CN106061217A - 一种水冷散热器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水冷散热器，旨在提供一种结构简单、尺寸小、性能优良、散热性能优异的散热器。所述散热器包括散热器壳体，其主要特征在于，所述壳体上开有若干个供电阻棒安装的通孔，在壳体一侧开有进、出水口，壳体内部开有上下两个主水道，上下主水道分别与进出水口相连，上下主水道之间通过多排分水道相连，所述分水道为经过优化设计的水道，其内壁形状包括规则螺纹形状、枪膛线形状、基因双螺旋纹形状或通过其它优化设计可实现的形状。

Description

一种水冷散热器

技术领域

本发明涉及电力电子水冷却系统，具体涉及一种直流换流阀水冷散热器。

背景技术

高压直流换流阀在运行中各元件具有一定的损耗，一般采用水冷方式冷却其发热元件。其中阻尼电阻目前主流的型式主要有两种：水电阻和棒电阻，相应地存在两种冷却方式及散热器。

水电阻的使用方式特点在于电阻丝直接和冷却水接触，损耗直接通过冷却水带走，散热器只负责冷却晶闸管，水电阻只是固定在散热器上。由于发热元件和冷却介质直接接触，该种方式的冷却效率较高。但这种方式存在以下问题：1.由于热容较小，一旦冷却介质停止循环，电阻丝将很快烧损；2.在长期运行过程中，水电阻的水接头处容易发生堵塞，导致漏水，严重时将引起阀内放电烧毁。

棒电阻的使用方式特点在于其通过安装在散热器的通孔中，散热器内部有冷却水道，棒电阻通过和散热器通孔内壁的接触，将热量传导至冷却水中带走。这种方式的主要优点在于：1.由于发热元件和冷却介质之间存在几层导热介质，热容较大，在冷却介质停止循环后，仍能运行一段相对较长的时间，而不至于损坏；2.由于棒电阻和水路完全分离，不存在因为棒电阻导致的漏水风险，可靠性非常高。由于存在以上优点，目前棒电阻及其散热器的型式在高压直流换流阀中得到越来越多的应用，但由于是间接散热，这种型式对散热器的散热性能提出了较高的要求。

随着特高压直流输电工程输送容量的不断增大，晶闸管和阻尼电阻的损耗也在不断增大，从而对散热器的散热性能提出了更高的要求。棒电阻散热器在目前的结构型式上，散热性能已到达一定瓶颈。很难再继续提高。为了能满足新工程对散热的要求，本发明对棒电阻散热器的内部水道进行了改进，减小了热阻，使其可以满足更大容量直流工程的散热需求。

发明内容

为了实现以上目的，本发明采取以下技术方案予以实现：

本发明提供一种水冷散热器，包括散热器壳体，其特征所述散热器壳体开有通孔、进水口、出水口、上主水道、下主水道、分水道；所述通孔位于散热器壳体厚度的中间位置；所述进水口通过上主水道、分水道、下主水道和出水口相连，形成连通的水路；所述分水道为经过优化设计的水道的内壁形状为规则螺纹形状、枪膛线形状、基因双螺旋纹形状或通过其它优化设计可实现的形状。

其中，所述散热器壳体的两侧各开有一个供晶闸管安装的圆形凹槽；

其中，所述通孔可以有一个或多个，当开有多个通孔时，所有通孔方向平行且排成一排；

其中，所述分水道采用多个由多个水道并联组成；

其中，所述多个分水道平均分为两排，分别布置在通孔的两侧。

本发明的有益效果是：

1、本发明中的散热器采用优化设计水道，可破坏水道内壁处的水膜，增强了散热器和冷却液之间的热交换，可有效降低散热器的热阻；

2、本发明中的散热器应用于直流换流阀，在同等工况下，可显著降低晶闸管的运行结温，提高换流阀运行的安全裕度，延长换流阀的寿命。

附图说明

图1为散热器的正面透视图

图2为枪膛线形状水道散热器的三维解剖图

图3为螺纹形状水道散热器的三维解剖图

图4为基因双螺旋水道散热器的三维解剖图

图5为其它优化设计水道的截面图

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明提供一种水冷散热器，包括散热器壳体1，其特征在于所述散热器壳体开有通孔8、进水口2、出水口3、上主水道4、下主水道5和分水道6；所述通孔8位于散热器壳体厚度的中间位置，且通孔8的方向垂直于散热器串联方向；所述进水口2和出水口3各有一个，分别位于散热器壳体1同一个面的两端；所述进水口2通过主水道4、分水道6和出水口3相连，形成连通的水路；所述通孔8和所述进水口2、出水口3、主水道4、分水道6不连通。

所述散热器壳体1的两侧各开有一个供晶闸管安装的圆形凹槽7，该圆形凹槽7的半径略大于所安装的晶闸管的半径，主要用于压接晶闸管组件时对晶闸管的固定，防止其在压力下发生侧移；所述通孔8根据阻尼棒电阻的个数可以有一个或多个，当有多个通孔8时，所有通孔8方向相互平行且等距排成一排，形成一个平面，该平面位于整个散热器厚度的中间位置；所述上主水道4和下主水道5连接在分水道6的两端，且分别和进水口2、出水口3相连。

所述分水道6采用多个相互并联，平均分为两排，分别布置在通孔的两侧，且每个分水道6的内壁经过优化设计，具体形式有如图2所示的枪膛线形状9、图3所示的规则螺纹形状10、图4所示的基因双螺旋形状11、图5所示的经过其它优化设计实现的形状12。

通过本发明中的散热器，可以促进冷却水和散热器之间更加充分的热交换，降低散热器热阻，达到更优的冷却效果。

最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种水冷散热器，包括散热器壳体，其特征在于所述散热器壳体开有通孔、进水口、出水口、上主水道、下主水道、分水道；所述通孔位于散热器壳体厚度度量方向上的中间位置；所述进水口通过上主水道、分水道、下主水道和出水口相连，形成连通的水路；所述分水道的内壁包括可破坏内壁水膜的纹路形状设计。

2.根据权利要求1所述的一种水冷散热器，其特征在于：所述散热器壳体的两侧各开有一个供晶闸管安装的圆形凹槽。

3.根据权利要求1所述的一种水冷散热器，其特征在于：所述通孔可以有一个或多个，当开有多个通孔时，所有通孔方向平行且排成一排。

4.根据权利要求1所述的一种水冷散热器，其特征在于：所述分水道由多个水道并联组成。

5.根据权利要求4所述的一种水冷散热器，其特征在于：所述多个水道平均分为两排，分别布置在通孔的两侧。

6.根据权利要求1所述的一种水冷散热器，其特征在于：所述可破坏内壁水膜的纹路形状设计，包括规则螺纹形状、枪膛线形状或者基因双螺旋纹形状。

7.根据权利要求1或3所述的一种水冷散热器，其特征在于：所述通孔的方向垂直于散热器串联方向。