CN102562484A

CN102562484A - 一种风力发电水冷系统散热装置及水冷系统

Info

Publication number: CN102562484A
Application number: CN2012100123680A
Authority: CN
Inventors: 王丁会; 董礼; 王海龙; 杨怀宇; 秦明
Original assignee: Guodian United Power Technology Co Ltd
Current assignee: Guodian United Power Technology Co Ltd
Priority date: 2012-01-16
Filing date: 2012-01-16
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明公开了一种风力发电水冷系统散热装置，用于对设置在机舱罩内水冷系统集液箱中的冷却液进行散热，包括多个热管，所述热管的吸热段置于集液箱内，热管的放热段置于机舱罩外；本发明还公开了包含上述散热装置的风力发电水冷系统；本发明主要利用热管换热特性与风场优越的自然风对冷却系统的冷却液进行间接冷却，可不再使用冷却风扇及板式换热器，避免了风扇的耗能，避免板式换热器较高的钎焊技术；另外，可充分利用风场优越的自然风，对冷却液进行冷却散热，起到节能作用。

Description

一种风力发电水冷系统散热装置及水冷系统

技术领域

本发明涉及风力发电水冷技术领域，尤其涉及一种风力发电水冷系统散热装置及含有上述散热装置的水冷系统。

背景技术

对于现有风力发电机水冷系统，冷却液的冷却散热装置多为板式换热器与风扇相结合，通过板式换热器上安装风扇对冷却液进行强制对流散热，或者将板式换热器放置于机舱顶，通过风场自然风对其进行自然冷却，前者风扇耗能，增加设备，结构复杂，后者利用自然风，由于通道尺寸狭窄，风阻较大，在风场风速10m/s左右时，能够通过冷却风道的自然风速仅为2m/s-3m/s，另外板式换热器对于钎焊技术要求较高。

发明内容

本发明的目的在于提出一种风力发电水冷系统散热装置，用以减少冷却液散热设备，提高自然风资源利用率。

本发明的另一个目的在于提出一种风力发电水冷系统。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种风力发电水冷系统散热装置，用于对设置在机舱罩内水冷系统集液箱中的冷却液进行散热，包括多个热管，所述热管的吸热段置于集液箱内，热管的放热段置于机舱罩外。

进一步地，所述热管为两相闭式热虹吸管。

进一步地，还包括固定在所述机舱罩上且罩于热管的放热段外侧的导流罩。

进一步地，所述导流罩为弧形的渐缩式结构。

进一步地，所述集液箱的进、出口处分别设置有分液管、集液管。

进一步地，所述分液管、集液管均为由上至下设有多个开孔的管体，所述管体由上至下的多个开孔尺寸逐渐缩小。

进一步地，所述热管吸热段、放热段外侧均装设有翅片。

进一步地，所述多个热管为顺排布置或叉排布置。

进一步地，所述热管通过固定隔板、固定块与集液箱、机舱罩固定密封连接；所述固定隔板包括设置于集液箱顶部开口处的下固定隔板及设置于机舱罩顶部开口处的上固定隔板；所述热管上安装有上固定块、下固定块，通过上固定块与上固定隔板卡接，通过下固定块与下固定隔板卡接。

一种风力发电水冷系统，用于对待冷却散热设备进行冷却，包括设置在机舱罩内的集液箱、循环装置、支撑架及上述的散热装置；所述待冷却散热设备与循环装置、集液箱通过软管首尾相连，所述支撑架用于在机舱罩内支撑集液箱。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

热管是一种具有高导热性能的传热组件，尤其两相闭式热虹吸管，通过重力使管内工作介质循环，其制作工艺简单，生产成本低廉，工作可靠，传热效率高，且有较高的临界热流密度；本发明可充分结合热管的特点并利用风场自然风对冷却液进行冷却散热，通过将热管吸热段布置于集液箱内对冷却液进行冷却散热，放热段置于机舱罩外与风场来流低温空气进行强制对流换热，通过使用热管代替原有的板式换热器，一方面不再使用冷却风扇及板式换热器对冷却液进行强制对流换热，减少设备，避免板式换热器要求较高的钎焊技术；另一方面，对于原有置于机舱罩外利用自然风进行散热的板式换热器，由于其通道尺寸狭窄，阻力较大，造成自然风流经冷却通道流速急剧下降，采用本装置合理布置热管，避免自然风急剧下降、减弱对流换热效果，起到节能的作用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中风力发电水冷系统(内含散热装置)剖视图；

