CN109873384A - 800℃工作环境下电热储能炉穿墙绝缘套管的冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电力设备技术领域，尤其涉及一种800℃工作环境下电热储能炉穿墙绝缘套管的冷却装置，具体是一种可以工作在800℃环境下的穿墙绝缘套管的冷却装置。它是由电热储能炉穿墙绝缘套管穿过并连接在电热储能炉墙体上，电热储能炉穿墙绝缘套管中充满冷却介质，并且电热储能炉穿墙绝缘套管上设有低温介质入口和高温介质出口；介质导管的两端分别连接在低温介质入口和高温介质出口上；同时在介质导管的管路中串接有冷却器和循环驱动器，使冷却介质形成一个高低温循环通路。本发明具有结构简单、设计合理，使用安全，稳定，可靠以及节省生产成本的特点，可有效提高穿墙绝缘套管的耐高温性能，满足穿墙绝缘套管在800℃工作环境下的强度要求。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备技术领域，尤其涉及一种800℃工作环境下电热储能炉穿墙绝缘套管的冷却装置，具体是一种可以工作在800℃环境下的穿墙绝缘套管的冷却装置。
背景技术
穿墙绝缘套管是电热储能炉的关键部件之一，由于穿墙绝缘套管在强电场下工作，导致其绝缘材料因局部放电而产生劣化，形成安全隐患。因此，在进行穿墙套管设计时，既要考虑其高电压下的绝缘性能，还要满足其在高温环境下的机械强度要求。现行穿墙绝缘套管的最高工作温度为500℃，随着电热储能炉的广泛应用，其最高电压等级将从原来的10kV提高66 kV，甚至到110kV，其最高工作温度也将从原来的500℃提高到800℃。因此传统穿墙绝缘套管无论是在材料上还是在结构上均满足不了新的运行环境，必须从结构、材料及制造工艺上进行优化，尤其是要采取有效措施使穿墙绝缘套管能够在800℃的环境下安全、稳定、可靠地工作。
若将穿墙绝缘套管的工作温度从500℃提高到800℃，必须以满足其机械强度要求为前提。满足强度要求的途径主要有三种：一是提高材料本身的机械强度，这势必会提高设备的制作成本；二是改变套管的结构，这会加大套管的尺寸，不便于接入系统的布置；三是对套管进行冷却，在不对材料和结构作过大调整的前提下，满足穿墙绝缘套管在800℃工作环境下的强度要求。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提出了一种800℃工作环境下电热储能炉穿墙绝缘套管的冷却装置，其目的是为了提供一种结构简单、设计合理，使用安全，稳定，可靠的冷却装置，能够实现对套管进行冷却，在不对材料和结构作过大调整的前提下，满足穿墙绝缘套管在800℃工作环境下的强度要求。
为了实现上述发明目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
800℃工作环境下电热储能炉穿墙绝缘套管的冷却装置，由电热储能炉穿墙绝缘套管穿过并连接在电热储能炉墙体上，电热储能炉穿墙绝缘套管中充满冷却介质，并且电热储能炉穿墙绝缘套管上设有低温介质入口和高温介质出口；介质导管的两端分别连接在低温介质入口和高温介质出口上；同时在介质导管的管路中串接有冷却器和循环驱动器，使冷却介质形成一个高低温循环通路。
所述介质导管的两端是通过法兰接口分别连接在低温介质入口和高温介质出口上的。
所述冷却介质为六氟化硫气体或绝缘油或空气。
所述循环驱动器为密闭式变频风机，其循环方式还可以采用内外绝缘由温差引起的自然循环。
所述冷却器选用水冷换热器，换热器的冷却介质还可以为空气及氢、氨等制冷剂。
所述800℃工作环境下电热储能炉穿墙绝缘套管的冷却装置通过预警温度和冷却介质入口温度的设置，实现对冷却介质的温度控制。
所述800℃工作环境下电热储能炉穿墙绝缘套管的冷却装置的冷却方法是，冷却介质在电热储能炉穿墙绝缘套管管腔体内的循环流动，将其热量带走，以确保电热储能炉穿墙绝缘套管在安全的温度范围内连续工作；冷却装置工作时，由循环驱动器将温度较高的冷却介质从高温介质出口处抽出，经冷却器降温后送入低温介质入口进入下一个冷却循环过程。
所述电热储能炉穿墙绝缘套管工作时，炉内800℃的空气将热量通过辐射和对流的方式传递给电热储能炉穿墙绝缘套管，电热储能炉穿墙绝缘套管管壁温度随之升高，并将热量传递给电热储能炉穿墙绝缘套管内的冷却介质六氟化硫气体，当六氟化硫温度升高到预警温度时，所述预警温度设为250℃，启动循环驱动器密闭式变频风机，将冷却介质六氟化硫气体从高温介质出口处抽出，经冷却器冷却后将六氟化硫气体温度降低到100℃，再经低温介质入口输送回电热储能炉穿墙绝缘套管，对电热储能炉穿墙绝缘套管管壁进行冷却，确保电热储能炉穿墙绝缘套管的管壁温度控制在300℃以下。
本发明与现有穿墙绝缘套管相比具有以下优点效果：
本发明具有结构简单、设计合理，使用安全，稳定，可靠以及节省生产成本的特点，可有效提高穿墙绝缘套管的耐高温性能。能够将炉墙内穿墙绝缘套管接受的热量通过冷却介质带出，在不对套管材料和结构作过大调整的前提下，满足穿墙绝缘套管在800℃工作环境下的强度要求。从而节省了为满足强度要求改变绝缘材料及套管结构而增加的生产成本。
附图说明
