CN106006841A - 一种sfc冷却系统去离子水自动补给装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种SFC冷却系统去离子水自动补给装置，包括支撑组件、去离子水制备单元、去离子水补充单元和控制单元，离子水制备单元包括去离子泵、树脂去离子瓶、电导率测量传感器、阀门A、循环管路、储水箱和带上下限报警的数显表，储水箱、去离子泵和树脂去离子瓶通过循环管路顺序连通构成去离子水制备回路，数显表与电导率传感器电性连接，电导率测量传感器安装于储水箱上，阀门A安装于循环管路上；去离子水补充单元包括潜水泵、阀门B、逆止阀和补给管路，补给管路、潜水泵和储水箱依次连通；该装置具有自动制备去离子水和自动补水的功能，避免了人工补水的麻烦，提高了工作效率，并且去离子水制备工艺简单、实用高效。

Description

一种SFC冷却系统去离子水自动补给装置

技术领域

本发明涉及一种SFC冷却系统去离子水自动补给装置，属于水力发电系统技术领域。

背景技术

SFC系统(静止变频器)是抽水蓄能电站的核心设备，而晶闸管是机组实现抽水工况的核心设备。晶闸管在运行过程中产生大量的热量，通常采用去离子水进行冷却，若散热不良，将导致脉冲闭锁，影响机组的正常启动，因此SFC冷却系统是晶闸管安全稳定运行的重要保证。随着SFC系统的长时间运行，冷却系统中的水分会蒸发和渗漏，去离子水中电导率会增加、水压会降低，此时需要及时的补充去离子水，以保证冷却系统工作正常。因去离子水制备工艺复杂、流程繁琐，多数情况下，抽水蓄能电站常通过对外直接购买或者将蒸馏水作为替代品的方法获取去离子水。以上两种方法存在以下问题：1.对外购买，采购周期长，购买后的去离子水不易存储，品质会下降；2.蒸馏水中的杂质离子会在高压电下产生电腐蚀，影响冷却效果；3.直接添加蒸馏水增加了SFC系统中冷却系统去离子回路的负担，降低了原回路中设备寿命；4.不具备冷却系统回路去离子水补水功能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，并提供一种适用于SFC冷却系统的去离子水自动制备和补充的装置。

实现本发明目的所采用的技术方案为，一种SFC冷却系统去离子水自动补给装置，包括支撑组件、去离子水制备单元、去离子水补充单元和控制单元，去离子水制备单元、去离子水补充单元和控制单元均安装于支撑组件上；所述离子水制备单元包括去离子泵、树脂去离子瓶、电导率传感器、阀门A、循环管路、储水箱和带上下限报警的数显表，储水箱、去离子泵和树脂去离子瓶通过循环管路顺序连通构成去离子水制备回路，数显表与电导率传感器电性连接，电导率传感器安装于储水箱上，阀门A安装于循环管路上；所述去离子水补充单元包括潜水泵、阀门B、逆止阀和补给管路，补给管路、潜水泵和储水箱依次连通，阀门B和逆止阀均安装于补给管路上；所述控制单元包括继电器1KM1、继电器1KM2、继电器1KM3、继电器1KM4、继电器2KM1、继电器2KM2、按钮1SB1、按钮1SB2、按钮2SB1和按钮2SB2，继电器1KM1的常开触点串接于去离子泵主电路中，继电器2KM1的常开触点串接于潜水泵主电路中，按钮1SB1与继电器1KM1的常开触点并联后通过导线串接继电器1KM2的常闭触点以及继电器1KM1的线圈构成去离子水制备手动启动控制电路，按钮1SB2与继电器1KM2的常开触点并联后通过导线串接继电器1KM1的另一对常闭触点以及继电器1KM2的线圈构成去离子水制备手动停止控制电路，继电器1KM3的线圈与数显表的上限报警电路串联、常开触点与按钮1SB1并联构成去离子水制备自动启动控制电路，继电器1KM4的线圈与数显表的下限报警电路串联、常开触点与按钮1SB2并联构成去离子水制备自动停止控制电路，按钮2SB1与继电器2KM1的常开触点并联后通过导线串接继电器2KM2的常闭触点以及继电器2KM1的线圈构成去离子水补给启动控制电路，按钮2SB2与继电器2KM2的常开触点并联后通过导线串接继电器2KM1的另一对常闭触点以及继电器2KM2的线圈构成去离子水补给停止控制电路。

