CN113904248A - 一种用于直流换流站的蒸发冷却式外冷却系统 - Google Patents

一种用于直流换流站的蒸发冷却式外冷却系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于直流换流站的蒸发冷却式外冷却系统，包括发热组件，所述发热组件的外侧螺旋环绕有第一冷却水管，所述发热组件的顶部设置有中空储存盘，所述中空储存盘内设置有热膨胀液，所述发热组件的一侧设置有外冷却塔，所述外冷却塔的外侧固定安装有中空腔体、储水箱和补水箱。本发明不仅能够在发热组件温度较高时，自动交换第一冷却水管、循环室和第二冷却水管内的冷却水，实现冷却水的自行循环，对发热组件进行降温，使用方便，还能够在冷却水交换后自动对第二冷却水管进行喷淋和鼓风处理，利用喷淋水的蒸发加快了热量的交换，冷却效果更好。适用于换流站。

Description

一种用于直流换流站的蒸发冷却式外冷却系统
技术领域
本发明涉及蒸发冷却技术领域，尤其涉及一种用于直流换流站的蒸发冷却式外冷却系统。
背景技术
目前现有直流换流站的蒸发冷却式外冷却系统中多为人工手动启动循环水泵实现冷却水的循环和喷淋降温，费时费力，工作效率低，资源浪费也较为严重，难以自动对冷却水进行循环输送和降温，同时冷却水的降温方式单一，冷却效率不够高，效果较差，使用十分不便。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于直流换流站的蒸发冷却式外冷却系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于直流换流站的蒸发冷却式外冷却系统，包括发热组件，所述发热组件的外侧螺旋环绕有第一冷却水管，所述发热组件的顶部设置有中空储存盘，所述中空储存盘内设置有热膨胀液，所述发热组件的一侧设置有外冷却塔，所述外冷却塔的外侧固定安装有中空腔体、储水箱和补水箱，所述中空腔体位于储水箱的一侧，所述补水箱位于储水箱的顶部，所述储水箱通过连接管与中空储存盘连通，所述中空腔体的内部固定安装有第一隔板，所述第一隔板的下方设置有循环室，且循环室的上部与第一冷却水管连通，所述外冷却塔的内部设置有一端与循环室底部连通另一端与第一冷却水管连通的第二冷却水管，所述循环室内设置有用于交换第一冷却水管和第二冷却水管内部冷却水的循环机构，所述第一隔板的上方设置有喷淋鼓风室，所述喷淋鼓风室内设置有与喷淋鼓风室内部滑动连接的第一磁性滑塞，所述第一磁性滑塞位于储水箱的下方，所述储水箱内设置有用于第一磁性滑塞下移蓄水的加压机构，所述第一隔板和第一磁性滑塞之间设置有使第一磁性滑塞上移对第二冷却水管喷淋、鼓风的蒸发降温机构。
优选地，所述循环机构包括位于循环室内部且与循环室内壁滑动连接的第二磁性滑塞，所述第二磁性滑塞与第一磁性滑塞磁性相吸，所述第二磁性滑塞的内部嵌装有两组对称设置的两个朝上的单向瓣膜，所述循环室的内部设有位于第二磁性滑塞下方的拉簧，所述拉簧的两端分别连接在第二磁性滑塞和循环室的内底部上。
优选地，所述加压机构包括位于储水箱内部且与连接管连通的气囊，所述储水箱通过储水管与喷淋鼓风室的顶部连通，所述储水管内设有单向阀。