下面结合附图对本发明具体实施方式作详细说明， 以下说明仅作为示范和解释，并不对本发明作任何形式上的限制。本附图仅仅是本发明的一个实施案例的示意图，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可根据这一附图获得其他的附图。
图1是本发明的结构示意图。
图中：电热储能炉穿墙绝缘套管1；电热储能炉墙体2；冷却介质3；低温介质入口4；高温介质出口5；冷却器6；介质导管7；循环驱动器8。
具体实施方式
本发明是一种800℃工作环境下电热储能炉穿墙绝缘套管的冷却装置，如图1所示，包括冷却器6、循环驱动器8、冷却介质3及介质导管7。具体是由电热储能炉穿墙绝缘套管1穿过并固定在电热储能炉墙体2上，电热储能炉穿墙绝缘套管1中充满冷却介质3，并且电热储能炉穿墙绝缘套管1上设有低温介质入口4和高温介质出口5；介质导管7的两端通过法兰接口分别连接在低温介质入口4和高温介质出口5上；同时在介质导管7的管路中串接有冷却器6和循环驱动器8，使冷却介质3可以形成一个高低温循环通路。
所述绝缘介质3为六氟化硫气体，还可以为绝缘油和空气。
所述循环驱动器8为密闭式变频风机，其循环方式还可以采用内外绝缘由温差引起的自然循环。
所述冷却器6选用水冷换热器，换热器的冷却介质还可以为空气及氢、氨等制冷剂。
本发明的工作原理如下：
本发明通过冷却介质6在电热储能炉穿墙绝缘套管1管腔体内的循环流动，将其热量带走，以确保电热储能炉穿墙绝缘套管在安全的温度范围内连续工作。本发明冷却装置工作时，由循环驱动器8将温度较高的冷却介质3从高温介质出口5处抽出，经冷却器6降温后送入低温介质入口4进入下一个冷却循环过程。
实施例1：
本实施例以六氟化硫作为穿墙绝缘套管的绝缘介质和冷却介质，如图1所示，当电热储能炉穿墙绝缘套管1工作时，炉内800℃的空气将热量通过辐射和对流的方式传递给电热储能炉穿墙绝缘套管1，电热储能炉穿墙绝缘套管管壁温度随之升高，并将热量传递给电热储能炉穿墙绝缘套管1内的冷却介质六氟化硫气体，当六氟化硫温度升高到预警温度时，本实施例设定高到预警温度为250℃，启动循环驱动器8，所述循环驱动器8为密闭式变频风机，将冷却介质3从高温介质出口5处抽出，经冷却器6冷却后将六氟化硫气体温度降低到100℃，再经低温介质入口4输送回电热储能炉穿墙绝缘套管1，对电热储能炉穿墙绝缘套管1管壁进行冷却，确保电热储能炉穿墙绝缘套管1的管壁温度控制在300℃以下。所述冷却器6选用水冷换热器。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (8)
1.800℃工作环境下电热储能炉穿墙绝缘套管的冷却装置，其特征在于：由电热储能炉穿墙绝缘套管穿过并连接在电热储能炉墙体上，电热储能炉穿墙绝缘套管中充满冷却介质，并且电热储能炉穿墙绝缘套管上设有低温介质入口和高温介质出口；介质导管的两端分别连接在低温介质入口和高温介质出口上；同时在介质导管的管路中串接有冷却器和循环驱动器，使冷却介质形成一个高低温循环通路。
2.根据权利要求1所述800℃工作环境下电热储能炉穿墙绝缘套管的冷却装置，其特征在于：所述介质导管的两端是通过法兰接口分别连接在低温介质入口和高温介质出口上的。
3.根据权利要求1所述800℃工作环境下电热储能炉穿墙绝缘套管的冷却装置，其特征在于：所述冷却介质为六氟化硫气体或绝缘油或空气。
4.根据权利要求1所述800℃工作环境下电热储能炉穿墙绝缘套管的冷却装置，其特征在于：所述循环驱动器为密闭式变频风机，其循环方式还可以采用内外绝缘由温差引起的自然循环。
5.根据权利要求1所述800℃工作环境下电热储能炉穿墙绝缘套管的冷却装置，其特征在于：所述冷却器选用水冷换热器，换热器的冷却介质还可以为空气及氢、氨等制冷剂。
6.根据权利要求1所述800℃工作环境下电热储能炉穿墙绝缘套管的冷却装置，其特征在于：通过预警温度和冷却介质入口温度的设置，实现对冷却介质的温度控制。
7.利用如权利要求1所述800℃工作环境下电热储能炉穿墙绝缘套管的冷却装置的冷却方法，其特征在于：冷却介质在电热储能炉穿墙绝缘套管管腔体内的循环流动，将其热量带走，以确保电热储能炉穿墙绝缘套管在安全的温度范围内连续工作；冷却装置工作时，由循环驱动器将温度较高的冷却介质从高温介质出口处抽出，经冷却器降温后送入低温介质入口进入下一个冷却循环过程。
8.根据权利要求7所述冷却方法，其特征在于：所述电热储能炉穿墙绝缘套管工作时，炉内800℃的空气将热量通过辐射和对流的方式传递给电热储能炉穿墙绝缘套管，电热储能炉穿墙绝缘套管管壁温度随之升高，并将热量传递给电热储能炉穿墙绝缘套管内的冷却介质六氟化硫气体，当六氟化硫温度升高到预警温度时，所述预警温度设为250℃，启动循环驱动器密闭式变频风机，将冷却介质六氟化硫气体从高温介质出口处抽出，经冷却器冷却后将六氟化硫气体温度降低到100℃，再经低温介质入口输送回电热储能炉穿墙绝缘套管，对电热储能炉穿墙绝缘套管管壁进行冷却，确保电热储能炉穿墙绝缘套管的管壁温度控制在300℃以下。
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