所述支撑组件为带滚轮的推车，推车为双层结构，底层和上层的边缘均设有环绕栏杆，储水箱固定于底层，树脂去离子瓶安装于上层。

阀门A和阀门B均为手阀。

树脂去离子瓶的入水口位于树脂去离子瓶的顶部、出水口位于树脂去离子瓶的底部。

去离子水制备回路中安装有过滤器。

继电器1KM3的常开触点与按钮1SB1和按钮1SB2均并联，或继电器1KM4的常开触点与按钮1SB1和按钮1SB2均并联。

继电器1KM3的线圈上并联有指示灯1HL1。

继电器1KM4的线圈上并联有指示灯1HL2。

所述去离子泵主电路由刀开关1QF、热继电器1FR和去离子泵串联构成，潜水泵主电路由刀开关2QF、热继电器2FR和潜水泵串联构成。

所述去离子泵主电路和潜水泵主电路中均连接有熔断器FU。

由上述技术方案可知，本发明提供的SFC冷却系统去离子水自动补给装置由推车、去离子水补充单元、去离子水制备单元和控制单元四部分组成，其中1、推车，为离子水补充单元和去离子水制备单元提供安装位，并且用于整个装置的转移，推车为由不锈钢材质制作而成的双层结构，储水箱放置在最底层，树脂去离子瓶放置在上层，底层和上层的边缘均设有环绕栏杆，便于储水箱和树脂去离子瓶的固定，推车设置4个硬质橡胶滚轮，便于移动；2、去离子水制备单元，包括去离子泵、树脂去离子瓶、电导率传感器、阀门A、循环管路、储水箱和带上下限报警的数显表，电导率传感器安装于储水箱上，可实时测量储水箱中去离子水的电导率，数显表与电导率传感器电性连接，数显表可实时显示储水箱中水的电导率值，储水箱、去离子泵和树脂去离子瓶通过循环管路顺序连通构成去离子水制备回路，阀门A安装于循环管路上，便于控制回路流量和设备的检修维护；3、去离子水补充单元，包括潜水泵、阀门B、逆止阀和补给管路，补给管路、潜水泵和储水箱依次连通，通过潜水泵加压将制备完成的去离子水送入SFC冷却系统去离子水回路中，阀门B和逆止阀均安装于补给管路上，阀门B便于控制回路流量和设备的检修维护，逆止阀有效的阻止去离子水的回流；4、控制单元，包括6条控制回路：去离子水制备手动启动控制电路、去离子水制备手动停止控制电路、去离子水制备自动启动控制电路、去离子水制备自动停止控制电路、去离子水补给启动控制电路和去离子水补给停止控制电路，以及2条主回路：去离子泵主电路和潜水泵主电路，分别用于手动启动去离子泵、手动停止去离子泵、电导率高起去离子泵、电导率低停去离子泵、手动启动潜水泵、手动停止潜水泵、去离子泵运行和潜水泵运行，设置带上下限报警的数显表，并将数显表的上、下限报警电路接入控制单元，当电导率值超出设定值时，数显表的上限报警电路接通，去离子泵自动运行，去离子水制备回路工作制备去离子水，当电导率值低于设定值时，数显表的下限报警电路接通，去离子泵自动停止，去离子水制备回路停止工作，由于数显表的输出状态不会影响去离子水补给启动控制电路、去离子水补给停止控制电路和潜水泵主电路的工作，因此潜水泵维持当前工作状态。

本发明提供的SFC冷却系统去离子水自动补给装置与常规去离子补水方式对比具有以下优点：

1)具有自动制备去离子水和自动补水的功能，避免了人工补水的麻烦，提高了工作效率，并且去离子水制备工艺简单、实用高效。

2)具备自动检测电导率功能，去离子水的品质可以控制，通过设置电导率传感器的参数可以得到电导率符合要求的去离子水。

3)装置整体集成于推车上，移动便利，推车采用双层结构，布置紧凑，省去了每次补水时手动组装设备环节，整个装置功率较低，最大的耗电设备潜水泵功率仅为300W，整个装置运行功率不超过700W，具有明显的节能减排作用。

4)去离子水制备回路和补给管路上均安装有手阀，一方面便于控制流量，当检测到储水箱中电导率接近设定值时，可减小阀门开度，降低能耗，当电导率远大于设定值时，可增大阀门开度，加快去离子水制备速度；另一方面当树脂去离子瓶处理效果不佳时，可通过关闭手阀，做好隔离措施，方便树脂去离子瓶更换，通过手阀进行流量调节，便于连接件的维护检查，补给管路上安装逆止阀，能有有效避免潜水泵启动初期因补给管路压力偏低造成去离子水倒流进行储水箱。