图2是本发明具体实施方式中风力发电水冷系统散热装置的冷却液散热基本原理图；

图3是本发明具体实施方式中风力发电水冷系统散热装置中分液管基本结构示意图；

图3a是图3中的A-A向视图；

图4是本发明具体实施方式中风力发电水冷系统散热装置导流罩基本结构示意图；

图4a是图4中的A-A向视图；

图5是本发明具体实施方式中风力发电水冷系统散热装置热管基本结构示意图；

图6是本发明具体实施方式中风力发电水冷系统散热装置与机舱罩连接的上固定隔板基本结构示意图；

图7是本发明具体实施方式中风力发电水冷系统散热装置与集液箱连接的下固定隔板基本结构示意图；

图8是本发明具体实施方式中风力发电水冷系统散热装置集液管基本结构示意图；

图8a是图8中的A-A向视图；

图9是本发明具体实施方式中风力发电水冷系统散热装置冷却液集液箱基本结构示意图(俯视)；

图10是本发明具体实施方式中风力发电水冷系统散热装置热管顺排布置基本结构示意图；

图11是本发明具体实施方式中风力发电水冷系统散热装置热管叉排布置基本结构示意图；

图中，1、循环装置，2、机舱罩，3、分液管，4集液箱，5导流罩，6、热管，6-1、放热段，6-2、上固定块，6-3、下固定块，6-4、吸热段，7、上固定隔板，8、下固定隔板，9、集液管，10、支撑架，11、软管，12、待冷却散热设备。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明的风力发电水冷系统散热装置，用于对设置在机舱罩2内水冷系统集液箱4中的冷却液进行散热，包括多个热管6，热管6为两相闭式热虹吸管，热管6的吸热段6-4置于集液箱4内，热管6的放热段6-1置于机舱罩2外。

本发明的风力发电水冷系统散热装置原理在于通过设置热管进行换热，用热管代替板式换热器及风扇，利用优越的自然风进行间接冷却，如图2所示为冷却基本原理，冷却液流经集液箱的方向(下部箭头)，与风场自然风来流方向(上部箭头)，可顺流，可选择逆流，及冷却液循环方向变化。

其中，热管换热的工作原理如下：

热管吸热段吸收需冷却介质的热量，并将热量传给管内工质(液态，如R22、甲醇、氨等低温热管用工作液体)，工质吸热后以蒸发与沸腾的形式转变为蒸汽，蒸汽在压差作用下上升至放热段，在低温流体作用下凝结成液体放出汽化潜热，冷凝液体依靠重力回流到吸热段。由于热管内部抽成真空，所以工质极易蒸发与沸腾，热管起动迅速。

为能够充分利用自然风场来流空气，如图1、4、4a所示，在机舱罩2上固定设置有导流罩5，导流罩5采用弧形渐缩结构，罩于热管6放热段6-1外侧，以提高与热管6接触的风速与风量，提高对流换热量。

为保证冷却液在集液箱4内的均匀性，如图1所示，在集液箱4的进、出口处分别设置有分液管3、集液管9，其中分液管3与集液管9上的连接圆管，可垂直布置，可水平布置。如图3、3a、8、8a所示，分液管、集液管均为由上至下设有多个开孔的管体，管体由上至下的多个开孔尺寸逐渐缩小。

如图5所示，在热管6吸热段6-4、放热段6-1外侧均可装设有翅片以强化传热。

根据待冷却的散热设备12(变流器、发电机、齿轮箱等)散热量不同，热管6的尺寸和数量可根据换热的需要进行不同的设计，同时多个热管6的整体布置可顺排布置，如图10所示，可进行叉排布置，如图11所示。

