CN104239724A - 用于换流阀水冷系统的热交换效率在线监测与评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于换流阀水冷系统的热交换效率在线监测与评估方法，包括以下步骤：1)构建换流阀阀冷系统热工模型；2)通过建立的模型来分析不同运行工况下换流阀换热性能；3)通过选用经典换热系数关系式、热质比拟和降膜理论分析各项传热传质系数；4)分析各项传热传质系数对换流阀换热性能影响。与现有技术相比，本发明具有保证换流阀可靠及稳定的运行等优点。

Description

用于换流阀水冷系统的热交换效率在线监测与评估方法
技术领域
本发明涉及一种热交换效率监测与评估技术，尤其是涉及一种用于换流阀水冷系统的热交换效率在线监测与评估方法。
背景技术
截至目前国内已建成投运15条长距离超、特高压直流输电线路和3座背靠背换流站。根据规划，“十二五”期间将开工建设15项直流工程，总换流容量2.3亿kW，线路全长2.5万km，其中包括13项±800kV和1项±1100kV直流工程。可控硅换流阀是换流站的核心元件，正常运行时，大电流产生高热量，导致可控硅温度会急剧上升，如果不对可控硅进行有效冷却，可控硅将被烧坏。换流阀阀水冷系统通过内冷水循环实现对可控硅进行冷却，保证换流阀可靠及稳定的工作。实际工作条件下影响换流阀可控硅冷却的因素较多包括室外气象参数、内冷水流量、直流输送负荷等。通过构建换流变阀水冷系统热工模型，可分析上述各参数对换流阀换热性能的影响，评定各种工况下的系统换热性能。然而，目前国内没有针对换流变换流阀水冷系统热工模型的研究。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于换流阀水冷系统的热交换效率在线监测与评估方法，通过构建换流变阀水冷系统热工模型，分析不同运行工况下换流阀换热性能，评价各部件热工参数对系统换热性能的影响情况，在各种因素相互作用条件下，更有利于判定主要影响因素，从而可以保证换流阀可靠及稳定的运行。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于换流阀水冷系统的热交换效率在线监测与评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)构建换流阀阀冷系统热工模型；
2)通过建立的模型来分析不同运行工况下换流阀换热性能；
3)通过选用经典换热系数关系式、热质比拟和降膜理论分析各项传热传质系数；
4)分析各项传热传质系数对换流阀换热性能影响。
所述的换流阀阀冷系统热工模型包括换流阀模型、冷却塔模型以及补水池模型。
所述的换流阀模型包括模拟换流阀本体，以及换流阀内部的内冷水，用于实现阀体和内冷水实时温度变化的模拟，并通过研究换流阀内部结构对换热系数的影响，分析换流阀换热性能变化。
所述的冷却塔模型包括模拟内冷水与外冷水通过金属盘管换热、外冷水与空气汽水传热传质，用于分析室外气象、风机风量参数对换流阀换热性能的影响。
所述的补水池模型建立冷却塔喷淋水回水、补水和水池存水能量守恒方程，分析补水池出水的温度和流量对换流阀换热性能的影响。
所述的各项传热传质系数包括室外气象参数、内冷水流量和直流输送负荷。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
当前国内尚没有换流变阀水冷系统热工分析模型，通过本发明可以分析包括室外气象参数、内冷水流量、直流输送负荷、换热器结垢等因素对换流阀换热性能的影响，为实现换流阀安全和稳定运行提供有效支持。
附图说明
图1为本发明换流阀模型的示意图；
图2为本发明冷却塔模型的示意图；
图3为本发明补水池模型的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
一种用于换流阀水冷系统的热交换效率在线监测与评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)构建换流阀阀冷系统热工模型；
2)通过建立的模型来分析不同运行工况下换流阀换热性能；
3)通过选用经典换热系数关系式、热质比拟和降膜理论分析各项传热传质系数；
4)分析各项传热传质系数对换流阀换热性能影响。
所述的各项传热传质系数包括室外气象参数、内冷水流量和直流输送负荷。
所述的换流阀阀冷系统热工模型包括换流阀模型、冷却塔模型以及补水池模型。如图1所示，所述的换流阀模型包括模拟换流阀本体，以及换流阀内部的内冷水，用于实现阀体和内冷水实时温度变化的模拟，并通过研究换流阀内部结构对换热系数的影响，分析换流阀换热性能变化。如图2所示，所述的冷却塔模型包括模拟内冷水与外冷水通过金属盘管换热、外冷水与空气汽水传热传质，用于分析室外气象、风机风量参数对换流阀换热性能的影响。如图3所示，所述的补水池模型建立冷却塔喷淋水回水、补水和水池存水能量守恒方程，分析补水池出水的温度和流量对换流阀换热性能的影响。

Claims (6)

1.一种用于换流阀水冷系统的热交换效率在线监测与评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)构建换流阀阀冷系统热工模型；
2)通过建立的模型来分析不同运行工况下换流阀换热性能；
3)通过选用经典换热系数关系式、热质比拟和降膜理论分析各项传热传质系数；
4)分析各项传热传质系数对换流阀换热性能影响。
2.根据权利要求1所述的一种用于换流阀水冷系统的热交换效率在线监测与评估方法，其特征在于，所述的换流阀阀冷系统热工模型包括换流阀模型、冷却塔模型以及补水池模型。
3.根据权利要求2所述的一种用于换流阀水冷系统的热交换效率在线监测与评估方法，其特征在于，所述的换流阀模型包括模拟换流阀本体，以及换流阀内部的内冷水，用于实现阀体和内冷水实时温度变化的模拟，并通过研究换流阀内部结构对换热系数的影响，分析换流阀换热性能变化。
4.根据权利要求2所述的一种用于换流阀水冷系统的热交换效率在线监测与评估方法，其特征在于，所述的冷却塔模型包括模拟内冷水与外冷水通过金属盘管换热、外冷水与空气汽水传热传质，用于分析室外气象、风机风量参数对换流阀换热性能的影响。
5.根据权利要求2所述的一种用于换流阀水冷系统的热交换效率在线监测与评估方法，其特征在于，所述的补水池模型建立冷却塔喷淋水回水、补水和水池存水能量守恒方程，分析补水池出水的温度和流量对换流阀换热性能的影响。
6.根据权利要求1所述的一种用于换流阀水冷系统的热交换效率在线监测与评估方法，其特征在于，所述的各项传热传质系数包括室外气象参数、内冷水流量和直流输送负荷。
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