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海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的冷卻系統(tǒng)的制作方法

文檔序號(hào):5260761閱讀:296來(lái)源:國(guó)知局
專(zhuān)利名稱(chēng):海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域,尤其是涉及海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的冷卻系統(tǒng)。
背景技術(shù)
風(fēng)能是一種清潔的可再生能源,1996年以來(lái),全球風(fēng)電裝機(jī)容量呈年均30%增長(zhǎng),2009年底超過(guò)1. 58億kW。我國(guó)風(fēng)能裝機(jī)容量0. 25億kW,占世界第二位。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí),在齒輪箱、發(fā)電機(jī)和變流控制器三大部件上會(huì)產(chǎn)生大量的熱量。這些熱量若不及時(shí)排走,將會(huì)使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組效率大大降低,乃至最終癱瘓。因此, 配備性能優(yōu)良、降溫迅速的冷卻系統(tǒng),是保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組長(zhǎng)期、正常運(yùn)轉(zhuǎn)的不可或缺的重要措施。目前,相當(dāng)一部分的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組,是采用強(qiáng)制通風(fēng)的方式,對(duì)三大發(fā)熱部件進(jìn)行直接冷卻。這種方式在風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)容量不大(kW級(jí)),發(fā)熱量相對(duì)較小的情況下,可以達(dá)到降溫要求,對(duì)機(jī)組效率影響不大。但目前,風(fēng)電的裝機(jī)容量正從kW級(jí)向麗級(jí)發(fā)展。更大的裝機(jī)容量意味著發(fā)熱量更大,冷卻設(shè)備的性能在一定程度上決定了裝機(jī)容量的大小。此時(shí),直接通風(fēng)冷卻的方式再也不能達(dá)到機(jī)組的降溫要求,必須使用液體循環(huán)冷卻的方式。現(xiàn)有的液體循環(huán)冷卻系統(tǒng)大致如下循環(huán)液將三大部件的熱量帶走,通過(guò)泵輸送到外置的換熱器。換熱器為一般為空冷模式,具有一定速度的空氣流在換熱器外表面穿過(guò), 將流經(jīng)換熱器內(nèi)部的循環(huán)液熱量帶走,降溫后的循環(huán)液再回到發(fā)熱部件,吸收熱量,形成冷卻循環(huán)。這種冷卻方式是以空氣為最終冷源,由于空氣的質(zhì)量流量較小,因此冷卻效果有限,在機(jī)組容量增大,發(fā)熱量更大時(shí),很難滿(mǎn)足冷卻要求。同時(shí),如果這種冷卻系統(tǒng)用在海上風(fēng)電機(jī)組,會(huì)帶來(lái)更嚴(yán)重的問(wèn)題。由于海面上的空氣潮濕而且含有鹽分,很容易就造成空冷換熱器的腐蝕和損壞,壽命大大縮短。我國(guó)可利用的風(fēng)能儲(chǔ)量約10億kW,陸地的儲(chǔ)量?jī)H占25%,海上的儲(chǔ)量占了 75%, 因此必須尋求一種真正適用于海水風(fēng)電機(jī)組的、行之有效的冷卻系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種適用于海上風(fēng)電機(jī)組的冷卻系統(tǒng)。該冷卻系統(tǒng)以海水作為冷源,循環(huán)液作為冷卻介質(zhì),可以有效改善風(fēng)電機(jī)組的冷卻效果以及冷卻系統(tǒng)的使用
壽命O為實(shí)現(xiàn)以上目的,本發(fā)明采取了以下的技術(shù)方案海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的冷卻系統(tǒng), 包括有設(shè)置在機(jī)艙內(nèi)的依次首尾連接并構(gòu)成回路的循環(huán)泵、過(guò)濾裝置、散熱器、加熱部件、 三通電磁閥、膨脹罐;在所述散熱器和加熱部件之間連接的管路上依次設(shè)有溫度檢測(cè)裝置、 壓力檢測(cè)裝置;還具有設(shè)置在海水中的海水冷卻器,所述海水冷卻器分別與三通電磁閥和膨脹罐連接,還包括有電控裝置,其分別與溫度檢測(cè)裝置、壓力檢測(cè)裝置、加熱部件、膨脹罐、循環(huán)泵電連接。 在所述膨脹罐上設(shè)有安全閥和氣泵,所述電控裝置通過(guò)氣泵與膨脹罐連接。所述的散熱器外表面與齒輪箱、發(fā)電機(jī)和變流控制器等發(fā)熱部件緊密接觸,從而保證傳熱迅速。