一種基於恆壓式蒸發冷卻技術的直流換流閥冷卻裝置的製作方法

2023-05-13 08:42:51

專利名稱：一種基於恆壓式蒸發冷卻技術的直流換流閥冷卻裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力電子中的冷卻技術領域，更具體地涉及一種基於恆壓式蒸發冷卻技術的直流換流閥冷卻裝置。
技術背景近些年來，隨著功率電力電子技術的發展和交流裝置輸出容量的增大，需要採用大功率晶閘管元件，相應提出了新的冷卻技術，如熱管冷卻和蒸發冷卻技術；換流閥結構設計時要緊緊抓住晶閘管的冷卻問題，同時也要考慮其它因素，如絕緣問題；換流閥冷卻介質的選擇則應考慮熱流特性、電絕緣性、化學穩定性(壽命和腐蝕)、對環境的影響和易燃性以及商業化程度；換流閥的結構設計與冷卻方式和絕緣方式有關，從絕緣方式看，換流閥有空氣絕緣、油絕緣和SF6絕緣；從冷卻方式看，換流閥有水冷卻、風冷卻、油冷卻和氟利昂冷卻等；閥的冷卻方式和絕緣方式的配合主要有4種形式，有空氣絕緣風冷卻、空氣絕緣水冷卻、油絕緣油冷卻和SF6絕緣氟冷卻，經過多年研究實驗表面，晶閘管採用水冷可以大大改善冷卻效果，蒸發冷卻換熱係數最好，比熱容量最大，對流換熱能力最強，大大改善冷卻效果，在相同冷卻條件下，晶閘管的額定電流可以大大提高。目前，恆壓式蒸發冷卻作為一種高效冷卻技術，它依據冷卻介質蒸發時的汽化潛熱來帶走發熱體的熱量，使其降溫。運行時，晶間管通過散熱器將熱量傳遞給蒸發冷卻介質，蒸發冷卻介質吸收熱量，溫度升高，當達到一定壓力下的飽和溫度時，開始沸騰，介質汽化吸熱，汽化後的介質蒸汽在冷凝器中將熱量傳遞給二次冷卻水或把熱量傳送到周圍空氣中去，同時介質蒸汽被冷卻為液體，回到冷卻系統中，繼續循環，形成密閉式無泵自循環系統
實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種基於恆壓式蒸發冷卻技術的直流換流閥冷卻裝置， 具有可靠、合理、簡易的結構，使用時操作簡單，價格低廉等特點。為實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案本實用新型提供的一種基於恆壓式蒸發冷卻技術的直流換流閥冷卻裝置，包括晶閘管、冷凝器、阻尼電阻、冷凝管和蒸發器，所述蒸發器與冷凝器通過冷凝管相連，所述晶閘管設有晶間管散熱器，所述晶間管、晶間管散熱器和所述阻尼電阻設置在蒸發器上。本實用新型提供的一種基於恆壓式蒸發冷卻技術的直流換流閥冷卻裝置技術方案中，所述蒸發器另一端的冷凝管與冷凝器的出水口之間設置有液槽。本實用新型提供的另一優選的一種基於恆壓式蒸發冷卻技術的直流換流閥冷卻裝置技術方案中，所述晶間管、晶間管散熱器和阻尼電阻設置在所述蒸發器的外表面。本實用新型提供的再一優選的一種基於恆壓式蒸發冷卻技術的直流換流閥冷卻裝置技術方案中，所述蒸發器為一個長方體結構，所述晶間管和晶間管散熱器設置在蒸發器的左右外表面，所述阻尼電阻設置在蒸發器的上表面。[0010]本實用新型提供的又一優選的一種基於恆壓式蒸發冷卻技術的直流換流閥冷卻裝置技術方案中，所述蒸發器上下面的內部設有與蒸發器底面垂直的圓柱型通孔。本實用新型提供的又一優選的一種基於恆壓式蒸發冷卻技術的直流換流閥冷卻裝置技術方案中，所述晶間管散熱器串聯有飽和電抗器，一同設置在蒸發器的左右外表面。由於採用了上述技術方案，本實用新型得到的有益效果是(1)冷卻效果較明顯利用汽化潛熱，熱交換效率高，溫升低，只要介質不完全汽化，就能保證溫度均勻，無局部過熱點。若能選用合適的介質，則各發熱部件都能得到冷卻。(2)損耗小、效率高減少了材料損耗，總效率可提高，冷凝器的換熱條件遠優於空氣冷卻器，使用普通清潔水，不需水處理裝置。(3)運行安全氟裡昂R113冷卻介質具有良好絕緣性能，20°C、50kV時，氟裡昂的擊穿距離d = 20mm，遠好於空氣的絕緣性，若發生火災或產生電弧，R113不僅不可燃，而且具有滅弧能力。R113沒有毒性，粘性低，表面張力小，熱穩定性和化學穩定性都很好，有可能控制冷卻系統內部事故的擴大。(4)沒有風扇，噪音小(5)維護方便，經濟性好冷卻介質循環動力由可控矽熱損耗提供，不需外加動力，整個系統自成獨立的自循環系統，維護方便。

