CN104359155A - 换流阀和阀厅联合换热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种换流阀和阀厅联合换热系统，包括用于换流阀换热的换流阀回路(I)和用于阀厅换热的阀厅回路(II)，所述换流阀回路(I)中，流出换流阀回路换热器(1)的介质至少分为三路，第一路流经换流阀回到换流阀回路循环泵(1)，第二路经过阀厅空调冷凝器(6)后回到换流阀回路循环泵(2)；第三路依次经过阀厅空调蒸发器(7)和阀厅室内换热器(9)后回到换流阀回路循环泵(2)。本发明创造性地将阀冷系统和阀厅空调相结合，形成一体化的工作系统，使其与常规直流输电工程中独立使用换流阀系统和阀厅空调系统相比，减少了设备种类，减少占地面积，有效降低了设备一次性投资，大大减少了设备运行时的维护工作量。

Description

换流阀和阀厅联合换热系统
技术领域
本发明涉及一种用于直流输电的换流阀和阀厅联合换热系统。
背景技术
直流输电工程中使用的交流与直流转换的核心单元为换流阀，换流阀通常布置在一个密闭的阀厅空间内。换流阀运行时各元件的功耗发热量主要通过阀冷水系统带走，同时换流阀元件只能在一定范围内的正常运行环境温度和相对湿度条件下工作。此外当阀厅停运检修时，阀厅内还需要保证适宜的工作环境和清洁度的要求。为此阀厅需要设置必要的空调通风系统，并保持阀厅内的正压。常规的阀厅空调系统的工艺流程如图1所示：
阀厅空调系统主要由空调循环泵、阀厅空气冷却器、空调主机构成。
在制冷工况下，其中，空调主机用蒸发器(管壳式换热器)和空调循环泵、阀厅空气冷却器构成阀厅换热回路，其特点是：由空调循环泵驱动，使用氟利昂或其类似物质作为阀厅空气的冷却介质的回路。
同时，空调主机内形成空调换热回路，包括：空调主机用冷凝器(空气冷却器)、压缩机、节流阀等；其特点是：由高效的冷却工质：氟利昂或其类似物质组成的回路，主要由压缩机驱动。
如图2为常规的换流阀换热系统：设备主要包括主循环泵和室外换热设备。其中主循环泵作为换流阀的一次冷却水循环的动力源；而室外换热设备是保证换流阀冷却要求的核心和保证，没有它整个换流阀冷却设备将失去效用，室外换热设备通常为空气冷却器或闭式冷却塔。在换流阀换热系统中一般只使用纯水或纯水+乙二醇的混合物作为冷却介质。
常规的流阀换热系统和阀厅空调；第一，每个阀厅设置两套完全独立的阀厅空调系统，因此设备占地面积较大；而且，在对换热效率要求一定的情况下，对一次设备的性能要求很高，导致一次性设备投资成本较高。第二，虽然两系统独立控制，但是阀冷系统或阀厅空调系统中任意一个系统故障，换流阀均必须停运，不仅导致工程对两系统的可靠性和稳定性要求均很高，而且对控制也有较高要求，进一步推高了系统成本。
发明内容
本发明的目的是提供换流阀和阀厅联合换热系统，用以解决现有系统成本高的问题。
为实现上述目的，本发明的方案包括：
一种换流阀和阀厅联合换热系统，其特征在于，包括用于换流阀换热的换流阀回路(I)和用于阀厅换热的阀厅回路(II)，换流阀回路(I)包括串联的换流阀回路循环泵(1)和换流阀回路换热器(2)；阀厅回路(II)包括阀厅空调(3)和阀厅室内换热器(9)；所述换流阀回路(I)中，流出换流阀回路换热器(1)的介质至少分为三路，第一路流经换流阀回到换流阀回路循环泵(1)，第二路经过阀厅空调冷凝器(6)后回到换流阀回路循环泵(2)；第三路依次经过阀厅空调蒸发器(7)和阀厅室内换热器(9)后回到换流阀回路循环泵(2)；阀厅空调(3)包括的所述阀厅空调冷凝器(6)、阀厅空调蒸发器(7)、节流阀(5)和压缩机(4)。
所述换流阀回路换热器(2)为风力换热器和/或喷淋换热器，或是空冷器。
换流阀回路换热器(2)、阀厅空调冷凝器(6)、阀厅空调蒸发器(7)为管壳式换热器。
所述介质为纯水或纯水与乙二醇的混合物。
本发明创造性地将阀冷系统和阀厅空调相结合，形成一体化的工作系统，使其与常规直流输电工程中独立使用换流阀系统和阀厅空调系统相比，减少了设备种类，减少占地面积，有效降低了设备一次性投资，大大减少了设备运行时的维护工作量。而且，阀厅空调系统不需要借助外部能量进行热交换，系统可靠性、稳定性更好。
附图说明
图1是常规阀厅空调系统；
图2是常规换流阀换热系统；
图3是实施例1的换热系统原理图；
图4是实施例2的换热系统原理图；
图5是实施例3的换热系统原理图；