优选地，所述蒸发降温机构包括固定安装在喷淋鼓风室内部且位于第一磁性滑塞下方的第二隔板，所述喷淋鼓风室侧壁上设置有与喷淋鼓风室连通且位于第二隔板和第一磁性滑塞之间的鼓风管，所述鼓风管的远离喷淋鼓风室的一端贯穿外冷却塔并延伸至第二冷却水管的一侧，所述第二隔板上开设有通孔，所述喷淋鼓风室内部固定有位于通孔下方的鼓风机，所述喷淋鼓风室上设置有与喷淋鼓风室连通且位于鼓风机和第一隔板之间的排气管，所述第一隔板的底部设置有按压开关，所述喷淋鼓风室的顶部设置有与其连通的喷淋管，所述喷淋管内设置有常闭型电磁阀，所述常闭型电磁阀和鼓风机通过按压开关与外接电源电性连接，所述外冷却塔内设置有位于第二冷却水管上方且与喷淋管连通的中空喷淋盘，所述中空喷淋盘的底部设置有沿周向分布的喷头。
优选地，所述中空喷淋盘的外侧固定安装有固定块，所述固定块远离中空喷淋盘的一端固定安装在外冷却塔的内壁上。
优选地，所述补水箱通过补水管与储水箱连通，所述补水管内设有单向阀。
优选地，所述第二磁性滑塞的上方固定安装有凸起。
优选地，所述气囊靠近中空腔体的一侧固定连接有移动滑塞。
优选地，所述中空腔体为圆柱状。
优选地，所述热膨胀液为煤油。
本发明的有益效果：
通过设置储水箱、中空储存盘、热膨胀液、连接管、气囊、移动滑塞、第一磁性滑塞、第二磁性滑塞、单向瓣膜、拉簧、第一冷却水和第二冷却水管，在发热组件温度较高时，自动交换第一冷却水管、循环室和第二冷却水管内的冷却水，从而实现冷却水的自行循环，同时发热组件温度降低时，能够自动进行补水，无需人工手动进行操作，提高了工作效率，使用方便。
通过设置按压开口、鼓风机、鼓风管、喷淋管、常闭型电磁阀、中空喷淋盘和喷头，能够在冷却水交换后自动对第二冷却水管进行喷淋和鼓风处理，加快了热量的流通，同时加快了喷淋水的蒸发，喷淋和鼓风双重降温，冷却效果更好，而且在第二冷却水管内的冷却水完成降温后，自动关闭鼓风机，避免了资源的浪费。
本发明不仅能够在发热组件温度较高时，自动交换第一冷却水管、循环室和第二冷却水管内的冷却水，实现冷却水的自行循环，同时发热组件温度降低时，能够自动进行补水，提高了工作效率，使用方便，还能够在冷却水交换后自动对第二冷却水管进行喷淋和鼓风处理，加快了热量的流通和喷淋水的蒸发，冷却效果更好。
附图说明
图1为本发明提出的一种用于直流换流站的蒸发冷却式外冷却系统的结构示意图；
图2为本发明外冷却塔俯视的内部立体结构示意图；
图3为本发明外冷却塔仰视的内部立体结构示意图；
图4为本发明中空腔体、储水箱和补水箱内部结构的平面示意图；
图5为本发明图4中A处的放大结构示意图；
图6为本发明图4中B处的放大结构示意图；
图7为本发明图4中C处的放大结构示意图。
图中：1外冷却塔、2发热组件、3第一冷却水管、4中空储存盘、5连接管、6储水箱、7补水管、8补水箱、9喷淋管、10中空腔体、11鼓风管、12排气管、13中空喷淋盘、14固定块、15第二冷却水管、16喷头、17拉簧、18第一磁性滑塞、19储水管、20循环室、21喷淋鼓风室、22凸起、23第二磁性滑塞、24单向瓣膜、25第一隔板、26按压开关、27鼓风机、28第二隔板、29通孔、30移动滑塞、31热膨胀液、32气囊、33常闭型电磁阀。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-7，一种用于直流换流站的蒸发冷却式外冷却系统，包括发热组件2，发热组件2的外侧螺旋环绕有第一冷却水管3，发热组件2的顶部设置有中空储存盘4，中空储存盘4内设置有热膨胀液31，热膨胀液31为煤油，热膨胀液31在受热时，体积会增大，发热组件2的一侧设置有外冷却塔1，外冷却塔1的外侧固定安装有中空腔体10、储水箱6和补水箱8，中空腔体10位于储水箱6的一侧，补水箱8位于储水箱6的顶部，补水箱8通过补水管7与储水箱6连通；