5)树脂去离子瓶中待处理水的入口设在顶部，处理完的去离子水出口设在底部，最大限度的增加了水流在树脂去离子瓶处理时间，保证最大限度的进行吸附处理，提高处理效率。

6)通过多个继电器以及按钮实现去离子泵和潜水泵的自动运行，设置带上下限报警的数显表，合理利用数显表的上下限报警电路，使得储水箱中水的电导率始终维持在设定的区间，保障去离子水的质量，去离子泵的启停控制不依托控制器，相比于现有的去离子水自动制备装置，本发明提供的SFC冷却系统去离子水自动补给装置的结构以及操作方法得到极大的精简，并且装置成本显著降低。

附图说明

图1为本发明提供的SFC冷却系统去离子水自动补给装置的整体结构图。

图2为本发明提供的SFC冷却系统去离子水自动补给装置的内部结构图。

其中，1-推车，2-底层，3-上层，4-硬质橡胶滚轮，5-环绕栏杆，6-储水箱，7-补给管路，8-树脂去离子瓶，9-去离子泵，10-潜水泵，11-电导率传感器，12-逆止阀，13-手阀B，14-手阀A，15-过滤器，16-循环管路，17-数显表。

图3为本发明提供的SFC冷却系统去离子水自动补给装置的控制电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细具体说明，本发明的内容不局限于以下实施例。

本发明提供的SFC冷却系统去离子水自动补给装置，其结构如图1和图2所示，包括推车1以及安装于推车上的去离子水补充单元和去离子水制备单元；所述推车1为由不锈钢材质制作而成的双层结构，包括底层2和上层3，底层2和上层3的边缘均设有环绕栏杆5，储水箱6固定于底层，树脂去离子瓶8安装于上层，推车1底部设置4个硬质橡胶滚轮4，便于移动；

所述离子水制备单元包括去离子泵9、树脂去离子瓶8、过滤器15、电导率传感器11、循环管路16、储水箱6、带上下限报警的数显表17和两个手阀A14，循环管路16采用直径为8cm的橡胶软管，橡胶软管沿着推车平台布置，去离子泵9安装在储水箱6外部位于储水箱二分之一水深处，通过橡胶软管与储水箱接通，便于去离子泵高效的将水流压入去离子水制备回路，树脂去离子瓶8的入水口位于树脂去离子瓶的顶部、出水口位于树脂去离子瓶的底部，储水箱、去离子泵和树脂去离子瓶通过循环管路顺序连通构成去离子水制备回路，数显表17与电导率传感器11电性连接，电导率传感器安装于储水箱上，两个手阀A14分别安装于循环管路16的进水管段和出水管段上，过滤器15安装于循环管路16的进水管段上，本实施例中，电导率传感器采用WQ-COND型电导率传感器，可输出4-20mA电流信号，数显表采用TE7-RB10型数显表，可接收4-20mA电流信号，显示实时电导率并输出高限、低限开关量；

所述去离子水补充单元包括潜水泵10、手阀B13、逆止阀12和补给管路7，潜水泵10安装于储水箱6内部的底部，其功率为300W、扬程为15m，补给管路、潜水泵和储水箱依次连通，手阀B13和逆止阀12均安装于补给管路上，逆止阀12靠近补给管路的出水口；

还包括控制单元，参见图3，所述控制单元包括继电器1KM1、继电器1KM2、继电器1KM3、继电器1KM4、继电器2KM1、继电器2KM2、按钮1SB1、按钮1SB2、按钮2SB1和按钮2SB2，所述去离子泵主电路由刀开关1QF、热继电器1FR和去离子泵串联构成，潜水泵主电路由刀开关2QF、热继电器2FR和潜水泵串联构成，继电器1KM1的常开触点串接于去离子泵主电路中，继电器2KM1的常开触点串接于潜水泵主电路中，去离子泵主电路和潜水泵主电路中均连接有熔断器FU，按钮1SB1与继电器1KM1的常开触点并联后通过导线串接继电器1KM2的常闭触点以及继电器1KM1的线圈构成去离子水制备手动启动控制电路，按钮1SB2与继电器1KM2的常开触点并联后通过导线串接继电器1KM1的另一对常闭触点以及继电器1KM2的线圈构成去离子水制备手动停止控制电路，继电器1KM3的线圈与指示灯1HL1并联后串接于数显表K的上限报警电路(对应开关K1)中、常开触点同时与按钮1SB1和按钮1SB2并联构成去离子水制备自动启动控制电路，继电器1KM4的线圈与指示灯1HL2并联后串接于数显表的下限报警电路(对应开关K2)中、常开触点同时与按钮1SB1和按钮1SB2并联构成去离子水制备自动停止控制电路，按钮2SB1与继电器2KM1的常开触点并联后通过导线串接继电器2KM2的常闭触点以及继电器2KM1的线圈构成去离子水补给启动控制电路，按钮2SB2与继电器2KM2的常开触点并联后通过导线串接继电器2KM1的另一对常闭触点以及继电器2KM2的线圈构成去离子水补给停止控制电路。

