CN204163832U - 一种外置气体机模块化冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于发动机技术领域，涉及一种外置气体机模块化冷却装置。提出的外置气体机模块化冷却装置包括有：电动水泵Ⅰ、电动水泵Ⅱ，电加热器Ⅰ、电加热器Ⅱ，热交换器、过滤器Ⅰ、过滤器Ⅱ，手动阀，电动三通阀、及公共底座；电动水泵Ⅰ、电动水泵Ⅱ均固定在公共底座上，作为内、外循环水的动力源驱使循环水流动；热交换器5固定在公共底座上，安装于内循环回路中的电动三通阀Ⅰ后的一个支路上，用于低温水与高温水的热量交换。冷却装置各部件之间通过法兰连接，组合为一个整体，电动水泵Ⅰ、电动水泵Ⅱ和热交换器作为三个支点固定于公共底座上，形成模块化冷却装置。

Description

一种外置气体机模块化冷却装置

技术领城

本实用新型属于发动机技术领域，特别涉及一种外置气体机模块化冷却装置。

背景技术

气体发动机（简称气体机）冷却系统通常由内循环水冷却系统、外循环水冷却系统和管路等组成。内循环水冷却系统一般是闭式循环系统，其冷却装置由高温水泵、润滑油冷却器、缸套冷却水道、热交换器和管路等设备组成，作用是冷却气体机受热零部件的温度，使气体机工作在合适的温度。外循环水冷却系统的冷却装置由低温水泵、冷却水塔或冷却风扇及管道等组成，作用是通过热交换器冷却气体机内循环冷却水系统产生的高温水，使内循环冷却水系统里的高温水保持合适的温度，同时通过中冷器冷却增压空气。

目前，气体机冷却装置中的热交换器、高温水泵和低温水泵均安装在气体机上，由传动皮带或传动齿轮带动高温水泵和低温水泵运转，使冷却液在内循环和外循环冷却系统循环工作。尽管热交换器、高温水泵、低温水泵等不占用额外的空间，但只要气体机运行，这些安装在气体机上的装置，就要消耗一部分功率，从而降低了气体机的机械效率。气体机产生的热量随着负荷的增加而增加，而为了保证气体机满负荷时的最大冷却水量，高温水泵和低温水泵始终在恒定的流量下运行，这样就会使气体机在低负荷运行时被带走的热量太多，降低了气体机的热效率；同时，在气体机冷却装置定型的情况下，由于冷却装置中冷却水量的限制，气体机冷却装置只能满足某一种型号的气体机使用。并且气体机冷却装置中的热交换器、高温水泵和低温水泵在机器上分散布置，不便于安装、维护。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种外置气体机模块化冷却装置，将热交换器、高温水泵和低温水泵等零部件设计成一个整体，放置在气体机的外部，通过法兰接口与气体机的高、低温循环水路的进、回水口相连，实现对气体机的冷却。

本实用新型通过以下技术方案完成其发明任务：

一种外置气体机模块化冷却装置，包括有内循环冷却系统和外循环冷却系统；所述的内循环冷却系统包括有电动水泵Ⅰ、电动三通阀Ⅰ、管路、管路、热交换器和电加热器Ⅰ；所述的电动水泵Ⅰ与高温循环水路的回水口连接，作为内循环水的动力源，所述电动水泵Ⅰ连接电动三通阀Ⅰ；所述电动三通阀Ⅰ根据水温调整循环水流向，所述电动三通阀Ⅰ分别与管路、管路连接；所述管路与热交换器连通；所述的电加热器Ⅰ通过管路连接管路并与热交换器连通，所述的电加热器Ⅰ连通气体机；

所述的外循环冷却系统包括有电动水泵Ⅱ、电动三通阀Ⅱ、管路、管路、过滤器Ⅱ和电加热器Ⅱ；所述的模块化冷却装置还具有对外循环冷却系统中的循环水进行冷却，并对内循环冷却系统中的热交换器提供冷却水的外部冷却风扇或冷却水塔；所述的电动水泵Ⅱ与低温循环水路的回水口连接，作为外循环水的动力源，所述的电动水泵Ⅱ连接电动三通阀Ⅱ；所述电动三通阀Ⅱ根据水温调整循环水流向，所述电动三通阀Ⅱ分别与管路、管路连接；所述的管路通过过滤器Ⅱ与电加热器Ⅱ连通，所述的管路通过手动阀Ⅳ连接外部冷却风扇或冷却水塔；所述外部冷却风扇或冷却水塔通过手动阀Ⅲ、过滤器Ⅱ与电加热器Ⅱ连通，所述的电加热器Ⅱ连接气体机的增压空气冷却器；