储水箱6通过连接管5与中空储存盘4连通，中空腔体10的内部固定安装有第一隔板25，第一隔板25的下方设置有循环室20，且循环室20的上部与第一冷却水管3连通，外冷却塔1的内部设置有一端与循环室20底部连通另一端与第一冷却水管3连通的第二冷却水管15，循环室20内设置有用于交换第一冷却水管3和第二冷却水管15内部冷却水的循环机构；
循环机构包括位于循环室20内部且与循环室20内壁滑动连接的第二磁性滑塞23，第二磁性滑塞23与第一磁性滑塞18磁性相吸，第二磁性滑塞23的内部嵌装有两组对称设置的两个朝上的单向瓣膜24，循环室20的内部设有位于第二磁性滑塞23下方的拉簧17，拉簧17的两端分别连接在第二磁性滑塞23和循环室20的内底部上；
第一隔板25的上方设置有喷淋鼓风室21，喷淋鼓风室21内设置有与喷淋鼓风室21内部滑动连接的第一磁性滑塞18，第一磁性滑塞18位于储水箱6的下方，储水箱6内设置有用于第一磁性滑塞18下移蓄水的加压机构，加压机构包括位于储水箱6内部且与连接管5连通的气囊32，气囊32靠近中空腔体10的一侧固定连接有移动滑塞30，移动滑塞30能够将储水箱6内的水和气囊32进行隔绝，避免影响气囊32的膨胀，同时增大挤压面积，迅速进行加压，提高反应效果，储水箱6通过储水管19与喷淋鼓风室21的顶部连通，储水管19内设有单向阀，补水管7内设有单向阀，补水箱8能够对储水箱6内部进行自动补水，防止储水箱6内部水不足导致无法使第一磁性滑塞18下移加压；
第一隔板25和第一磁性滑塞18之间设置有使第一磁性滑塞18上移对第二冷却水管15喷淋、鼓风的蒸发降温机构，蒸发降温机构包括固定安装在喷淋鼓风室21内部且位于第一磁性滑塞18下方的第二隔板28，喷淋鼓风室21侧壁上设置有与喷淋鼓风室21连通且位于第二隔板28和第一磁性滑塞18之间的鼓风管11，鼓风管11的远离喷淋鼓风室21的一端贯穿外冷却塔1并延伸至第二冷却水管15的一侧，第二隔板28上开设有通孔29；
喷淋鼓风室21内部固定有位于通孔29下方的鼓风机27，喷淋鼓风室21上设置有与喷淋鼓风室21连通且位于鼓风机27和第一隔板25之间的排气管12，第一隔板25的底部设置有按压开关26，第二磁性滑塞23的上方固定安装有凸起22，凸起22能够保障第二冷却水管15内的冷却水能够被抽吸至循环室20内，同时凸起22能够挤压按压开关26，使其工作，喷淋鼓风室21的顶部设置有与其连通的喷淋管9，喷淋管9内设置有常闭型电磁阀33，常闭型电磁阀33能够保证第一磁性滑塞18的顺利下移，避免水在加压过程中从喷淋管9喷出，常闭型电磁阀33和鼓风机27通过按压开关26与外接电源电性连接，外冷却塔1内设置有位于第二冷却水管15上方且与喷淋管9连通的中空喷淋盘13，中空喷淋盘13的底部设置有沿周向分布的喷头16，中空喷淋盘13的外侧固定安装有固定块14，固定块14远离中空喷淋盘13的一端固定安装在外冷却塔1的内壁上。
