一種削峰型直流輸電換流閥冷卻系統的製作方法

2023-05-16 03:56:56

專利名稱：一種削峰型直流輸電換流閥冷卻系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種冷卻系統，特別是一種直流輸電換流閥冷卻系統。
背景技術：
現在的直流輸電換流閥冷卻系統，通常是採用密閉式循環系統加散熱器散熱的風冷方式。具體而言，是將循環水帶出來的熱量傳輸給空氣散熱器，同時外設風機鼓風把熱量隨風散走。然而，循環水溫度隨著環境溫度的變化而變化。一方面，隨著環境溫度的變化循環水也呈周期性變化的。從設計溫度來看，基本以當地出現的峰值溫度點來定。事實上各個地方的氣溫差異很大，這種方式只能應用於溫差變化不大的環境。如果在溫差範圍頗大的環境，例如在赤道附近的一些缺水乾旱的地區，其晝夜溫差範圍為5 45°C，這樣單靠風冷冷卻循環水就顯得力不從心。另則，由於空氣散熱器的溫差小使得散熱器效率較低，因此在工作場所，常常可以看到非常龐大的空氣散熱器群，由於眾多的空氣散熱器，管路壓力配比成為困擾的技術難題。另一方面，水冷系統都是無蓄冷的裝置，系統熱容小，對於氣候的敏感性大，當系統出現溫度升高過快，報警到跳閘時間短會產生跳閘事故。一般的水冷系統設計溫度是採用如圖1的設計方案根據環境極限溫度和冷卻對象溫度設計溫差，按照極限溫度t2出現的一天天氣情況，冷卻對象溫度t3，假設原來的散熱設備設計溫差為At1，設計環境極限溫度為、，則Atl = t3_t2。實際上，在功率大的時候， 採用環境極限溫度需要大量的空氣散熱器，既佔用土地又有流體阻力、配比等缺陷。從傳熱學角度來看，單一增大換熱面積的確能夠提供更大功率的散熱能力；如果提高溫差，將在相同功率下減小空氣散熱器。設計環境溫度為t1;則設計溫差為At2 = t3_ti> Δ、。當 At2為At1的2倍，可以節省一半的空氣散熱器。而設計溫度低於環境極限溫度這之間的溫差，由於在每一年都不是很長，可以採用熱泵或製冷來解決。

發明內容
本發明的目的在於克服上述現有技術的缺點，提供一種削峰型直流輸電換流閥冷卻系統，該系統設計溫度明顯低於該地極限溫度，能夠確保其在高溫環境下能夠正常工作， 不但結構緊湊，而且空氣換熱器用量少，從而降低了成本，使得直流輸電換流閥冷卻系統的應用地域得到拓展。本發明的目的通過以下技術方案來實現一種削峰型直流輸電換流閥冷卻系統，包括連接成主迴路的主循環水泵、換流閥及空氣冷卻器，還包括輔助循環迴路及製冷迴路，輔助循環迴路與主迴路通過第一三通閥連接，輔助循環迴路能夠與主迴路進行熱交換，製冷迴路與輔助循環迴路連接，製冷迴路與輔助循環迴路進行熱交換。為了更好的實現本發明，所述輔助循環迴路設有蓄冷裝置，蓄冷裝置能夠對製冷迴路產生的冷量進行蓄冷，並且能夠與主迴路進行熱交換。為了更好的實現本發明，所述製冷迴路由第一換熱設備、第二換熱設備及壓縮機串聯而成。為了更好的實現本發明，所述輔助循環迴路包括第二換熱設備、儲液罐及第三換熱熱備，所述第二換熱設備及第三換熱熱備均與儲液罐連接，通過儲液罐進行蓄冷，通過第三換熱設備與主迴路進行熱交換。為了更好的實現本發明，所述製冷迴路串聯有膨脹閥。為了更好的實現本發明，所述主迴路中串聯有脫氣罐及過濾器。為了更好的實現本發明，所述削峰型直流輸電換流閥冷卻系統包括水處理支路， 水處理支路與主迴路在換流閥入口處合併，所述水處理支路包括串聯的離子交換器、精密過濾器及膨脹罐。