散熱器內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)流道,以使循環(huán)液從中經(jīng)過(guò),把熱量帶走。流道內(nèi)表面采用內(nèi)螺紋或者內(nèi)肋結(jié)構(gòu),以擴(kuò)大換熱面積、增強(qiáng)擾動(dòng),從而強(qiáng)化換熱效果。所述的海水冷卻器外表面浸泡在海水中,內(nèi)部設(shè)有多個(gè)流道。循環(huán)液在散熱器部件吸收熱量后,流經(jīng)海水冷卻器內(nèi)部的流道,散發(fā)熱量。海水冷卻器外表面設(shè)計(jì)有鰭片,以增大換熱面積和強(qiáng)化換熱效果。由于海水冷卻器浸泡在海水中,避免了與空氣接觸可能造成的鹽霧腐蝕隱患。所述的膨脹罐可以釋放或者儲(chǔ)存能量,從而使整個(gè)冷卻系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)液的壓力保持穩(wěn)定。膨脹罐與安全閥、氣泵等穩(wěn)壓輔助裝置配合使用,當(dāng)壓力過(guò)高時(shí),安全閥打開(kāi)而泄壓,壓力不足時(shí)啟動(dòng)氣泵增壓。所述的循環(huán)泵是整個(gè)冷卻系統(tǒng)的動(dòng)力源,通過(guò)循環(huán)泵的運(yùn)轉(zhuǎn),循環(huán)液依次經(jīng)過(guò)散熱器、海水冷卻器、膨脹罐、循環(huán)泵、過(guò)濾器等部件,把發(fā)熱部件的熱量帶走,完成冷卻過(guò)程。所述的三通電磁閥是用于調(diào)節(jié)進(jìn)入海水冷卻器的循環(huán)液流量,從而維持循環(huán)液的溫度在合適的范圍內(nèi)。所述的過(guò)濾裝置,主要是保證進(jìn)入散熱器的循環(huán)液的潔凈度,使其不會(huì)由于含有雜質(zhì)而堵塞管路。所述的壓力檢測(cè)裝置、溫度檢測(cè)裝置是用于對(duì)系統(tǒng)的相關(guān)溫度、壓力參數(shù)進(jìn)行檢測(cè),反饋系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。所述的電控裝置是根據(jù)上述壓力檢測(cè)裝置、溫度檢測(cè)裝置所反饋的參數(shù),對(duì)循環(huán)泵、氣泵、電磁閥等部件進(jìn)行調(diào)節(jié)控制,使系統(tǒng)高效、穩(wěn)定運(yùn)行。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有如下優(yōu)點(diǎn)1、由于海水溫度低,海水的換熱質(zhì)量流量大,因此本發(fā)明中使用海水作為最終冷源的系統(tǒng),與現(xiàn)有的以空氣為冷源的系統(tǒng)相比,具有更高的冷卻效率,適應(yīng)于更大容量的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)展與應(yīng)用。2、由于海水冷卻器浸泡在海水中,避免了現(xiàn)有冷卻系統(tǒng)的空氣換熱器在長(zhǎng)期使用過(guò)程中的鹽霧腐蝕現(xiàn)象。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本發(fā)明海水冷卻器的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例請(qǐng)參閱圖1和圖2所示,海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的冷卻系統(tǒng),包括有設(shè)置在機(jī)艙內(nèi)的依次首尾連接并構(gòu)成回路的循環(huán)泵1、過(guò)濾裝置2、散熱器3、加熱部件6、三通電磁閥7、膨脹罐 9 ;在散熱器3和加熱部件6之間連接的管路上依次設(shè)有溫度檢測(cè)裝置4、壓力檢測(cè)裝置5 ;還具有設(shè)置在海水中的海水冷卻器8,海水冷卻器8分別與三通電磁閥7和膨脹罐9連接, 還包括有電控裝置12,其分別與溫度檢測(cè)裝置4、壓力檢測(cè)裝置5、加熱部件6、膨脹罐9、循環(huán)泵1電連接。 海水冷卻器8包括循環(huán)液出口總管21、分流管22、循環(huán)液流道23、循環(huán)液進(jìn)口總管 25,循環(huán)液出口總管21與分流管22連接,分流管22分成多條支路分別與循環(huán)液流道23連接,循環(huán)液流道23另一端連接到循環(huán)液出口總管21,并在循環(huán)液流道23外表面上設(shè)有鰭片 24。循環(huán)液從海水冷卻器8的循環(huán)液進(jìn)口總管25進(jìn)入,通過(guò)分流管22分成多個(gè)流路后,進(jìn)入海水冷卻器8內(nèi)部的多個(gè)的循環(huán)液流道23。循環(huán)液在流道流動(dòng)時(shí),通過(guò)流道外的鰭片將熱量散發(fā)到海水中。冷卻后的循環(huán)液最后經(jīng)過(guò)循環(huán)液出口總管21流出海水冷卻器,回到發(fā)熱部件的散熱器,繼續(xù)循環(huán)吸熱。