该SFC冷却系统去离子水自动补给装置的工作原理如下：

1、去离子水制备：电导率传感器对储水箱中的去离子水的电导率进行实时测量，当测得储水箱中水的电导率>M值(M值为设定值)时，去离子泵启动，水流在去离子泵的驱使下依次通过安装于循环管路进水管段上的过滤器和手阀A，过滤器对水流进行过滤，防止水流中的杂质进入树脂去离子瓶对其产生污染；在树脂去离子瓶中，离子交换树脂吸附水中的离子态杂质从而获得去离子水，之后去离子水经过安装于循环管路出水管段上的手阀A回到储水箱中；经过第一次吸附处理的去离子水若电导率仍不满足设定值要求，则循环进行上述处理过程，直到储水箱中全部去离子水的电导率全部达到M值，去离子泵停止运行，去离子水制备过程完成。

2、去离子水补给：当储水箱中的去离子水电导率到达设定值后，将去离子水补充单元的补给管路与SFC系统的冷却回路连接，打开补给管路上的手阀，手动开启潜水泵，即可开始去离子水补充工作，潜水泵启动初期，补给管路压力偏低，SFC系统的冷却回路中的去离子水会倒流进行储水箱，通过设置逆止阀有效避免去离子水倒流，通过调整补给管路上手阀的开度大小，可以调节去离子水补充流量，方便快速地将SFC系统冷却水回路中的去离子水维持在正常的压力范围。

参见图3，该SFC冷却系统去离子水自动补给装置的电气回路控制原理如下：

1.离子水泵启动电气回路：去离子泵的启动分为手动控制和自动控制两种控制方式，其中自动控制方式为常用控制方式；自动控制方式通过电导率传感器S控制，当电导率传感器S测量出储水箱中水的电导率＞M值(设定值)时，电导率传感器S将测得的电导率转化为4-20mA的模拟量，数显表K接收该模拟量并与设定的导电率的上限、下限进行比较，若导电率高于上限值则数显表K动合接点11、12(开关K1)接通，继电器1KM3励磁并且指示灯1HL1亮起，去离子水制备自动启动控制电路接通，继电器1KM3动合接点11、12接通，继电器1KM1励磁，1KM1动合接点53、54接通，继电器1KM1自保持，1KM1动合接点1、2、3、4、5、6对应接通，去离子泵一次回路接通，去离子泵运行，去离子水制备回路正常工作；

若需要手动启动去离子泵，手动按下按钮1SB1，继电器1KM1励磁，继电器1KM1动合接点53、54接通，继电器1KM1自保持，去离子水制备手动启动控制电路接通，继电器1KM1动合接点1、2、3、4、5、6对应接通，去离子泵一次回路接通，去离子泵运行，去离子水制备回路正常工作。

2.去离子泵停止电气回路：去离子泵的停止分为手动控制和自动控制两种控制方式，其中自动控制方式为常用控制方式；自动控制方式通过电导率传感器S控制，当电导率传感器测量出储水箱中水的电导率≤M值时，电导率传感器S将测得的电导率转化为4-20mA的模拟量，数显表K接收该模拟量并与设定的导电率的上限、下限进行比较。若导电率低于下限值则数显表K的动合接点13、14(开关K2)接通，继电器1KM4励磁并且指示灯1HL2亮起，去离子水制备自动停止控制电路接通，继电器1KM4动合接点11、12接通，由于去离子泵此时仍在工作，因此继电器1KM1动合接点51、52仍闭合，继电器1KM2励磁，继而继电器1KM2动断接点51、52断开，继电器1KM1线圈失磁，继电器1KM1动合接点1、2、3、4、5、6断开，去离子泵一次回路失电，去离子泵停止运行，去离子水制备回路停止工作；

若需要手动停止去离子泵，手动按下按钮1SB2，继电器1KM2励磁，继电器1KM2动断接点51、52断开，继电器1KM1失磁，1KM1动合接点1、2、3、4、5、6断开，去离子泵一次回路失电，去离子泵停止运行，去离子水制备回路停止工作。

3.潜水泵启动(去离子水补给)电气回路：去离子水补给回路依靠潜水泵进行工作，主要采取手动启动的方式进行；按下潜水泵启动按钮2SB1，继电器2KM1励磁，继电器2KM1动合接点11、12接通，去离子水补给启动控制电路接通，继电器2KM1自保持，继电器2KM1动合接点1、2、3、4、5、6对应接通，潜水泵一次回路接通，潜水泵开始运行，去离子水补给回路正常工作。

