CN102564181B - 一种静止无功补偿晶闸管阀室的换热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电力电子热交换技术领域，具体涉及一种静止无功补偿晶闸管阀室的换热装置。该换热装置包括冷凝器、蒸发器、液体总管、气体总管、阀门和集中控制器；冷凝器设置于阀室外顶部；蒸发器水平设置于阀室内底部；液体总管的两端分别与冷凝器出口和蒸发器入口相连；气体总管两端分别与冷凝器入口和蒸发器出口相连；集中控制器与冷凝器和蒸发器连接；液体总管和气体总管设有阀门。本发明提供的换热装置与传统换热方法组合，优势互补，实现全年连续运转，满足了效率高、节能、密闭、温湿度控制精度高的电力电子领域的特殊需要。
Description
技术领域
本发明属于电力电子热交换技术领域，具体涉及一种静止无功补偿晶闸管阀室的换热装置。
背景技术
如图1所示，静止无功补偿装置(Static Var Compensator，SVC)阀体的空气冷却过程可分为两个环节：环节一是利用热交换器将阀体的热量带到阀室内的环境中；环节二是将阀室内的热量带到室外，二者是串联的关系。
针对环节一，我们已经做了大量的工作，改善了其传热效果。本发明是针对环节二：将阀室内的热量带到室外。
目前，将阀室内的热量带到室外主要有以下几种方法：
排热通风，如图2所示：利用换气扇把阀室外低温空气引入室内，通过设计好的风路带走室内热量，降低阀室内温度。这种方式的优点是利用自然冷源，简单、节能；缺点是阀室内除尘维护量大，阀室内湿度无法控制，会引入腐蚀性气体。
空-空热交换器，如图3所示：阀室外低温空气和室内高温空气在空-空热交换器中进行热交换，室外空气带走室内空气的热量从而降低室内温度。这种方式的优点是利用自然冷源，节能；缺点是空气换热器交换效率低，体积庞大，对建筑改动大。
安装制冷空调，如图4所示：利用工业空调在阀室内制冷，将热量排放到室外。这种方式的优点是阀室内与外界隔绝、温湿度控制精度较高；缺点是，长期运转运行成本高。
在众多的传热元件中，热管是人们所知的最有效的传热元件之一，截面积很小的热管即可实现热量远距离的传输，且不需要外加动力。它通过在全封闭真空管壳内工质的蒸发与凝结来传递热量，具有极高的导热性、良好的等温性、冷热两侧的传热面积可任意改变、可远距离传热、可控制温度一系列优点。
重力热管工作原理如图5所示，热管的受热段和放热段靠隔板隔开，液体工质在热管下部受热段内吸热蒸发，在密度差的作用下蒸气上升至放热段，在放热段内蒸汽工质冷凝成液体依靠重力回流至热管底部。为了强化换热，受热段和放热段管外常安装有翅片。
发明内容
本发明的目的是针对将阀室内的热量带到室外的问题，提供一种静止无功补偿晶闸管阀室的换热装置，该换热装置满足效率高、节能、室内密闭和温湿度控制精度高的电力电子领域的需要。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
一种静止无功补偿晶闸管阀室的换热装置，所述换热装置包括冷凝器、蒸发器、液体总管、气体总管、阀门和集中控制器；其改进之处在于，所述冷凝器设置于阀室外顶部；所述蒸发器水平设置于阀室内底部；所述液体总管的两端分别与冷凝器出口和蒸发器入口相连；所述气体总管两端分别与冷凝器入口和蒸发器出口相连；所述液体总管和气体总管设有阀门；所述集中控制器根据阀室内设定温度及阀室内外温差控制所述冷凝器和蒸发器；当阀室外温度高于阀室内温度时，所述集中控制器切换的换热方式为排热通风或空调制冷。
本发明提供的一种优选的技术方案是：所述冷凝器和蒸发器安装有调速风机。
本发明提供的第二优选的技术方案是：所述冷凝器和蒸发器的调速风机与集中控制器连接。
本发明提供的第三优选的技术方案是：所述冷凝器和蒸发器为经过内螺纹或内插物强化的铜管穿铝箔翅片式热交换器。
本发明提供的第四优选的技术方案是：所述液体总管和气体总管为外套绝热保温层的软连接管或铜管。
与现有技术相比，本发明达到的有益效果是：
本发明提供的一种静止无功补偿晶闸管阀室的换热装置，与传统的换热方式组合，组合方式有换热装置-排热通风和换热装置-制冷空调。换热装置-排热通风联动控制方式的优点为：有效降低由排热通风弊端带来的除尘维护频率；换热装置-制冷空调联动控制的组合方式优点为：由于本发明的换热装置运行时能耗低，弥补了制冷空调长时间运转能耗大的缺点，使得全年平均运行成本得到降低，发挥了换热装置和制冷空调各自的优势，实现了优势互补，满足了效率高、节能、密闭、温湿度控制精度高的电力电子领域的需要。
附图说明
图1是热量传递环节示意图；
图2是现有技术排热通风换热示意图；
图3是现有技术安装空-空热交换器换热示意图；
图4是现有技术安装制冷空调换热示意图；
图5是重力热管的工作原理示意图；
图6是本发明换热装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