所述外部冷却风扇或冷却水塔并经过手动阀Ⅰ、过滤器Ⅰ与热交换器连通，与进入热交换器的内循环水进行热交换；热交换器的循环水出水口经过手动阀Ⅱ连接冷却风扇或冷却水塔；

所述电动水泵Ⅱ、电动水泵Ⅰ均固定在公共底座上，并分别安装在内、外循环主管路上，作为内、外循环水的动力源驱使循环水流动；所述电动水泵Ⅱ、电动水泵Ⅰ具有变频调速功能，可通过频率的改变来调节循环水流动的速度，进而改变内、外循环水的流量，以满足不同机型在不同工况下对内、外循环水量的要求；所述电动三通阀Ⅰ、电动三通阀Ⅱ分别安装于两个电动水泵的出口管路，用于调节内、外循环水的温度；所述过滤器Ⅰ、过滤器Ⅱ分别安装于外循环水的两个主管路上，对循环水进行过滤，防止杂质堵塞循环水路；所述电加热器Ⅱ、电加热器Ⅰ安装于过滤器后的主管路上，作用是在低温环境下起机时，对内、外循环水进行加热，保证低温环境下气体机正常起动；所述手动阀Ⅰ、手动阀Ⅱ、手动阀Ⅲ和手动阀Ⅳ分别安装在进、回外部冷却风扇或冷却水塔的内、外循环水支路上，用于手动关闭各支路；所述热交换器固定在公共底座上，安装于内循环水路中电动三通阀Ⅰ后的一个支路上，用于低温水与高温水的热量交换；所述冷却装置各部件之间通过法兰连接，组合为一个整体，所述电动水泵Ⅱ、电动水泵Ⅰ和热交换器5形成三个支点固定于公共底座上，形成了模块化冷却装置。

模块化冷却装置的冷却方法是：所述内循环冷却系统中，电动水泵Ⅰ作为内循环水的动力源，将高温水泵入电动三通阀Ⅰ；电动三通阀Ⅰ根据水温调整循环水流向，当循环水温度低于45℃时，电动三通阀Ⅰ的A侧完全打开，B侧完全关闭，内循环冷却系统中的循环水通过管路、电加热器Ⅰ回气体机，以达到快速暖机的目的；当循环水温度达到45℃时，电加热器停止加热；当内循环冷却系统中的循环水温度高于80℃时，电动三通阀Ⅰ的A侧完全关闭，B侧完全打开，内循环冷却系统中的循环水通过管路，进入热交换器进行热交换，经过冷却的内循环水再经过电加热器Ⅰ进入气体机；当循环水温度高于45℃而低于80℃时，电动三通阀Ⅰ处于半开半闭状态，内循环冷却系统中的循环水进入电动三通阀Ⅰ后，一部分循环水依次进入管路、热交换器进行热交换，该部分循环水出热交换器后与进入管路的第二部分循环水混合后，经电加热器Ⅰ，进入气体机；

外循环冷却系统中，电动水泵Ⅱ作为外循环水的动力源，将低温水泵入电动三通阀Ⅱ；电动三通阀Ⅱ根据水温调整循环水流向，当气体机增压空气温度低于40℃时，电动三通阀Ⅱ的C侧完全打开，D侧完全关闭，外循环冷却系统中的循环水通过管路、过滤器Ⅱ、电加热器Ⅱ进入气体机的空气冷却器；当气体机增压空气温度达到40℃时，电加热器停止工作；当气体机增压空气温度高于50℃时，电动三通阀Ⅱ的C侧完全关闭，D侧完全打开，外循环冷却系统中的循环水通过管路、手动阀Ⅳ到外部冷却风扇或冷却水塔进行冷却，之后经手动阀Ⅲ、过滤器Ⅱ、电加热器Ⅱ进入气体机的增压空气冷却器，对增压空气进行冷却；当气体机增压空气温度高于40℃而低于50℃时，电动三通阀Ⅱ处于半开半闭状态，外循环冷却系统中的循环水进入电动三通阀Ⅱ后，一部分循环水依次进入管路、手动阀Ⅳ到外部冷却风扇或冷却水塔进行冷却，经冷却后的循环水再经手动阀Ⅲ与经过管路的第二部分循环水混合后，经过滤器Ⅱ、电加热器Ⅱ，进入气体机的增压空气冷却器；

外部冷却风扇或冷却水塔的另一路循环水经手动阀Ⅰ、过滤器Ⅰ后，进入热交换器与内循环水进行热交换，完成热交换的循环水经手动阀Ⅱ后回冷却风扇或冷却水塔。

本实用新型所提出的外置气体机模块化冷却装置，替代了目前安装在气体机上的热交换器、高温水泵、低温水泵和管路等设备。模块化冷却装置的外置安装，减少了气体机运行中的功率消耗，提高了气体机的机械效率；利用变频调速技术可自动调节循环水流量，能够满足不同型号气体机在不同工况下对冷却水量的要求，适用性好；冷却装置的模块化设计，便于运输、维护、现场布置及安装，满足燃气电站模块化、工程化建设需要，通用性好。

