CN207425563U - 一种盾构机用水冷油浸式变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种盾构机用水冷油浸式变压器。本实用新型采用容积式换热器作为盾构机用油浸式变压器的水油热交换器，只需水箱和位于水箱内的散热油管即可满足水油热交换功能，结构简单、成本低廉；仅有进、出油口和进、出水口处需要设置密封件，且相对于板式换热器的板片之间的密封而言其密封件更容易设置、密封效果也更好、不易泄露，由于密封件数量较少，相应地减少了密封件的更换次数；油管和水箱的流道均比较大，即使油液和水中存在杂质也不容易堵塞、流阻也不会受到影响；在盾构机的碎石掉落、潮湿及振动环境中使用时，即使水箱受到撞击而变形，也不会对容积式换热器的散热功能造成太大影响，由于因此适用性高。

Description

一种盾构机用水冷油浸式变压器

技术领域

本实用新型涉及一种盾构机用水冷油浸式变压器。

背景技术

盾构机是一种地下隧道掘进机，呈狭长结构，其旋转刀盘的后面平台上的检修通道两侧安装箱变、变压器、电容柜等电气设备，为了适应盾构机的狭长安装环境，授权公告号为CN205751768U的中国专利公开了一种盾构机组合式油浸变压器，该油浸变压器采用扁长的结构布置方式，在变压器设置在油箱内，油箱内充满油液，油箱长度方向的一端设置低压配电装置、另一端设置高压保护装置，在设置低压配电装置的一端设置水冷散热装置以对油箱内的油液进行降温，水冷散热装置包括置于下部的水油热交换器，即板式热交换器，其实质为进行水油热交换的板式换热器，板式热交换器包括冷水进口（相当于进水口）、热水出口（相当于出水口）以及进油口和出油口，冷水进口一端连接自来水等冷水管，另一端通过自力式温度调节器连接板式热交换器，进油口通过油泵电机和第一球阀连接油箱，出油口通过第二球阀连接油箱。

上述油浸变压器虽然能满足盾构机的狭长安装环境，且具有散热功能，但是该油浸变压器的水冷散热装置结构十分复杂，采用板式热交换器成本较高；而且板式热交换器的板片之间的密封性差、容易泄露且更换密封垫圈十分麻烦，而且使用温度受垫圈材料的耐温性能限制；此外，板式换热器流道小、流阻大、容易堵塞，尤其是油液中存在杂质时更容易堵塞；另外，由于盾构机所处环境中存在碎石、潮湿以及振动等恶劣因素，如果碎石砸在板式热交换器的板片上，由于板片比较薄，会在碎石的撞击下凹陷或损坏，凹陷的板片会导致板片内的流道被挤压而堵塞，导致板式热交换器无法正常散热，无法满足变压器的散热需求，可能导致变压器烧坏等事故。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种盾构机用水冷油浸式变压器，以解决现有油浸变压器采用板式换热器存在的密封性差、易被撞击变形或存在杂质而堵塞流道、结构复杂成本高的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型的盾构机用水冷油浸式变压器采用如下的技术方案：

技术方案1：盾构机用水冷油浸式变压器包括油箱及位于油箱内的变压器，还包括水冷散热装置，水冷散热装置包括水油热交换器，水油热交换器包括与油箱相连的进油口、出油口以及与水循环系统相连的进水口、出水口，水油热交换器还包括在进、出油口的流通路径上设置的油泵，所述水油热交换器为容积式换热器，容积式换热器包括水箱及位于水箱内的换热元件。

有益效果：本实用新型采用容积式换热器作为盾构机用油浸式变压器的水油热交换器，只需水箱和位于水箱内的散热油管即可满足水油热交换功能，结构简单、成本低廉；仅有进、出油口和进、出水口处需要设置密封件，且相对于板式换热器的板片之间的密封而言其密封件更容易设置、密封效果也更好、不易泄露，由于密封件数量较少，相应地减少了密封件的更换次数；油管和水箱的流道均比较大，即使油液和水中存在杂质也不容易堵塞、流阻也不会受到影响；在盾构机的碎石掉落、潮湿及振动环境中使用时，即使水箱受到撞击而变形，也不会对容积式换热器的散热功能造成太大影响，由于因此适用性高。

技术方案2：在技术方案1的基础上，换热元件包括分别与进油口、出油口连通并在水箱内设置的散热油管。散热油管结构简单、成本低廉、布置方便且散热效果较好。

技术方案3：在技术方案2的基础上，散热油管在水箱内迷宫式盘设。可增大换热长度或换热面积，提高换热效率。

技术方案4：在技术方案1-3任意一项的基础上，油箱包括内箱和位于内箱外部的外防护壳。外防护壳可在盾构机的恶劣使用环境中对油箱进行有效防护。

技术方案5：在技术方案4的基础上，外防护壳上设有散热孔。可提高外防护壳及油箱的散热效率。

技术方案6：在技术方案5的基础上，散热孔有多个并在外防护壳上均匀布置。

技术方案7：在技术方案1-3任意一项的基础上，油箱上设有沿油箱长度方向设置的油温计、无载分接开关和油位计。沿油箱长度方向设置可进一步减小油箱的宽度方向的体积占用，以便使用盾构机上的狭长安装环境。

技术方案8：在技术方案2或3的基础上，进油口和出水口位于水箱的一端、出油口和进水口位于水箱的另一端以使水流方向与油液流动方向相反。通过换热介质相反方向的设置方式，可进一步提高换热介质的换热效率。

