本發(fā)明屬于高壓變頻器的水冷系統(tǒng)，具體涉及一種高壓變頻器全水冷系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、高壓變頻器的水冷系統(tǒng)技術(shù)是一種高效的散熱解決方案，旨在確保變頻器在高負載和高溫環(huán)境下的穩(wěn)定運行。這種技術(shù)利用冷卻水的優(yōu)秀熱傳導性能，通過循環(huán)流動的方式將變頻器產(chǎn)生的熱量帶走，從而實現(xiàn)有效的降溫。在高壓變頻器的水冷系統(tǒng)中，冷卻水在封閉的管道內(nèi)循環(huán)流動，經(jīng)過變頻器的散熱部分，吸收并帶走熱量。系統(tǒng)通過智能控制模塊調(diào)節(jié)冷卻水的流量、溫度、電導率、ph及溶解氧等，以確保帶電設(shè)備的最佳冷卻效果。同時，為了保證水質(zhì)的純凈度和防止管道堵塞，系統(tǒng)會定期進行水質(zhì)處理和維護。

2、高壓變頻器主要作為核電站穩(wěn)定運行的關(guān)鍵部件，變頻器過熱、冷卻劑泄露故障跳閘將造成重要負荷失電導致反應堆停堆或機組停運的嚴重后果，或者冷卻劑參數(shù)指標不合格、回路設(shè)計冗余度不足，不足以支持設(shè)備長期安全穩(wěn)定運行。傳統(tǒng)高壓變頻器的水冷系統(tǒng)，最直接的作用主要在于將大功率器件運行熱量導出，對冷卻劑指標等方面的控制不足，不能支持設(shè)備長期的安全穩(wěn)定運行。

3、為保證高壓變頻器長期安全穩(wěn)定運行，需開發(fā)一種針對新型高壓變頻器運行狀態(tài)整體控制的全水冷系統(tǒng)技術(shù)，包括：熱量導出、冷卻劑的電導率、ph、溶解氧、全水冷冗余回路等，對于提高高壓變頻器的運行穩(wěn)定性和可靠性具有重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種高壓變頻器全水冷系統(tǒng)，解決傳統(tǒng)高壓變頻器存在的散熱不足、冷卻劑指標控制、回路冗余等問題。

2、為達到上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為：

3、一種高壓變頻器全水冷系統(tǒng)，功率單元出口管線安裝流量調(diào)節(jié)閥a，水冷變壓器出口管線安裝流量調(diào)節(jié)閥b，流量調(diào)節(jié)閥a出口回路配置壓力變送器a、流量變送器a和溫度元件a，流量調(diào)節(jié)閥b出口回路配置壓力變送器b、流量變送器b和溫度元件b，膨脹水罐的入口管線與流量調(diào)節(jié)閥a和流量調(diào)節(jié)閥b的匯水母管連接，膨脹水罐內(nèi)部安裝水罐加熱器，膨脹水罐上部分別與1號氮氣膨脹罐和2號氮氣膨脹罐連接，膨脹水罐的出口管線與1號循環(huán)泵和2號循環(huán)泵的入口匯水管線連接，1號循環(huán)泵和2號循環(huán)泵的出口匯水母管分別與三通閥a和三通閥b入口連接，三通閥a的一端出口管線與板式換熱器a的入口連接，另一端出口管線與板式換熱器a的出口連接，三通閥b的一端出口管線與板式換熱器b的入口連接，另一端出口管線與板式換熱器b的出口連接，1號去離子水罐和2號去離子水罐的匯水管線的出口管線與1號循環(huán)泵和2號循環(huán)泵的入口匯水管線連接，1號去離子水罐和2號去離子水罐的匯水管線的入口管線連接一臺補水泵并與三通閥a、三通閥b、板式換熱器a和板式換熱器b的出口匯水管線連接，三通閥a、三通閥b、板式換熱器a和板式換熱器b的出口匯水管線與1號去離子水罐和2號去離子水罐的入口匯水管線集中匯流，匯流管線上配置ph變送器、溶解氧變送器、電導率表、溫度元件c、流量變送器c和壓力變送器c，匯流管線出口分別連接至功率單元入口管線和水冷變壓器入口管線。

4、冷卻水通過1號循環(huán)泵或2號循環(huán)泵的運行，在管線內(nèi)部循環(huán)流動，經(jīng)過功率單元和水冷變壓器內(nèi)部的水冷管線，將功率單元和水冷變壓器的工作熱量傳遞至冷卻水。

5、隨后冷卻水經(jīng)功率單元出水管線和水冷變壓器出水管線集中匯流并經(jīng)膨脹水罐的主管路流入1號循環(huán)泵或2號循環(huán)泵的入口管線。

