CN204831368U - 具有在线状态监测功能的循环冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有在线状态监测功能的循环冷却系统，它包括水冷却系统和外循环冷却设备，还包括控制保护装置，所述外循环冷却设备包括主体、环境温度传感器、进口温度传感器、流量传感器和出口温度传感器，环境温度传感器安装在主体的外壁上，进口温度传感器和流量传感器安装在进口管路上，出口温度传感器安装在出口管路上，所述进口温度传感器、出口温度传感器、环境温度传感器和流量传感器的信号输出端均与控制保护装置的相应信号输入端相连接。本实用新型能够对外循环冷却设备的运行状态进行实时监测，同时对恶劣环境下的运行能力进行预判，达到装置检修维护信息提示的目的，实现智能化操作，对整体设备的稳定运行提供保障。

Description

具有在线状态监测功能的循环冷却系统

技术领域

本实用新型涉及一种具有在线状态监测功能的循环冷却系统。

背景技术

目前，随着电力电子技术的不断发展，功率元器件的损耗愈来愈大，传统的风冷散热技术已无法满足使用需求，因此，水冷却技术正不断地被推广应用，水冷却系统是目前电力行业应用最为广泛的水冷却设备，主要包括水冷却系统本体及外部循环冷却装置及运行信息采集设备三部分。

水冷却系统作为关键性设备，其运行是否稳定将对所服务电力设备产生十分重要的影响，出于应用所处环境为高压电场的考虑，目前水冷却系统对经过处理后的冷却水水质参数的有着严格的监测，以避免冷却水进入电场后，产生局放等电气试验无法通过的问题，而对于影响到二次热交换能力的外部循环冷却装置的运行状态监测涉及甚少。

外部循环冷却设备经过长期使用之后，工作能力将有所下降，因此，需不定期关注进巡检及维护，否则将对整体设备的运行构成极大的威胁。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种具有在线状态监测功能的循环冷却系统，它能够对外循环冷却设备的运行状态进行实时监测，同时对恶劣环境下的运行能力进行预判，达到装置检修维护信息提示的目的，实现智能化操作，对整体设备的稳定运行提供保障。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种具有在线状态监测功能的循环冷却系统，它包括水冷却系统和外循环冷却设备，待冷却的电力电子设备的循环冷却液出口与水冷却系统的进口相连通，水冷却系统的出口通过进口管路与外循环冷却设备的进口相连接，外循环冷却设备的出口通过出口管路与电力电子设备的循环冷却液进口相连接，还包括控制保护装置，所述外循环冷却设备包括主体、环境温度传感器、进口温度传感器、流量传感器和出口温度传感器，环境温度传感器安装在主体的外壁上，进口温度传感器和流量传感器安装在进口管路上，出口温度传感器安装在出口管路上，所述进口温度传感器、出口温度传感器、环境温度传感器和流量传感器的信号输出端均与控制保护装置的相应信号输入端相连接，以便控制保护装置将接收到的各实际参数信息处理后显示相应的控制保护提示信息。

进一步，主体的顶端还设置有自动排气装置。

进一步，主体的底端还设置有排水装置。

进一步，进口管路和/或出口管路中安装有阀门。

本实用新型还提供了一种具有在线状态监测功能的循环冷却系统的监测方法，该方法的步骤如下：

(a)根据电力电子设备的损耗情况确定外循环冷却设备的主体所需的设计换热容量额定值P₀、设计流量Q₀、确定最高环境温度T₀和不同流量Q下对应的环境温度T_ambient与本体的设计出口温度T的差值ΔT，并输入至控制保护装置内。

(b)控制保护装置采集流量传感器所传递的实际运行流量Q_actual、环境温度传感器所传递的实际环境温度T_ambient、进口温度传感器所传递的实际进口温度T_in、出口温度传感器所传递的实际出口温度T_out，通过换热计算获取实际换热容量P_actual以及实际环境温度T_ambient与实际出口温度T_out的实际差值ΔT_0actual；