在膨脹罐9上設(shè)有安全閥10和氣泵11,電控裝置12通過(guò)氣泵11與膨脹罐9連接。本實(shí)施例工作過(guò)程如下,結(jié)合圖1所示在循環(huán)泵1的驅(qū)動(dòng)下,循環(huán)液經(jīng)過(guò)過(guò)濾裝置2后,進(jìn)入風(fēng)電機(jī)組發(fā)熱部件的散熱器3,將其中的熱量帶走;然后經(jīng)過(guò)三通電磁閥7,再進(jìn)入海水冷卻器8釋放熱量,最后循環(huán)液經(jīng)過(guò)膨脹罐9后回到循環(huán)泵1,完成冷卻循環(huán)。電控裝置12根據(jù)溫度檢測(cè)裝置4 (本實(shí)施例中選取溫度計(jì))的反饋信號(hào),控制三通電磁閥7的開(kāi)度以及加熱部件6的開(kāi)停。電控裝置12根據(jù)壓力檢測(cè)裝置5 (本實(shí)施例中選取壓力表)的反饋信號(hào),控制膨脹罐9的開(kāi)停。當(dāng)膨脹罐內(nèi)部壓力過(guò)大時(shí),安全閥10自動(dòng)動(dòng)作,進(jìn)行泄壓,確保系統(tǒng)運(yùn)作安全可罪。上列詳細(xì)說(shuō)明是針對(duì)本發(fā)明可行實(shí)施例的具體說(shuō)明,該實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍,凡未脫離本發(fā)明所為的等效實(shí)施或變更,均應(yīng)包含于本案的專(zhuān)利范圍中。
權(quán)利要求
1.海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的冷卻系統(tǒng),其特征在于包括有設(shè)置在機(jī)艙內(nèi)的依次首尾連接并構(gòu)成回路的循環(huán)泵(1)、過(guò)濾裝置(2)、散熱器(3)、加熱部件(6)、三通電磁閥(7)、膨脹罐(9);在所述散熱器(3)和加熱部件(6)之間連接的管路上依次設(shè)有溫度檢測(cè)裝置(4)、 壓力檢測(cè)裝置(5);還具有設(shè)置在海水中的海水冷卻器(8),所述海水冷卻器(8)分別與三通電磁閥(7)和膨脹罐(9)連接,還包括有電控裝置(12),其分別與溫度檢測(cè)裝置(4)、壓力檢測(cè)裝置(5)、加熱部件(6)、膨脹罐(9)、循環(huán)泵(1)電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的冷卻系統(tǒng),其特征在于在所述膨脹罐(9) 上設(shè)有安全閥(10)和氣泵(11),所述電控裝置(12)通過(guò)氣泵(11)與膨脹罐(9)連接。
3.如權(quán)利要求1所述的海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的冷卻系統(tǒng),其特征在于所述海水冷卻器 (8)包括循環(huán)液出口總管(21)、分流管(22)、循環(huán)液流道(23)、循環(huán)液進(jìn)口總管(25),循環(huán)液出口總管(21)與分流管(22)連接,分流管(22)分成多條支路分別與循環(huán)液流道(23) 連接,循環(huán)液流道(23)另一端連接到循環(huán)液出口總管(21),并在循環(huán)液流道(23)外表面上設(shè)有鰭片(24)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的冷卻系統(tǒng),包括有設(shè)置在機(jī)艙內(nèi)的依次首尾連接并構(gòu)成回路的循環(huán)泵、過(guò)濾裝置、散熱器、加熱部件、三通電磁閥、膨脹罐;在所述散熱器和加熱部件之間連接的管路上依次設(shè)有溫度檢測(cè)裝置、壓力檢測(cè)裝置;還具有設(shè)置在海水中的海水冷卻器,所述海水冷卻器分別與三通電磁閥和膨脹罐連接,還包括有電控裝置,其分別與溫度檢測(cè)裝置、壓力檢測(cè)裝置、加熱部件、膨脹罐、循環(huán)泵電連接。由于海水溫度低,海水的換熱質(zhì)量流量大,因此本發(fā)明中使用海水作為最終冷源的系統(tǒng),與現(xiàn)有的以空氣為冷源的系統(tǒng)相比,適應(yīng)于更大容量的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)展與應(yīng)用。由于海水冷卻器浸泡在海水中,避免了現(xiàn)有冷卻系統(tǒng)的空氣換熱器在長(zhǎng)期使用過(guò)程中的鹽霧腐蝕現(xiàn)象。
文檔編號(hào)F03D11/00GK102220946SQ20111011714
公開(kāi)日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月6日
發(fā)明者何世輝, 馮自平, 林用滿(mǎn), 韓穎, 高日新, 黃沖 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所
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