4.潜水泵停止电气回路：主要采取手动停止的方式进行；按下潜水泵停止按钮2SB2，由于潜水泵此时仍在工作，因此继电器2KM1动合接点51、52仍闭合，继电器2KM2励磁，继电器2KM2动断接点51、52断开，继电器2KM1失磁，2KM1动合接点1、2、3、4、5、6断开，潜水泵一次回路断开，潜水泵停止运行，去离子水补给回路停止工作。

Claims (10)

1.一种SFC冷却系统去离子水自动补给装置，其特征在于：包括支撑组件、去离子水制备单元、去离子水补充单元和控制单元，去离子水制备单元、去离子水补充单元和控制单元均安装于支撑组件上；所述离子水制备单元包括去离子泵、树脂去离子瓶、电导率传感器、阀门A、循环管路、储水箱和带上下限报警的数显表，储水箱、去离子泵和树脂去离子瓶通过循环管路顺序连通构成去离子水制备回路，数显表与电导率传感器电性连接，电导率传感器安装于储水箱上，阀门A安装于循环管路上；所述去离子水补充单元包括潜水泵、阀门B、逆止阀和补给管路，补给管路、潜水泵和储水箱依次连通，阀门B和逆止阀均安装于补给管路上；所述控制单元包括继电器1KM1、继电器1KM2、继电器1KM3、继电器1KM4、继电器2KM1、继电器2KM2、按钮1SB1、按钮1SB2、按钮2SB1和按钮2SB2，继电器1KM1的常开触点串接于去离子泵主电路中，继电器2KM1的常开触点串接于潜水泵主电路中，按钮1SB1与继电器1KM1的常开触点并联后通过导线串接继电器1KM2的常闭触点以及继电器1KM1的线圈构成去离子水制备手动启动控制电路，按钮1SB2与继电器1KM2的常开触点并联后通过导线串接继电器1KM1的另一对常闭触点以及继电器1KM2的线圈构成去离子水制备手动停止控制电路，继电器1KM3的线圈与数显表的上限报警电路串联、常开触点与按钮1SB1并联构成去离子水制备自动启动控制电路，继电器1KM4的线圈与数显表的下限报警电路串联、常开触点与按钮1SB2并联构成去离子水制备自动停止控制电路，按钮2SB1与继电器2KM1的常开触点并联后通过导线串接继电器2KM2的常闭触点以及继电器2KM1的线圈构成去离子水补给启动控制电路，按钮2SB2与继电器2KM2的常开触点并联后通过导线串接继电器2KM1的另一对常闭触点以及继电器2KM2的线圈构成去离子水补给停止控制电路。

2.根据权利要求1所述的SFC冷却系统去离子水自动补给装置，其特征在于：所述支撑组件为带滚轮的推车，推车为双层结构，底层和上层的边缘均设有环绕栏杆，储水箱固定于底层，树脂去离子瓶安装于上层。

3.根据权利要求1所述的SFC冷却系统去离子水自动补给装置，其特征在于：阀门A和阀门B均为手阀。

4.根据权利要求1所述的SFC冷却系统去离子水自动补给装置，其特征在于：树脂去离子瓶的入水口位于树脂去离子瓶的顶部、出水口位于树脂去离子瓶的底部。

5.根据权利要求1所述的SFC冷却系统去离子水自动补给装置，其特征在于：去离子水制备回路中安装有过滤器。

6.根据权利要求1所述的SFC冷却系统去离子水自动补给装置，其特征在于：继电器1KM3的常开触点与按钮1SB1和按钮1SB2均并联，或继电器1KM4的常开触点与按钮1SB1和按钮1SB2均并联。

7.根据权利要求1所述的SFC冷却系统去离子水自动补给装置，其特征在于：继电器1KM3的线圈上并联有指示灯1HL1。

8.根据权利要求1所述的SFC冷却系统去离子水自动补给装置，其特征在于：继电器1KM4的线圈上并联有指示灯1HL2。

9.根据权利要求1所述的SFC冷却系统去离子水自动补给装置，其特征在于：所述去离子泵主电路由刀开关1QF、热继电器1FR和去离子泵串联构成，潜水泵主电路由刀开关2QF、热继电器2FR和潜水泵串联构成。

10.根据权利要求9所述的SFC冷却系统去离子水自动补给装置，其特征在于：所述去离子泵主电路和潜水泵主电路中均连接有熔断器FU。