為了更好的實現本發明，所述削峰型直流輸電換流閥冷卻系統包括自動補水系統，所述自動補水系統包括依次連接的原水罐、自動補水泵，所述自動補水系統與離子交換器連接。為了更好的實現本發明，所述空氣冷卻器通過第二三通閥連接在主迴路中。本發明與現有技術相比，具有如下優點及有益效果傳統的密閉式循環水冷卻系統是以該地極限溫度進行空氣冷卻器設計同時不少空氣冷卻器全年大部分時間處於閒置，當環境極限溫度高於設計溫度時，系統無法滿足設計的回水溫度；削峰型密閉式循環水冷卻系統設計溫度可以明顯低於該地極限溫度，使得結構緊湊，減少了空氣換熱器的用量，充分利用了空氣散熱器的設計容量，降低了成本，同時又有冷量儲備，使得當熱量不足時，報警過程中有一定的處理時間。使得密閉式循環水冷卻系統的可以應用在極限溫度高於45°C的環境。


圖1本發明一個實施方式所述的削峰型直流輸電換流閥冷卻系統示意圖；圖2本發明另一個實施方式所述的削峰型直流輸電換流閥冷卻系統示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的實施方式作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限於此。實施例1如圖1所示，一種削峰型直流輸電換流閥冷卻系統，包括連接成主迴路的主循環水泵1、換流閥4及空氣冷卻器2，還包括輔助循環迴路及製冷迴路，所述強制冷卻旁路包括輔助循環迴路及製冷迴路，輔助循環迴路與主迴路通過第一三通閥12連接，輔助循環迴路中的介質2能夠與主迴路中的介質1進行熱交換，製冷迴路與輔助循環迴路連接，製冷迴路中的介質3對輔助循環迴路中的介質2進行冷卻。為了更好的實現本發明，所述輔助循環迴路包括串聯成迴路的換熱器13介質2 側、蒸發器15介質2側及水泵19，所述製冷迴路包括串聯成迴路的冷凝器17介質3側、蒸發器15介質3側及壓縮機16，主迴路與換熱器15介質1側通過第一三通閥12連接。為了更好的實現本發明，所述輔助循環迴路串聯有儲液罐14。為了更好的實現本發明，所述製冷迴路串聯有膨脹閥18。
為了更好的實現本發明，所述主迴路中串聯有脫氣罐5及並聯的過濾器31、32。為了更好的實現本發明，所述削峰型直流輸電換流閥冷卻系統包括水處理支路， 水處理支路與主迴路在換流閥入口處合併，所述水處理支路包括串聯的離子交換器及精密過濾器，離子交換器為兩個離子交換器61與62並聯，精密過濾器為兩個精密過濾器31與 32並聯。為了更好的實現本發明，所述水處理支路串聯有膨脹罐，膨脹罐為兩個膨脹罐81 與82並聯。為了更好的實現本發明，所述削峰型直流輸電換流閥冷卻系統包括自動補水系統，所述自動補水系統包括依次連接的原水罐9、自動補水泵，所述自動補水系統與離子交換器61與62連接，自動補水泵為水泵101及102並聯。為了更好的實現本發明，所述空氣冷卻器2通過並聯的第二三通閥111及112連接在主迴路中，使得主迴路中的介質1可以不通過空氣冷卻器2進入進入下一設備。實施例2如圖2所示，所述輔助循環迴路包括迴路1及迴路2，換熱器13介質2側、儲液罐 14及第一水泵19串聯成迴路1，迴路1的儲液罐14、蒸發器15介質2側及第二水泵20串聯成迴路2，所述製冷迴路包括串聯成迴路的冷凝器17介質3側、蒸發器15介質3側及壓縮機16，主迴路與換熱器介質1側通過第一三通閥連接，其餘同實施例1。