本发明使用时，当发热组件2温度慢慢升高时，中空储存盘4内的热膨胀液31受热膨胀，体积增大，从而使气囊32膨胀，气囊32膨胀使移动滑塞30向靠近中空腔体10的方向滑动，通过设置常闭型电磁阀33(常闭型电磁阀33在断电时为关闭状态，在通电时为通路状态)，使储水箱6内的水注入喷淋鼓风室21内，喷淋鼓风室21内的水压增大，第一磁性滑塞18向下滑动，当发热组件2温度升高至一定程度时，第一磁性滑塞18滑动至与第二隔板28相抵，通过第一磁性滑塞18和第二磁性滑塞23磁性相引，从而使第二磁性滑塞23向上滑动，拉簧17被拉长；
第二磁性滑塞23向上滑动时，通过设置单向瓣膜24(单向瓣膜24起单向阀门作用，冷却水能从第二磁性滑塞23底部向上流动，而冷却水从第二磁性滑塞23顶部无法向下流动)，使循环室20内的冷却水被挤压至第一冷却水管3内对发热组件2进行降温，同时第二冷却水管15内的冷却水进入循环室20，第一冷却水管3内的冷却水被抽吸至第二冷却水管15内，发热组件2降温完全后，热膨胀液31体积变小，气囊32回缩，移动滑塞30向远离中空腔体10的方向滑动，从而产生一个抽吸作用，使补水箱8内的水被抽吸至储水箱6内，第二磁性滑塞23向上滑动至与第一隔板25相抵时，按压开关26启动，鼓风机27和常闭型电磁阀33接入电路，鼓风机27工作，空气从鼓风管11内导出对第二冷却水管15内的冷却水进行鼓风降温，加快空气的流通，而鼓风机27工作时空气无法迅速从鼓风管11内导出，从而使第一磁性滑塞18向上滑动，第一磁性滑塞18向上滑动时，由于常闭型电磁阀33接入电路为通路状态，从而使喷淋鼓风室21内的水被挤压至中空喷淋盘13内并从喷头16喷出对第二冷却水管15内的冷却水进行降温，当第一磁性滑塞18向上滑动至与喷淋鼓风室21的顶部相抵时，喷淋鼓风室21内的水挤压完全，第二冷却水管15完成冷却，同时第一磁性滑塞18和第二磁性滑塞23的距离达到极限位置，第一磁性滑塞18和第二磁性滑塞23之间的磁性吸力小于拉簧17被拉长产生的弹力，第二磁性滑塞23向下滑动回到初始位置，以便进行下次循环，同时按压开关26不被按压，鼓风机27停止工作。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于直流换流站的蒸发冷却式外冷却系统，包括发热组件(2)，其特征在于，所述发热组件(2)的外侧螺旋环绕有第一冷却水管(3)，所述发热组件(2)的顶部设置有中空储存盘(4)，所述中空储存盘(4)内设置有热膨胀液(31)，所述发热组件(2)的一侧设置有外冷却塔(1)，所述外冷却塔(1)的外侧固定安装有中空腔体(10)、储水箱(6)和补水箱(8)，所述中空腔体(10)位于储水箱(6)的一侧，所述补水箱(8)位于储水箱(6)的顶部，所述储水箱(6)通过连接管(5)与中空储存盘(4)连通，所述中空腔体(10)的内部固定安装有第一隔板(25)，所述第一隔板(25)的下方设置有循环室(20)，且循环室(20)的上部与第一冷却水管(3)连通，所述外冷却塔(1)的内部设置有一端与循环室(20)底部连通另一端与第一冷却水管(3)连通的第二冷却水管(15)，所述循环室(20)内设置有用于交换第一冷却水管(3)和第二冷却水管(15)内部冷却水的循环机构，所述第一隔板(25)的上方设置有喷淋鼓风室(21)，所述喷淋鼓风室(21)内设置有与喷淋鼓风室(21)内部滑动连接的第一磁性滑塞(18)，所述第一磁性滑塞(18)位于储水箱(6)的下方，所述储水箱(6)内设置有用于第一磁性滑塞(18)下移蓄水的加压机构，所述第一隔板(25)和第一磁性滑塞(18)之间设置有使第一磁性滑塞(18)上移对第二冷却水管(15)喷淋、鼓风的蒸发降温机构。