6、膨脹水罐的入口支管路與加堿泵和加堿水罐連接，膨脹水罐的出口支管路與1號去離子水罐和2號去離子水罐的出口管路連接。

7、然后冷卻水經(jīng)1號循環(huán)泵或2號循環(huán)泵的出口管線，分別流至三通閥a或三通閥b的入口管線，經(jīng)三通閥a或三通閥b的一端出口管線流出至對應的板式換熱器a或板式換熱器b，經(jīng)另一端出口管線直接流入板式換熱器a或板式換熱器b的出口匯水母管。

8、匯水母管的支管路及補水泵與1號去離子水罐和2號去離子水罐的入口管線連接，將已經(jīng)過換熱的冷卻水，分別流至功率單元和水冷變壓器內(nèi)部水冷管線。

9、功率單元的出水管線安裝有流量調(diào)節(jié)閥a、壓力變送器a、流量變送器a和溫度元件a，用以調(diào)節(jié)功率單元冷卻水的流量并對管線壓力、實際流量和冷卻水溫度進行實時監(jiān)視，水冷變壓器的出水管線安裝有流量調(diào)節(jié)閥b、壓力變送器b、流量變送器b和溫度元件b，用以調(diào)節(jié)水冷變壓器冷卻水的流量并對管線壓力、實際流量和冷卻水溫度進行實時監(jiān)視。

10、在功率單元出水管線和水冷變壓器出水管線的匯流管線和膨脹水罐的入口管線，串入一臺加堿泵和加堿水罐，根據(jù)安裝在母管上的ph變送器、溶解氧變送器，對冷卻水的ph值和溶解氧進行在線調(diào)節(jié)。

11、膨脹水罐上配置了1號氮氣膨脹罐、2號氮氣膨脹罐和水罐加熱器，根據(jù)安裝在母管上的壓力變送器c用以調(diào)節(jié)全水冷系統(tǒng)的整體壓力；通過安裝在功率單元出口管線上的溫度元件a、水冷變壓器出口管線上的溫度元件b和母管上的溫度元件c，對三通閥a或三通閥b進行調(diào)節(jié)，將冷卻水溫度控制在要求的范圍內(nèi)；通過安裝在母管上的流量變送器c對整個水系統(tǒng)的流量進行實時監(jiān)控。

12、膨脹水罐的出口管線和板式換熱器a與板式換熱器b匯水母管之間配置1號去離子水罐和2號去離子水罐，根據(jù)安裝至母管上的電導率表，控制冷卻水中的離子濃度和電導率；1號去離子水罐和2號去離子水罐的入口管線配置一臺補水泵，用以系統(tǒng)水裝量不足時進行補水。