實施例1及實施例2的應用方法為蓄冷系統進入夏季開始蓄冷，晚上為蓄冷工況，當進入換流閥體溫度超過系統回水設計溫度T2時，調節三通閥，使得蓄冷的熱量釋放， 使得進入閥體的溫度維持在τ3。當蓄冷溫度超過蓄冷設計溫度T2，水冷機組啟動。通過二次冷卻進一步降低冷卻水的溫度，以滿足換流閥的進水溫度要求。在整個設計和控制過程， 始終讓系統有一定的冗餘，以保證系統的絕對安全可靠。上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式並不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種削峰型直流輸電換流閥冷卻系統，包括連接成主迴路的主循環水泵、換流閥及空氣冷卻器，其特徵在於所述系統還包括輔助循環迴路及製冷迴路，輔助循環迴路與主迴路通過第一三通閥連接，輔助循環迴路能夠與主迴路進行熱交換，製冷迴路與輔助循環迴路連接，製冷迴路與輔助循環迴路進行熱交換。
2.根據權利要求1所述的一種削峰型直流輸電換流閥冷卻系統，其特徵在於所述輔助循環迴路設有蓄冷裝置，蓄冷裝置能夠對製冷迴路產生的冷量進行蓄冷，並且能夠與主迴路進行熱交換。
3.根據權利要求1或2所述的一種削峰型直流輸電換流閥冷卻系統，其特徵在於所述製冷迴路由第一換熱設備、第二換熱設備及壓縮機串聯而成。
4.根據權利要求2所述的一種削峰型直流輸電換流閥冷卻系統，其特徵在於所述輔助循環迴路包括第二換熱設備、儲液罐及第三換熱熱備，所述第二換熱設備及第三換熱熱備均與儲液罐連接。
5.根據權利要求3所述的一種削峰型直流輸電換流閥冷卻系統，其特徵在於所述製冷迴路串聯有膨脹閥。
6.根據權利要求1所述的一種削峰型直流輸電換流閥冷卻系統，其特徵在於所述主迴路中串聯有脫氣罐及過濾器。
7.根據權利要求1所述的一種削峰型直流輸電換流閥冷卻系統，其特徵在於所述削峰型直流輸電換流閥冷卻系統包括水處理支路，水處理支路與主迴路在換流閥入口處合併，所述水處理支路包括串聯的離子交換器、精密過濾器及膨脹罐。
8.根據權利要求7所述的一種削峰型直流輸電換流閥冷卻系統，其特徵在於所述削峰型直流輸電換流閥冷卻系統包括自動補水系統，所述自動補水系統包括依次連接的原水罐、自動補水泵，所述自動補水系統與離子交換器連接。
9.根據權利要求1所述的一種削峰型直流輸電換流閥冷卻系統，其特徵在於所述空氣冷卻器通過第二三通閥連接在主迴路中。
全文摘要
本發明公開了一種削峰型直流輸電換流閥冷卻系統，包括連接成主迴路的主循環水泵、換流閥及空氣冷卻器，還包括輔助循環迴路及製冷迴路，輔助循環迴路與主迴路通過第一三通閥連接，輔助循環迴路能夠與主迴路進行熱交換，製冷迴路與輔助循環迴路連接，製冷迴路與輔助循環迴路進行熱交換。削峰型密閉式循環水冷卻系統設計溫度可以明顯低於該地極限溫度，使得結構緊湊，減少了空氣換熱器的用量，充分利用了空氣散熱器的設計容量，降低了成本，同時又有冷量儲備，使得當熱量不足時，報警過程中有一定的處理時間。使得密閉式循環水冷卻系統的可以應用在極限溫度高於45℃的環境。
文檔編號H05K7/20GK102412706SQ20111038958
公開日2012年4月11日 申請日期2011年11月29日 優先權日2011年11月29日
發明者冷明全, 劉慧敏, 盧志敏, 文玉良, 許治修, 黃文平 申請人:廣州高瀾節能技術股份有限公司