(c)采用控制保护装置进行监测，监测状态如下：

当P_actual≥P₀，T_ambient≤T₀，ΔT_0actual≥ΔT，控制保护装置提示信息：“热负荷过大，建议停止运行”；

当P_actual≥P₀，T_ambient≥T₀，ΔT_0actual≥ΔT，控制保护装置提示信息：“热负荷过大，请停止运行”；

当P_actual≥P₀，T_ambient≤T₀，ΔT_0actual≤ΔT，控制保护装置提示信息：“热负荷过大，后台跳闸”；

当P_actual≥P₀，T_ambient≥T₀，ΔT_0actual≤ΔT，控制保护装置提示信息：“过负荷运行，后台跳闸”；

当P_actual≤P₀，T_ambient≥T₀，ΔT_0actual≥ΔT，控制保护装置提示信息：“环境温度过高，后台跳闸”；

当P_actual≤P₀，T_ambient≥T₀，ΔT_0actual≤ΔT，控制保护装置提示信息：“环境温度过高，后台跳闸”；

当P_actual≤P₀，T_ambient≤T₀，ΔT_0actual≤ΔT，控制保护装置提示信息：“外循环冷却设备运行能力下降，后台跳闸”；

当P_actual≤P₀，T_ambient≤T₀，ΔT_0actual≥ΔT，控制保护装置提示信息：“运行正常”。采用了上述技术方案后，本实用新型的循环冷却系统应用工作过程为：水冷却系统将经过电力电子设备加热后的冷却液经过一定处理后引入外循环冷却设备，经过外循环冷却设备冷却后的冷却液再次进入电力电子设备中以供使用，如此循环，本实用新型通过控制保护装置采集流量传感器所传递的实际运行流量Q_actual、环境温度传感器所传递的实际环境温度T_ambient、进口温度传感器所传递的实际进口温度T_in、出口温度传感器所传递的实际出口温度T_out，通过换热计算获取实际换热容量P_actual以及实际环境温度T_ambient与实际出口温度T_out的实际差值ΔT_0actual，从而使控制保护装置将接收到的各实际参数信息处理后显示相应的控制保护提示信息，实现其对外循环冷却设备的运行状态实时监测，同时对恶劣环境下的运行能力进行预判，达到装置检修维护信息提示的目的，实现智能化操作，对整体设备的稳定运行提供保障。

本实用新型具有如下优点：

1、结构紧凑，安装简单便利，整体运行稳定性高；

2、所有运行参数实现实时采集，通过控制保护装置，智能化、使用便利；

3、具有独立的运行参数信息处理及判断功能，实现运行状态在线监测并自行提示维护信息；

4、设备设置排水、排气及阀门等装置，可以实现在线检修维护功能。

附图说明

图1为本实用新型的具有在线状态监测功能的循环冷却系统的原理框图；

图2为本实用新型的外循环冷却设备的内部示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1、2所示，一种具有在线状态监测功能的循环冷却系统，它包括水冷却系统2和外循环冷却设备3，待冷却的电力电子设备1的循环冷却液出口与水冷却系统2的进口相连通，水冷却系统2的出口通过进口管路与外循环冷却设备3的进口相连接，外循环冷却设备3的出口通过出口管路与电力电子设备1的循环冷却液进口相连接，还包括控制保护装置，外循环冷却设备3包括主体31、环境温度传感器32、进口温度传感器34、流量传感器35和出口温度传感器37，环境温度传感器32安装在主体31的外壁上，进口温度传感器34和流量传感器35安装在进口管路上，出口温度传感器37安装在出口管路上，进口温度传感器34、出口温度传感器37、环境温度传感器32和流量传感器35的信号输出端均与控制保护装置的相应信号输入端相连接，以便控制保护装置将接收到的各实际参数信息处理后显示相应的控制保护提示信息。

如图2所示，主体31的顶端还设置有自动排气装置33；外循环冷却设备3内的冷却液在运行过程中分解产生的气体通过自动排气装置33排出。

如图2所示，主体31的底端还设置有排水装置38。

如图2所示，进口管路和/或出口管路中安装有阀门36。

一种具有在线状态监测功能的循环冷却系统的监测方法，该方法的步骤如下：

(a)根据电力电子设备1的损耗情况确定外循环冷却设备3的主体31所需的设计换热容量额定值P₀、设计流量Q₀、确定最高环境温度T₀和不同流量Q下对应的环境温度T_ambient与本体的设计出口温度T的差值ΔT，并输入至控制保护装置内。