13、本發(fā)明所取得的有益效果為：

14、本發(fā)明相較傳統(tǒng)高壓變頻器將熱量導出和冷卻劑的電導率、ph、溶氧量調(diào)節(jié)及全水冷冗余回路方式進行整合，從根本上整體提升高壓變頻器水冷運行的可靠性和穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種高壓變頻器全水冷系統(tǒng)，其特征在于：功率單元出口管線安裝流量調(diào)節(jié)閥a，水冷變壓器出口管線安裝流量調(diào)節(jié)閥b，流量調(diào)節(jié)閥a出口回路配置壓力變送器a、流量變送器a和溫度元件a，流量調(diào)節(jié)閥b出口回路配置壓力變送器b、流量變送器b和溫度元件b，膨脹水罐的入口管線與流量調(diào)節(jié)閥a和流量調(diào)節(jié)閥b的匯水母管連接，膨脹水罐內(nèi)部安裝水罐加熱器，膨脹水罐上部分別與1號氮氣膨脹罐和2號氮氣膨脹罐連接，膨脹水罐的出口管線與1號循環(huán)泵和2號循環(huán)泵的入口匯水管線連接，1號循環(huán)泵和2號循環(huán)泵的出口匯水母管分別與三通閥a和三通閥b入口連接，三通閥a的一端出口管線與板式換熱器a的入口連接，另一端出口管線與板式換熱器a的出口連接，三通閥b的一端出口管線與板式換熱器b的入口連接，另一端出口管線與板式換熱器b的出口連接，1號去離子水罐和2號去離子水罐的匯水管線的出口管線與1號循環(huán)泵和2號循環(huán)泵的入口匯水管線連接，1號去離子水罐和2號去離子水罐的匯水管線的入口管線連接一臺補水泵并與三通閥a、三通閥b、板式換熱器a和板式換熱器b的出口匯水管線連接，三通閥a、三通閥b、板式換熱器a和板式換熱器b的出口匯水管線與1號去離子水罐和2號去離子水罐的入口匯水管線集中匯流，匯流管線上配置ph變送器、溶解氧變送器、電導率表、溫度元件c、流量變送器c和壓力變送器c，匯流管線出口分別連接至功率單元入口管線和水冷變壓器入口管線。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓變頻器全水冷系統(tǒng)，其特征在于：冷卻水通過1號循環(huán)泵或2號循環(huán)泵的運行，在管線內(nèi)部循環(huán)流動，經(jīng)過功率單元和水冷變壓器內(nèi)部的水冷管線，將功率單元和水冷變壓器的工作熱量傳遞至冷卻水。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓變頻器全水冷系統(tǒng)，其特征在于：隨后冷卻水經(jīng)功率單元出水管線和水冷變壓器出水管線集中匯流并經(jīng)膨脹水罐的主管路流入1號循環(huán)泵或2號循環(huán)泵的入口管線。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓變頻器全水冷系統(tǒng)，其特征在于：膨脹水罐的入口支管路與加堿泵和加堿水罐連接，膨脹水罐的出口支管路與1號去離子水罐和2號去離子水罐的出口管路連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓變頻器全水冷系統(tǒng)，其特征在于：然后冷卻水經(jīng)1號循環(huán)泵或2號循環(huán)泵的出口管線，分別流至三通閥a或三通閥b的入口管線，經(jīng)三通閥a或三通閥b的一端出口管線流出至對應的板式換熱器a或板式換熱器b，經(jīng)另一端出口管線直接流入板式換熱器a或板式換熱器b的出口匯水母管。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高壓變頻器全水冷系統(tǒng)，其特征在于：匯水母管的支管路及補水泵與1號去離子水罐和2號去離子水罐的入口管線連接，將已經(jīng)過換熱的冷卻水，分別流至功率單元和水冷變壓器內(nèi)部水冷管線。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高壓變頻器全水冷系統(tǒng)，其特征在于：功率單元的出水管線安裝有流量調(diào)節(jié)閥a、壓力變送器a、流量變送器a和溫度元件a，用以調(diào)節(jié)功率單元冷卻水的流量并對管線壓力、實際流量和冷卻水溫度進行實時監(jiān)視，水冷變壓器的出水管線安裝有流量調(diào)節(jié)閥b、壓力變送器b、流量變送器b和溫度元件b，用以調(diào)節(jié)水冷變壓器冷卻水的流量并對管線壓力、實際流量和冷卻水溫度進行實時監(jiān)視。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高壓變頻器全水冷系統(tǒng)，其特征在于：在功率單元出水管線和水冷變壓器出水管線的匯流管線和膨脹水罐的入口管線，串入一臺加堿泵和加堿水罐，根據(jù)安裝在母管上的ph變送器、溶解氧變送器，對冷卻水的ph值和溶解氧進行在線調(diào)節(jié)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高壓變頻器全水冷系統(tǒng)，其特征在于：膨脹水罐上配置了1號氮氣膨脹罐、2號氮氣膨脹罐和水罐加熱器，根據(jù)安裝在母管上的壓力變送器c用以調(diào)節(jié)全水冷系統(tǒng)的整體壓力；通過安裝在功率單元出口管線上的溫度元件a、水冷變壓器出口管線上的溫度元件b和母管上的溫度元件c，對三通閥a或三通閥b進行調(diào)節(jié)，將冷卻水溫度控制在要求的范圍內(nèi)；通過安裝在母管上的流量變送器c對整個水系統(tǒng)的流量進行實時監(jiān)控。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高壓變頻器全水冷系統(tǒng)，其特征在于：膨脹水罐的出口管線和板式換熱器a與板式換熱器b匯水母管之間配置1號去離子水罐和2號去離子水罐，根據(jù)安裝至母管上的電導率表，控制冷卻水中的離子濃度和電導率；1號去離子水罐和2號去離子水罐的入口管線配置一臺補水泵，用以系統(tǒng)水裝量不足時進行補水。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于高壓變頻器的水冷系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高壓變頻器全水冷系統(tǒng)。功率單元出口管線安裝流量調(diào)節(jié)閥A，水冷變壓器出口管線安裝流量調(diào)節(jié)閥B，流量調(diào)節(jié)閥A出口回路配置壓力變送器A、流量變送器A和溫度元件A，流量調(diào)節(jié)閥B出口回路配置壓力變送器B、流量變送器B和溫度元件B，膨脹水罐的入口管線與流量調(diào)節(jié)閥A和流量調(diào)節(jié)閥B的匯水母管連接，膨脹水罐內(nèi)部安裝水罐加熱器，膨脹水罐上部分別與1號氮氣膨脹罐和2號氮氣膨脹罐連接，膨脹水罐的出口管線與1號循環(huán)泵和2號循環(huán)泵的入口匯水管線連接。本發(fā)明從根本上整體提升高壓變頻器水冷運行的可靠性和穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：白曉琛,范福平,王從偉,聞濤,陳國才,韓偉,張盧翼,丁帥永,張冰偉,田尖端,余鴻鵬,毛靈杰,陳宇杰
受保護的技術(shù)使用者：三門核電有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6