2.根据权利要求1所述的一种用于直流换流站的蒸发冷却式外冷却系统，其特征在于，所述循环机构包括位于循环室(20)内部且与循环室(20)内壁滑动连接的第二磁性滑塞(23)，所述第二磁性滑塞(23)与第一磁性滑塞(18)磁性相吸，所述第二磁性滑塞(23)的内部嵌装有两组对称设置的两个朝上的单向瓣膜(24)，所述循环室(20)的内部设有位于第二磁性滑塞(23)下方的拉簧(17)，所述拉簧(17)的两端分别连接在第二磁性滑塞(23)和循环室(20)的内底部上。
3.根据权利要求1所述的一种用于直流换流站的蒸发冷却式外冷却系统，其特征在于，所述加压机构包括位于储水箱(6)内部且与连接管(5)连通的气囊(32)，所述储水箱(6)通过储水管(19)与喷淋鼓风室(21)的顶部连通，所述储水管(19)内设有单向阀。
4.根据权利要求1所述的一种用于直流换流站的蒸发冷却式外冷却系统，其特征在于，所述蒸发降温机构包括固定安装在喷淋鼓风室(21)内部且位于第一磁性滑塞(18)下方的第二隔板(28)，所述喷淋鼓风室(21)侧壁上设置有与喷淋鼓风室(21)连通且位于第二隔板(28)和第一磁性滑塞(18)之间的鼓风管(11)，所述鼓风管(11)的远离喷淋鼓风室(21)的一端贯穿外冷却塔(1)并延伸至第二冷却水管(15)的一侧，所述第二隔板(28)上开设有通孔(29)，所述喷淋鼓风室(21)内部固定有位于通孔(29)下方的鼓风机(27)，所述喷淋鼓风室(21)上设置有与喷淋鼓风室(21)连通且位于鼓风机(27)和第一隔板(25)之间的排气管(12)，所述第一隔板(25)的底部设置有按压开关(26)，所述喷淋鼓风室(21)的顶部设置有与其连通的喷淋管(9)，所述喷淋管(9)内设置有常闭型电磁阀(33)，所述常闭型电磁阀(33)和鼓风机(27)通过按压开关(26)与外接电源电性连接，所述外冷却塔(1)内设置有位于第二冷却水管(15)上方且与喷淋管(9)连通的中空喷淋盘(13)，所述中空喷淋盘(13)的底部设置有沿周向分布的喷头(16)。
5.根据权利要求4所述的一种用于直流换流站的蒸发冷却式外冷却系统，其特征在于，所述中空喷淋盘(13)的外侧固定安装有固定块(14)，所述固定块(14)远离中空喷淋盘(13)的一端固定安装在外冷却塔(1)的内壁上。
6.根据权利要求1所述的一种用于直流换流站的蒸发冷却式外冷却系统，其特征在于，所述补水箱(8)通过补水管(7)与储水箱(6)连通，所述补水管(7)内设有单向阀。
7.根据权利要求2所述的一种用于直流换流站的蒸发冷却式外冷却系统，其特征在于，所述第二磁性滑塞(23)的上方固定安装有凸起(22)。
8.根据权利要求3所述的一种用于直流换流站的蒸发冷却式外冷却系统，其特征在于，所述气囊(32)靠近中空腔体(10)的一侧固定连接有移动滑塞(30)。
9.根据权利要求1所述的一种用于直流换流站的蒸发冷却式外冷却系统，其特征在于，所述中空腔体(10)为圆柱状。
10.根据权利要求1所述的一种用于直流换流站的蒸发冷却式外冷却系统，其特征在于，所述热膨胀液(31)为煤油。
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