技术方案9：在技术方案8的基础上，水箱内通过隔板阻隔有水流通道，所述散热油管在水流通道中延伸。通过隔板使水箱内形成水流通道，便于将热水和冷水梳理为温度依次变化的阶梯，便于热水的排出，防止误将冷水排出而热水排不出去的情况发生。

附图说明

图1为本实用新型的盾构机用水冷油浸式变压器的具体实施例结构示意图；

图2为图1中容积式换热器的结构示意图；

图中：1-低压端子连接箱，2-低压端子，3-油温计，4-无载分接开关，5-外防护壳，6-油位计，7-注油口，8-高压端子箱，9-高压电缆终端，10-油泵，11-容积式换热器，11.1-出油口，11.2-进水口，11.3-进油口，11.4-出水口，12-油箱。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型的盾构机用水冷油浸式变压器的具体实施例，如图1、2所示，盾构机用水冷油浸式变压器包括油箱12及位于油箱12内的变压器（图中未画出），油箱12整体呈狭长结构，在长度方向的左侧设置低压端子连接箱1和低压端子2，可直接与用户端连接，低压端子2的下方布置有水冷散热装置；在油箱12长度方向的右侧设置有高压端子箱8和高压电缆终端9，可以直接连接高压开关设备。在油箱12的外侧设有外防护壳5，以便对油箱12起到安全防护作用，防止盾构机所处的低下恶劣环境对油箱12的损害，外防护壳5上设有多个均匀排布的腰形散热孔，散热孔上下错开、左右错开，通过散热孔实现部分散热功能。在油箱12上设有油温计3、无载分接开关4、油位计6等辅助部件，还包括在变压器铁心上部沿长度方向布置的注油口，以上辅助部件设置尽可能设置在油箱12上部且沿油箱12长度方向布置，以便尽量减小变压器的厚度，从而满足盾构机上狭长的安装空间。

如图2所示，水冷散热装置包括作为水油热交换器的容积式换热器11，容积式热交换器包括水箱，水箱上分别设有进水口11.2、出水口11.4、进油口11.3和出油口11.1，水箱内设有散热油管，散热油管的两端分别从水箱内侧与进油口11.3和出油口11.1连接，并在连接处设置密封件保证密封性能；油箱12分别通过两根油管从水箱的外侧与水箱上的进油口11.3和出油口11.1连接，同样通过密封件保证连接处的密封，并在与进油口11.3连接的管路上设置油泵10以便为油液提供驱动力，油箱12中的高温油液经过油泵10的抽吸而沿油管经过水箱上的进油口11.3进入水箱中的散热油管，水箱中充满冷却水，可对散热油管的热量进行吸收，散热油管的油管经水箱上的出油口11.1流出后温度已经降低，可沿油管流回油箱12，形成油路循环；水箱的进水口11.2和出水口11.4分别通过水管与外部冷却系统相连，可通过水泵向水箱中泵入冷却水，并经过出水口11.4经过出水水管流出，实现将水箱中的热水流出、将外部冷水补入水箱的整个水路循环。通过容积式换热器11的设置，可对油箱12内的油液进行冷却，同时，油箱12的箱壁及外防护壳5上的散热孔的设置可辅助进行散热，从而具有较好的散热效果。进油口和出水口位于水箱的一端、出油口和进水口位于水箱的另一端以使水流方向与油液流动方向相反。水箱内通过隔板阻隔有水流通道，所述散热油管在水流通道中延伸。

在其他实施例中：水箱中的散热油管也可采用螺旋形排布或者回字形排布或者S形排布，以增大换热长度；水箱的进水口可直接与就近的自来水管连接，提供冷却水；水箱的出水口流出的热水可二次利用。

Claims (9)

1.盾构机用水冷油浸式变压器，包括油箱及位于油箱内的变压器，还包括水冷散热装置，水冷散热装置包括水油热交换器，水油热交换器包括与油箱相连的进油口、出油口以及与水循环系统相连的进水口、出水口，水油热交换器还包括在进、出油口的流通路径上设置的油泵，其特征是，所述水油热交换器为容积式换热器，容积式换热器包括水箱及位于水箱内的换热元件。

2.根据权利要求1所述的盾构机用水冷油浸式变压器，其特征是，换热元件包括分别与进油口、出油口连通并在水箱内设置的散热油管。

3.根据权利要求2所述的盾构机用水冷油浸式变压器，其特征是，散热油管在水箱内迷宫式盘设。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的盾构机用水冷油浸式变压器，其特征是，油箱包括内箱和位于内箱外部的外防护壳。

5.根据权利要求4所述的盾构机用水冷油浸式变压器，其特征是，外防护壳上设有散热孔。

6.根据权利要求5所述的盾构机用水冷油浸式变压器，其特征是，散热孔有多个并在外防护壳上均匀布置。

7.根据权利要求1-3任意一项所述的盾构机用水冷油浸式变压器，其特征是，油箱上设有沿油箱长度方向设置的油温计、无载分接开关和油位计。

8.根据权利要求2或3所述的盾构机用水冷油浸式变压器，其特征是，进油口和出水口位于水箱的一端、出油口和进水口位于水箱的另一端以使水流方向与油液流动方向相反。

9.根据权利要求8所述的盾构机用水冷油浸式变压器，其特征是，水箱内通过隔板阻隔有水流通道，所述散热油管在水流通道中延伸。