(b)控制保护装置采集流量传感器35所传递的实际运行流量Q_actual、环境温度传感器32所传递的实际环境温度T_ambient、进口温度传感器34所传递的实际进口温度T_in、出口温度传感器37所传递的实际出口温度T_out，通过换热计算获取实际换热容量P_actual以及实际环境温度T_ambient与实际出口温度T_out的实际差值ΔT_0actual；

(c)采用控制保护装置进行监测，监测状态如下：

当P_actual≥P₀，T_ambient≤T₀，ΔT_0actual≥ΔT，控制保护装置提示信息：“热负荷过大，建议停止运行”；

当P_actual≥P₀，T_ambient≥T₀，ΔT_0actual≥ΔT，控制保护装置提示信息：“热负荷过大，请停止运行”；

当P_actual≥P₀，T_ambient≤T₀，ΔT_0actual≤ΔT，控制保护装置提示信息：“热负荷过大，后台跳闸”；

当P_actual≥P₀，T_ambient≥T₀，ΔT_0actual≤ΔT，控制保护装置提示信息：“过负荷运行，后台跳闸”；

当P_actual≤P₀，T_ambient≥T₀，ΔT_0actual≥ΔT，控制保护装置提示信息：“环境温度过高，后台跳闸”；

当P_actual≤P₀，T_ambient≥T₀，ΔT_0actual≤ΔT，控制保护装置提示信息：“环境温度过高，后台跳闸”；

当P_actual≤P₀，T_ambient≤T₀，ΔT_0actual≤ΔT，控制保护装置提示信息：“外循环冷却设备运行能力下降，后台跳闸”；

当P_actual≤P₀，T_ambient≤T₀，ΔT_0actual≥ΔT，控制保护装置提示信息：“运行正常”。

本实用新型的控制保护装置的上述信息提示中，前四类提示使用者设备运行环境超出了设计范围，应停运进行相应的设计参数校核，通过外循环冷却设备3的本体31的运行模式调整或设备更换来解决，第五、六类需通过改善设备运行环境来解决，如：针对外循环冷却设备本体采取一定的遮阳措施，第七类提示使用者外循环冷却设备3换热部件可能存在堵塞或表面污垢较多等问题，需进行巡检并清理。

本实用新型中，外循环冷却设备3出现故障在停运进行检修维护时，通过关闭管路及阀门36，同时打开排水装置38，将系统内的冷却液排空后进行操作。

另外，外循环冷却设备3的本体31可采用空气冷却器及闭式冷却塔等水冷却设备。

以上所述的具体实施例，对本实用新型解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种具有在线状态监测功能的循环冷却系统，它包括水冷却系统(2)和外循环冷却设备(3)，待冷却的电力电子设备(1)的循环冷却液出口与水冷却系统(2)的进口相连通，水冷却系统(2)的出口通过进口管路与外循环冷却设备(3)的进口相连接，外循环冷却设备(3)的出口通过出口管路与电力电子设备(1)的循环冷却液进口相连接，其特征在于：还包括控制保护装置，所述外循环冷却设备(3)包括主体(31)、环境温度传感器(32)、进口温度传感器(34)、流量传感器(35)和出口温度传感器(37)，环境温度传感器(32)安装在主体(31)的外壁上，进口温度传感器(34)和流量传感器(35)安装在进口管路上，出口温度传感器(37)安装在出口管路上，所述进口温度传感器(34)、出口温度传感器(37)、环境温度传感器(32)和流量传感器(35)的信号输出端均与控制保护装置的相应信号输入端相连接，以便控制保护装置将接收到的各实际参数信息处理后显示相应的控制保护提示信息。

2.根据权利要求1所述的具有在线状态监测功能的循环冷却系统，其特征在于：所述的主体(31)的顶端还设置有自动排气装置(33)。

3.根据权利要求1或2所述的具有在线状态监测功能的循环冷却系统，其特征在于：所述的主体(31)的底端还设置有排水装置(38)。

4.根据权利要求1或2所述的具有在线状态监测功能的循环冷却系统，其特征在于：所述的进口管路和/或出口管路中安装有阀门(36)。