1换流阀回路循环泵，2换流阀回路换热器，3阀厅空调，4，压缩机，5节流阀，6阀厅空调冷凝器，7阀厅空调蒸发器，9阀厅室内换热器，10喷淋泵，11淋水池。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
以下说明中，将换流阀相关的介质循环回路简称为换流阀回路，阀厅系统相关的介质循环回路简称为阀厅回路。
实施例1
如图3，本发明的基本思路在于，将换流阀回路与阀厅回路联合为一体，省去了循环泵、空调冷却器等设备。换流阀回路在原来的基础上，流出换流阀回路换热器2(采用变频风机换热器即水-风换热器)的介质分为三路，一路流经换流阀，另一路流经阀厅空调的冷凝器，第三路流经阀厅空调的蒸发器，流经蒸发器后介质被再次进一步降温(加热)，再提供给阀厅空冷器(阀厅室内换热器9)。
具体的，如图3所示，1)在制冷工况下，在换流阀回路循环泵1的驱动下，内冷水(冷却介质)一部分进入换流阀，另一部分进入阀厅空调中的冷凝器6(管壳式换热器)冷却空调中的压缩机换热介质，还有一部分进入蒸发器7(管壳式换热器)中加热空调中的压缩机换热介质(R410a)，然后经过阀厅室内换热器9；三部分冷却介质混合后进入换流阀回路循环泵1入口……如此不断往复循环。
在蒸发器中吸收空气中的热量而升温的空调冷却介质在压缩机4的驱动作用下经过节流阀5进入作为冷凝器6使用的管壳式换热器中被冷却，冷却后的压缩机换热介质经过节流阀重新进入蒸发器……，如此不断往复循环。
2)制热工况下，在换流阀回路循环泵1的驱动下，内冷水一部分进入换流阀中冷却换流阀，另一部分进入阀厅空调主机中的冷凝器6加热空调中的6压缩机换热介质，还有一部分进入蒸发器中冷却空调中压缩机换热介质，内冷水在换流阀和蒸发器中被加热升温，在冷凝器6中被冷却，其后三部分水混合后进入室外换热设备中被重新冷却……如此不断往复循环。
冷凝器6中吸收内冷水中的热量而升温的空调冷却介质在压缩机的驱动作用下经过节流阀5进入作为蒸发器7使用的管壳式换热器中被冷却，冷却后的压缩机换热介质经过节流阀重新进入冷凝器6……，如此不断往复循环。
实施例2
如图4，与实施例1的区别在于，换流阀回路换热器2采用了变频风机换热器+喷淋换热器的方式，喷淋系统包括喷淋泵10和淋水池11。
实施例3
如图5，与实施例1的区别在于，换流阀回路换热器2采用了空冷器。
本发明①、解决了换流阀系统和阀厅空调系统独立设置时阀厅空调可靠性差的问题：使用综合冷却系统有效避免了阀厅内设备2套独立空调的问题，降低了设备造价成本；同时将换流阀系统和空调系统有机结合，有效避免了换流阀系统和空调系统相互配合不当引起凝露，而导致的换流阀和直流输电工程停运问题；②、创造性地将换流阀系统和阀厅空调相结合，形成一体化的工作系统，使其与常规直流输电工程中独立使用阀冷系统和阀厅空调系统相比，减少了设备种类，有效降低了设备一次性投资，大大减少了设备运行时的维护工作量。
以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种换流阀和阀厅联合换热系统，其特征在于，包括用于换流阀换热的换流阀回路(I)和用于阀厅换热的阀厅回路(II)，换流阀回路(I)包括串联的换流阀回路循环泵(1)和换流阀回路换热器(2)；阀厅回路(II)包括阀厅空调(3)和阀厅室内换热器(9)；
所述换流阀回路(I)中，流出换流阀回路换热器(1)的介质至少分为三路，第一路流经换流阀回到换流阀回路循环泵(1)，第二路经过阀厅空调冷凝器(6)后回到换流阀回路循环泵(2)；第三路依次经过阀厅空调蒸发器(7)和阀厅室内换热器(9)后回到换流阀回路循环泵(2)；
阀厅空调(3)包括的所述阀厅空调冷凝器(6)、阀厅空调蒸发器(7)、节流阀(5)和压缩机(4)。
2.根据权利要求1所述的一种换流阀和阀厅联合换热系统，其特征在于，所述换流阀回路换热器(2)为风力换热器和/或喷淋换热器，或是空冷器。
3.根据权利要求1所述的一种换流阀和阀厅联合换热系统，其特征在于，换流阀回路换热器(2)、阀厅空调冷凝器(6)、阀厅空调蒸发器(7)为管壳式换热器。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种换流阀和阀厅联合换热系统，其特征在于，所述介质为纯水或纯水与乙二醇的混合物。
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