保所述第一开口（108）中的流体连通。

13.如权利要求9所述的压力补偿器，其特征在于，所述支撑构件包括刚性杆，所述刚性杆被布置为与所述柔性袋（104）接触，由此大致保持所述柔性袋的长度。

14.一种海底电气设施，包括根据前述权利要求中任一项所述的压力补偿器，其特征在于，所述压力补偿器被安装到所述海底电气设施，使得所述第一开口（108）被竖直地布置在与所述第二开口（110）相同的高度处或更高的高度处。

15.根据权利要求14所述的海底电气设施，其中，所述海底电气设施是变压器。