附图说明

图1 为本实用新型的立体结构示意图。

图2 为本实用新型的系统流程图。

图中：1、电动水泵Ⅱ；2、电加热器Ⅱ；3、电动水泵Ⅰ；4、电加热器Ⅰ；5、热交换器；6、过滤器Ⅰ；7、手动阀Ⅰ；8、手动阀Ⅱ；9、电动三通阀Ⅰ；10、手动阀Ⅲ；11、手动阀Ⅳ；12、电动三通阀Ⅱ；13、过滤器Ⅱ；14、公共底座。

具体实施方式

结合附图和具体实施例对本实用新型的加以说明：

如图1所示，一种外置气体机模块化冷却装置，包括有：电动水泵Ⅰ3、电动水泵Ⅱ1，电加热器Ⅰ4、电加热器Ⅱ2，热交换器5、过滤器Ⅰ6、过滤器Ⅱ13，手动阀7、8、10、11，电动三通阀9、12及公共底座14；所述电动水泵3Ⅰ、电动水泵Ⅱ1均固定在公共底座14上，分别安装在内、外循环主管路上，作为内、外循环水的动力源驱使循环水流动，该电动水泵3、1具有变频调速功能，可通过频率的改变来调节循环水流动的速度，进而改变内、外循环水的流量，以满足不同机型在不同工况下对内、外循环水量的要求；所述电动三通阀Ⅰ9、电动三通阀Ⅱ12分别安装于两个电动水泵Ⅰ3、电动水泵Ⅱ1的出口管路，用于调节内、外循环水的温度；所述过滤器Ⅰ6、13分别安装于外循环水两个主管路上，对循环水进行过滤，防止杂质堵塞循环水路；所述电加热器Ⅰ4、电加热器Ⅱ2安装于所对应的过滤器后的主管路上，作用是在低温环境下起机时，对内、外循环水进行加热，保证低温环境下气体机正常起动；所述手动阀7、8、10、11分别安装在进、回冷却水塔的内、外循环水支路上，用于手动关闭各支路；所述热交换器5固定在公共底座14上，安装于内循环回路中的电动三通阀Ⅰ9后的一个支路上，用于低温水与高温水的热量交换。冷却装置各部件之间通过法兰连接，组合为一个整体，电动水泵Ⅰ3、电动水泵Ⅱ1和热交换器5作为三个支点固定于公共底座上，形成模块化冷却装置。

该模块化冷却装置通过电加热器Ⅰ4、电加热器Ⅱ2与气体机的内、外循环水路的进水口连接，模块化冷却装置通过电动水泵Ⅰ3、电动水泵Ⅱ1的法兰接口与气体机的内、外循环水路的回水口连接。

模块化冷却装置的冷却方法：如图2所示，所述内循环冷却系统中，电动水泵Ⅰ3作为内循环水的动力源，将高温水泵入电动三通阀Ⅰ9；电动三通阀Ⅰ9根据水温调整循环水流向，当循环水温度低于45℃时，电动三通阀Ⅰ9的A侧完全打开，B侧完全关闭，内循环冷却系统中的循环水通过管路15、电加热器Ⅰ4回气体机，以达到快速暖机的目的；当循环水温度达到45℃时，电加热器停止加热；当内循环冷却系统中的循环水温度高于80℃时，电动三通阀Ⅰ9的A侧完全关闭，B侧完全打开，内循环冷却系统中的循环水通过管路16，进入热交换器5进行热交换，经过冷却的内循环水再经过电加热器Ⅰ4进入气体机冷却；当循环水温度高于45℃而低于80℃时，电动三通阀Ⅰ9处于半开半闭状态，内循环冷却系统中的循环水进入电动三通阀Ⅰ9后，一部分循环水依次进入管路16、热交换器5进行热交换，该部分循环水出热交换器5后与进入管路15的第二部分循环水混合后，经电加热器Ⅰ4，进入气体机；