如图1、5、6、7、9所示，热管6通过固定隔板、固定块与集液箱4、机舱罩2固定密封连接；固定隔板包括设置于集液箱4顶部开口处的下固定隔板8及设置于机舱罩2顶部开口处的上固定隔板7；热管6上安装有上固定块6-2、下固定块6-3，通过上固定块6-2与上固定隔板7固定卡接，通过下固定块6-3与下固定隔板8固定卡接。其中上固定隔板7的整体尺寸要大于下固定隔板8，便于下固定隔板8通过机舱罩2顶部开口与集液箱4连接，上固定隔板7上开孔尺寸大于下固定隔板8上开孔尺寸，便于热管6上的下固定块6-3能够从上固定隔板7上通过。

本发明的风力发电水冷系统，主要用于对待冷却散热设备12进行冷却，如图1所示，包括设置在机舱罩2内的集液箱4、循环装置1、支撑架10及上述散热装置；待冷却散热设备12与循环装置1、集液箱4通过软管11首尾相连，支撑架10用于在机舱罩2内支撑集液箱4。

上述风力发电水冷系统的工作原理是：高温冷却液在循环装置1的作用下，经软管11被送入分液管3，经分流进入集液箱4，在热管6的吸热段6-4作用下，高温冷却液被冷却，吸热段6-4内工质吸热蒸发至放热段6-1，在风场自然风作用下进行强制对流换热，蒸汽被冷却在成液态，在重力作用下重新回到吸热段6-4，重复进行循环，而经冷却后的冷却液在循环装置1作用下进入集液管9内，经软管11进入待冷却散热设备12中，冷却液对其进行重复循环冷却。

综上，本发明实施可不再使用冷却风扇及板式换热器，避免了风扇的耗能，避免板式换热器较高的钎焊技术；另外，可充分利用风场优越的自然风，对冷却液进行冷却散热。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种风力发电水冷系统散热装置，用于对设置在机舱罩内水冷系统集液箱中的冷却液进行散热，其特征在于，包括多个热管，所述热管的吸热段置于集液箱内，热管的放热段置于机舱罩外。

2.根据权利要求1所述的风力发电水冷系统散热装置，其特征在于，所述热管为两相闭式热虹吸管。

3.根据权利要求1所述的风力发电水冷系统散热装置，其特征在于，还包括固定在所述机舱罩上且罩于热管的放热段外侧的导流罩。

4.根据权利要求3所述的风力发电水冷系统散热装置，其特征在于，所述导流罩为弧形的渐缩式结构。

5.根据权利要求1所述的风力发电水冷系统散热装置，其特征在于，所述集液箱的进、出口处分别设置有分液管、集液管。

6.根据权利要求5所述的风力发电水冷系统散热装置，其特征在于，所述分液管、集液管均为由上至下设有多个开孔的管体，所述管体由上至下的多个开孔尺寸逐渐缩小。

7.根据权利要求1所述的风力发电水冷系统散热装置，其特征在于，所述热管吸热段、放热段外侧均装设有翅片。

8.根据权利要求1所述的风力发电水冷系统散热装置，其特征在于，所述多个热管为顺排布置或叉排布置。

9.根据权利要求1所述的风力发电水冷系统散热装置，其特征在于，所述热管通过固定隔板、固定块与集液箱、机舱罩固定密封连接；

所述固定隔板包括设置于集液箱顶部开口处的下固定隔板及设置于机舱罩顶部开口处的上固定隔板；

所述热管上安装有上固定块、下固定块，通过上固定块与上固定隔板卡接，通过下固定块与下固定隔板卡接。

10.一种风力发电水冷系统，用于对待冷却散热设备进行冷却，其特征在于，包括设置在机舱罩内的集液箱、循环装置、支撑架及权利要求1-8任一项所述的散热装置；

所述待冷却散热设备与循环装置、集液箱通过软管首尾相连，所述支撑架用于在机舱罩内支撑集液箱。