CN107316848B - 一种特高压直流输电晶闸管换流阀用水冷散热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种特高压直流输电晶闸管换流阀用水冷散热器，内部水道由两部分对称的水道结构组成，分别位于棒电阻安装孔的两侧，散热器内部水道采用网状多层结构，每层水道由2片翅片焊接组成；网状水道结构能最大化发挥散热器内部空间利用率，通过改变网状水道大小、水道数量和层数灵活实现调节散热器的热阻和流阻，同时实现调整外围与晶闸管接触台面的有效散热面积，本发明通用性强、散热效率高，热阻和流阻小，耐压能力强，能有效降低换流阀的冷却容量和阀塔漏水概率，有效提高特高压换流阀的技术经济性和市场竞争力。

Description

一种特高压直流输电晶闸管换流阀用水冷散热器

技术领域

本发明属于电力电子、流体力学和结构设计技术领域，涉及一种特高压直流输电晶闸管换流阀用水冷散热器。

背景技术

特高压直流输电具有输送距离远、输送容量大、损耗低的优势，是实现我国能源资源优化配置的重要途径之一。

随着特高压直流输电技术的不断成熟和完善，国家电网公司已启动初步设计的“三直工程”中，就有两条是±800kV/6250A特高压直流工程，直流电流从原有的5000A提升到6250A，2h过负荷将达到6690A，电流提升幅度如此之大，对直流输电核心设备换流阀提出了更高的要求，如何能更有效的将晶闸管产生的损耗带走成为其中一个核心问题，因而水冷散热器设计就显得尤为重要，而现有结构散热器的散热效率和热阻几乎到达极限，为了进一步提升散热性能，保证换流阀设备的正常运行，研发设计出新的内部水道结构的水冷散热器必不可少。

发明内容

本发明的目的是解决上述散热器现有的缺点，提供一种特高压直流输电晶闸管换流阀用水冷散热器，优化换流阀冷却性能，提高可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种特高压直流输电晶闸管换流阀用水冷散热器，包括散热器本体，布置在散热器本体中的内部水道、上部水腔、下部水腔和水平设置的多个贯穿散热器本体的棒电阻安装孔；

内部水道由两部分对称的水道结构组成，分别位于棒电阻安装孔的两侧，上部水腔、下部水腔分别位于内部水道的下方和上方，上部水腔开设有进水口，下部水腔开设出水口，散热器内部水道采用网状多层结构，每层水道由2片翅片焊接组成。

进一步，相邻两层水道方向交叉形成网状。

进一步，所述散热器棒电阻安装孔共计6个孔，6个孔位置位于同一竖直面上，孔间距相等。

进一步，进水口位于棒电阻安装孔的下方，出水口位于棒电阻安装孔的上方，进水口和出水口与棒电阻安装孔在同一竖直面上。

进一步，每层水道由1块合金翅片和1块复合翅片焊接组成，形成多层水道的合金翅片和复合翅片交替布置，靠近外边的水道外侧由1块复合盖板和1块合金盖板焊接组成。

进一步，所述每部分内部水道由4层水道组成。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

本发明的特高压直流输电晶闸管换流阀用水冷散热器，内部水道由两部分对称的水道结构组成，分别位于棒电阻安装孔的两侧，散热器内部水道采用网状多层结构，每层水道由2片翅片焊接组成；网状水道结构能最大化发挥散热器内部空间利用率，通过改变网状水道大小、水道数量和层数灵活实现调节散热器的热阻和流阻，同时实现调整外围与晶闸管接触台面的有效散热面积。

本发明采用散热器尺寸和外围接口通用化设计，实现了热阻和流阻的明显性能提升，满足了特高压换流阀高容量大电流的要求，避免了现有直管圆形水道需要增加尺寸、流量和尺寸变化需要重新设计换流阀组件结构和水路等诸多弊端，通用性强、散热效率高，热阻和流阻小，耐压能力强，能有效降低换流阀的冷却容量和阀塔漏水概率，有效提高特高压换流阀的技术经济性和市场竞争力。

进一步，本发明内部水道由两部分组成，每部分水道由4层水道焊接而成，同时，水冷散热器的水道层数不受限制，可以根据实际所需来设计水道层数，从而设计出不同冷却容量所需的热阻和流阻。

附图说明

图1散热器主体和水道图；

图2-1散热器外形和水道示意图；

图2-2散热器水道盖板示意图

图2-3散热器左偏水道翅板

图2-4散热器右偏水道翅板

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述：

参考下图1、2，特高压直流输电晶闸管换流阀用水冷散热器包括内部水道1、上部水腔2、下部水腔3、进水口4、出水口5和棒电阻安装孔6，内部水道1由两部分对称的水道结构组成，位于散热器棒电阻安装孔6两侧，水道整体采用网状多层结构设计，每层水道由2片翅片焊接组成，总共由4层水道组成。靠近外边的水道外侧由1块复合盖板和1块合金盖板焊接组成。

如图2-1，2-2所示，内部水道1每部分由4层水道组成，相邻两层水道方向交叉形成网状，每层水道由一块合金翅片和一块复合翅片焊接组成。所述散热器棒电阻安装孔6共计6个孔，6个孔位置位于同一竖直面上，孔间距相等。进水口4位于棒电阻安装孔6的下方，出水口5位于棒电阻安装孔6的上方，进水口4和出水口5与棒电阻安装孔6在同一竖直面上。

如图2-3和2-4所示，一层水道由左偏的一块合金翅片和一块复合翅片焊接而成，相邻的水道由右偏一块合金翅片和一块复合翅片焊接而成，两层水道方向交叉。

冷却水从下进水口流入后进入下水腔，然后分流入两侧的网状多层水道，每层水道交叉形成网状，然后两侧网状多层水道冷却水汇入上水腔后流出散热器。

上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所述领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (4)

1.一种特高压直流输电晶闸管换流阀用水冷散热器，其特征在于：包括散热器本体，布置在散热器本体中的内部水道(1)、上部水腔(2)、下部水腔(3)和水平设置的多个贯穿散热器本体的棒电阻安装孔(6)；

内部水道(1)由两部分对称的水道结构组成，分别位于棒电阻安装孔(6)的两侧，上部水腔(2)、下部水腔(3)分别位于内部水道(1)的上方和下方，上部水腔(2)开设有进水口(4)，下部水腔(3)开设出水口(5)，散热器内部水道(1)采用网状多层结构，每层水道由2片翅片焊接组成；

相邻两层水道方向交叉形成网状；每层水道由1块合金翅片和1块复合翅片焊接组成，形成多层水道的合金翅片和复合翅片交替布置，靠近外边的水道外侧由1块复合盖板和1块合金盖板焊接组成；

通过改变网状水道大小、水道数量和层数灵活实现调节散热器的热阻和流阻，同时实现调整外围与晶闸管接触台面的有效散热面积。

2.根据权利要求1所述的特高压直流输电晶闸管换流阀用水冷散热器，其特征在于：所述散热器棒电阻安装孔(6)共计6个孔，6个孔位置位于同一竖直面上，孔间距相等。

3.根据权利要求1所述的特高压直流输电晶闸管换流阀用水冷散热器，其特征在于：进水口(4)位于棒电阻安装孔(6)的下方，出水口(5)位于棒电阻安装孔(6)的上方，进水口(4)和出水口(5)与棒电阻安装孔(6)在同一竖直面上。

4.如权利要求1-3任一项所述特高压直流输电晶闸管换流阀用水冷散热器，其特征在于：所述内部水道(1)由4层水道组成。