外循环冷却系统中，电动水泵Ⅱ1作为外循环水的动力源，将低温水泵入电动三通阀Ⅱ12；电动三通阀Ⅱ12根据水温调整循环水流向，当气体机增压空气温度低于40℃时，电动三通阀Ⅱ12的C侧完全打开，D侧完全关闭，外循环冷却系统中的循环水通过管路17、过滤器Ⅱ13、电加热器Ⅱ2进入气体机的空气冷却器；当气体机增压空气温度达到40℃时，电加热器停止工作；当气体机增压空气温度高于50℃时，电动三通阀Ⅱ12的C侧完全关闭，D侧完全打开，外循环冷却系统中的循环水通过管路18、手动阀Ⅳ11到外部冷却风扇或冷却水塔进行冷却，之后经手动阀Ⅲ10、过滤器Ⅱ13、电加热器Ⅱ2进入气体机的增压空气冷却器，对增压空气进行冷却；当气体机增压空气温度高于40℃而低于50℃时，电动三通阀Ⅱ12处于半开半闭状态，外循环冷却系统中的循环水进入电动三通阀Ⅱ12后，一部分循环水依次进入管路18、手动阀Ⅳ11到外部冷却风扇或冷却水塔进行冷却，经冷却后的循环水再经手动阀Ⅲ10与经过管路17的第二部分循环水混合后，经过滤器Ⅱ13、电加热器Ⅱ2，进入气体机的增压空气冷却器；

外部冷却风扇或冷却水塔的另一路循环水经手动阀Ⅰ7、过滤器Ⅰ6后，进入热交换器5与内循环水进行热交换，完成热交换的循环水经手动阀Ⅱ8后回冷却风扇或冷却水塔。

Claims (1)

1.一种外置气体机模块化冷却装置，包括有内循环冷却系统和外循环冷却系统；其特征在于：所述的内循环冷却系统包括有电动水泵Ⅰ（3）、电动三通阀Ⅰ（9）、管路（15）、管路（16）、热交换器（5）和电加热器Ⅰ（4）；所述的电动水泵Ⅰ（3）与高温循环水路的回水口连接，作为内循环水的动力源，所述电动水泵Ⅰ（3）连接电动三通阀Ⅰ（9）；所述电动三通阀Ⅰ（9）根据水温调整循环水流向，所述电动三通阀Ⅰ（9）分别与管路（15）、管路（16）连接；所述管路（16）与热交换器（5）连通；所述的电加热器Ⅰ（4）通过管路连接管路（15）并与热交换器（5）连通，所述的电加热器Ⅰ（4）连通气体机；

所述的外循环冷却系统包括有电动水泵Ⅱ（1）、电动三通阀Ⅱ（12）、管路（17）、管路（18）、过滤器Ⅱ（13）和电加热器Ⅱ（2）；所述的模块化冷却装置还具有对外循环冷却系统中的循环水进行冷却，并对内循环冷却系统中的热交换器（5）提供冷却水的外部冷却风扇或冷却水塔；所述的电动水泵Ⅱ（1）与外循环水路的回水口连接，作为外循环水的动力源，所述的电动水泵Ⅱ（1）连接电动三通阀Ⅱ（12）；所述电动三通阀Ⅱ（12）分别与管路（17）、管路（18）连接；所述的管路（17）通过过滤器Ⅱ（13）与电加热器Ⅱ（2）连通，所述的管路（18）通过手动阀Ⅳ（11）连接外部冷却风扇或冷却水塔；所述外部冷却风扇或冷却水塔通过手动阀Ⅲ（10）10、过滤器Ⅱ（13）与电加热器Ⅱ（2）连通，所述的电加热器Ⅱ（2）连接气体机的增压空气冷却器；

所述外部冷却风扇或冷却水塔并经过手动阀Ⅰ（7）、过滤器Ⅰ（6）与热交换器（5）连通，与进入热交换器（5）的内循环水进行热交换；热交换器（5）的循环水出水口经过手动阀Ⅱ（8）连接冷却风扇或冷却水塔；

所述电动水泵Ⅱ（1）、电动水泵Ⅰ（3）均固定在公共底座（14）上，并分别安装在内、外循环主管路上；所述电动三通阀Ⅰ（9）、电动三通阀Ⅱ（12）分别安装于两个电动水泵的出口管路，用于调节内、外循环水的温度；所述过滤器Ⅰ（6）、过滤器Ⅱ（13）分别安装于外循环水的两个主管路上，对循环水进行过滤，防止杂质堵塞循环水路；所述电加热器Ⅱ（2）、电加热器Ⅰ（4）安装于过滤器后的主管路上；所述手动阀Ⅰ（7）、手动阀Ⅱ（8）、手动阀Ⅲ1（10）和手动阀Ⅳ（11）分别安装在进、回外部冷却风扇或冷却水塔的内、外循环水支路上，用于手动关闭各支路；所述热交换器（5）固定在公共底座（14）上，安装于内循环水路中电动三通阀Ⅰ（9）后的一个支路上，用于低温水与高温水的热量交换；所述冷却装置各部件之间通过法兰连接，组合为一个整体，所述电动水泵Ⅱ（1）、电动水泵Ⅰ（3）和热交换器（5）形成三个支点固定于公共底座（14）上，形成模块化冷却装置。