如图6所示，图6是本发明提供的静止无功补偿晶闸管阀室的换热装置，该换热装置包括冷凝器1、蒸发器2、液体总管3、气体总管4、阀门5和集中控制器6。
所述冷凝器1高于蒸发器2布于阀室外，冷凝器1设置于阀室外顶部；所述液体总管3的两端分别与冷凝器1出口和蒸发器2入口相连；所述气体总管4两端分别与冷凝器1入口和蒸发器2出口相连；所述集中控制器6与冷凝器1和蒸发器2连接；所述冷凝器1和蒸发器2安装有调速风机。当阀室外温度低于阀室内温度时，换热装置启动工作，将热量带到阀室外。
所述冷凝器1和蒸发器2为经过内螺纹或内插物强化的铜管穿铝箔翅片式热交换器。
所述液体总管3和气体总管4为外套绝热保温层的软连接管或铜管。
本发明提供的静止无功补偿晶闸管阀室的换热装置工作流程如下：阀体将热量传递给阀室内空气后：
a、空气将热量通过循环风传递给阀室内的蒸发器2；
b、蒸发器2内液体吸热蒸发；
c、在密度差的作用下蒸发气体上升，通过气体总管4至阀室外冷凝器1；
d、由于阀室外温度低，在调速风机的强制对流下，蒸气在阀室外冷凝器1中放热凝结；
e、冷凝后，液体依靠重力通过液体总管3回流至蒸发器2。
集中控制器6控制方式为：在换热装置工作模式下，集中控制器6根据阀室内设定温度及阀室内外温差按程序控制阀室内外蒸发器2和冷凝器1调速风机的转速，从而满足阀室内温度要求。当阀室外温度高于阀室内温度时，换热装置停止工作，集中控制器6的输出信号切换为排热通风或空调制冷工作模式。
实施例一：换热装置-排热通风组合。本发明的换热装置和排热通风分别布置于晶闸管阀室，靠集中控制器6联动控制，有效降低由排热通风弊端带来的除尘维护频率，实现全年的连续运行。
实施例二：换热装置-空调制冷组合。本发明的换热装置和制冷空调分别布置于晶闸管阀室，二者组合，采用集中控制器6的联动方式，换热装置弥补了空调长时间运行成本高的缺点，使得全年平均运行成本降低，发挥了换热装置和空调各自的优势，实现了优势互补。
将本发明的换热装置应用于静止无功补偿晶闸管阀室的空气侧冷却系统中，且并不受限应用于电力电子领域其他装置的晶闸管阀室空气冷却散热。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：本领域技术人员阅读本发明后依然可对本申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，这些变更、修改或者等同替换，其均在其申请待批的权利要求范围之内。
Claims (1)
1.一种静止无功补偿晶闸管阀室的换热装置，所述换热装置包括冷凝器(1)、蒸发器(2)、液体总管(3)、气体总管(4)、阀门(5)和集中控制器(6)；其特征在于，所述冷凝器(1)设置于阀室外顶部；所述蒸发器(1)水平设置于阀室内底部；所述液体总管(3)的两端分别与冷凝器(1)出口和蒸发器(2)入口相连；所述气体总管(4)两端分别与冷凝器(1)入口和蒸发器(2)出口相连；所述液体总管(3)和气体总管(4)设有阀门(5)；所述集中控制器(6)根据阀室内设定温度及阀室内外温差控制所述冷凝器(1)和蒸发器(2)；当阀室外温度高于阀室内温度时，所述集中控制器(6)切换的换热方式为排热通风或空调制冷；
所述冷凝器(1)和蒸发器(2)安装有调速风机；
所述冷凝器(1)和蒸发器(2)的调速风机与集中控制器(6)连接；
所述冷凝器(1)和蒸发器(2)为经过内螺纹或内插物强化的铜管穿铝箔翅片式热交换器；
所述液体总管(3)和气体总管(4)为外套绝热保温层的软连接管或铜管；
所述静止无功补偿晶闸管阀室的换热装置工作流程如下：阀体将热量传递给阀室内空气后：
a、空气将热量通过循环风传递给阀室内的蒸发器(2)；
b、蒸发器(2)内液体吸热蒸发；
c、在密度差的作用下蒸发气体上升，通过气体总管(4)至阀室外冷凝器(1)；
d、由于阀室外温度低，在调速风机的强制对流下，蒸气在阀室外冷凝器(1)中放热凝结；
e、冷凝后，液体依靠重力通过液体总管(3)回流至蒸发器(2)；
集中控制器(6)控制方式为：在换热装置工作模式下，集中控制器(6)根据阀室内设定温度及阀室内外温差按程序控制阀室内外蒸发器(2)和冷凝器(1)调速风机的转速，从而满足阀室内温度要求；
当阀室外温度高于阀室内温度时，换热装置停止工作，集中控制器(6)的输出信号切换为排热通风或空调制冷工作模式；
换热装置-排热通风组合：换热装置和排热通风分别布置于晶闸管阀室，靠集中控制器(6)联动控制，有效降低由排热通风弊端带来的除尘维护频率，实现全年的连续运行；
换热装置-空调制冷组合：换热装置和制冷空调分别布置于晶闸管阀室，二者组合，采用集中控制器(6)的联动方式，换热装置弥补空调长时间运行成本高的缺点，使得全年平均运行成本降低，发挥了换热装置和空调各自的优势，实现了优势互补。
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