圖1為一種基於恆壓式蒸發冷卻技術的直流換流閥冷卻裝置結構示意圖；圖2為一種基於恆壓式蒸發冷卻技術的直流換流閥冷卻裝置蒸發器剖視圖；其中，1-冷凝器，2-連接管，3-晶間管，4-蒸發器，5-阻尼電阻，6_液槽，7_出水口，8-進水口，9-飽和電抗器，10-圓柱形通孔，11-晶閘管散熱器。
具體實施方式
下面結合實施例對實用新型作進一步的詳細說明。實施例1 如圖1-2所示，本例的實用新型一種基於恆壓式蒸發冷卻技術的直流換流閥冷卻裝置，包括晶閘管3、冷凝器1、阻尼電阻5、冷凝管2和蒸發器4，所述蒸發器4與冷凝器1 通過冷凝管2相連，蒸發器4 一端通過冷凝管2與冷凝器1的進水口 8連接，蒸發器4另一端通過冷凝管2與冷凝器1的出水口 7連接，晶閘管3設有晶閘管散熱器11，晶閘管3、晶閘管散熱器11和阻尼電阻5設置在蒸發器4上，蒸發器4與冷凝器1之間還設置有液槽6， 蒸發器4另一端通過冷凝管2液槽6的一個口相連，液槽6另一個口通過冷凝管2與冷凝器1的出水口 7連接，晶閘管3、晶閘管散熱器11和阻尼電阻5設置在蒸發器4的外表面， 蒸發器4為一個長方體結構，晶閘管3和晶閘管散熱器11設置在蒸發器4的左右外表面， 阻尼電阻5設置在蒸發器4的上表面，所述蒸發器4上下面的內部設有與蒸發器4底面垂直的圓柱型通孔10，晶閘管散散熱器11串聯有飽和電抗器9，一同設置在蒸發器4的左右外表面。蒸發器4在上下方向有多個孔狀沸騰部分，一方面作為蒸汽通道，另一方面可以強化沸騰換熱。由於晶閘管3體積較小，它與蒸發器4的接觸面積小，必然會影響到換熱效率。恆壓式蒸發冷卻系統的特點是除了安裝晶閘管3的蒸發器4箱體外，又增加了一個容積可變的液槽6結構。晶閘管3不發熱時，在冷卻容器內充滿了冷媒液，此時冷凝器1 內的內壓保持大氣壓；當晶閘管3產生熱負載時，在蒸發器4內沸騰的冷媒蒸汽上升，進入冷凝管2冷凝成液體，自動地經過連通管貯存在液槽6中，這一狀態內壓也維持在大氣壓。 一旦晶閘管3變為無熱負載時，為消除冷凝管2內的蒸汽，冷媒液從液槽6經過連通管充滿冷凝管2。這樣，在此冷卻系統中，不管有無熱負載，通常可以保證在大氣壓狀態下蒸發冷卻。最後應該說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對其限制，儘管參照上述實施例對本實用新型進行了詳細說明，所屬領域的普通技術人員應當理解依然可以對本實用新型的具體實施方式
進行修改或者等同替換，而未脫離本實用新型精神和範圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本權利要求範圍當中。
權利要求1.一種基於恆壓式蒸發冷卻技術的直流換流閥冷卻裝置，包括晶閘管(3)、冷凝器 (1)、阻尼電阻(5)、冷凝管(2)和蒸發器，其特徵在於所述蒸發器(4)與冷凝器(1)通過冷凝管( 相連，所述晶閘管C3)設有晶閘管散熱器(11)，所述晶閘管(3)、晶閘管散熱器(11)和所述阻尼電阻(5)設置在蒸發器⑷上。
2.如權利要求1所述的一種基於恆壓式蒸發冷卻技術的直流換流閥冷卻裝置，其特徵在於所述蒸發器(4)另一端的冷凝管O)與冷凝器(1)的出水口(7)之間設置有液槽 (6)。
3.如權利要求2所述的一種基於恆壓式蒸發冷卻技術的直流換流閥冷卻裝置，其特徵在於所述晶閘管(3)、晶閘管散熱器(11)和阻尼電阻(5)設置在所述蒸發器的外表
4.如權利要求3所述的一種基於恆壓式蒸發冷卻技術的直流換流閥冷卻裝置，其特徵在於所述蒸發器(4)為一個長方體結構，所述晶閘管(3)和晶閘管散熱器(11)設置在蒸發器的左右外表面，所述阻尼電阻( 設置在蒸發器的上表面。
5.如權利要求4所述的一種基於恆壓式蒸發冷卻技術的直流換流閥冷卻裝置，其特徵在於所述蒸發器(4)上下面的內部設有與蒸發器(4)底面垂直的圓柱型通孔(10)。
6.如權利要求5所述的一種基於恆壓式蒸發冷卻技術的直流換流閥冷卻裝置，其特徵在於所述晶閘管散熱器(11)串聯有飽和電抗器(9)，一同設置在蒸發器的左右外表
專利摘要本實用新型涉及電力電子中的冷卻技術領域，更具體地涉及一種基於恆壓式蒸發冷卻技術的直流換流閥冷卻裝置，包括晶閘管、冷凝器、阻尼電阻、冷凝管和蒸發器，蒸發器與冷凝器通過冷凝管相連，晶閘管設有晶閘管散熱器，晶閘管、晶閘管散熱器和阻尼電阻設置在蒸發器上，具有可靠、合理、簡易的結構，使用時操作簡單，價格低廉等特點。
文檔編號H05K7/20GK202059717SQ20112008043
公開日2011年11月30日 申請日期2011年3月24日 優先權日2011年3月24日
發明者周建輝, 溫家良, 魏曉光 申請人:中國電力科學研究院