CN208071501U - 一种换流阀内冷水水处理系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及换流阀内冷水水处理技术领域，尤其涉及一种换流阀内冷水水处理系统。所述换流阀内冷水水处理系统，包括进水管、精密过滤器、碟管式反渗透装置、连续电去离子装置和出水管；所述进水管与所述精密过滤器的输入端连接，所述精密过滤器的输出端与所述碟管式反渗透装置的输入端连接，所述碟管式反渗透装置的输出端与所述连续电去离子装置的输入端连接，所述连续电去离子装置的输出端与所述出水管连接。本申请提供的换流阀内冷水水处理系统，将三种水处理装置结合为一体，可将自来水水质处理为电导率小于0.1微秒/㎝的高纯水，可完全满足高压直流换流阀对内冷水的水质要求。

Description

一种换流阀内冷水水处理系统

技术领域

本申请涉及换流阀内冷水水处理技术领域，尤其涉及一种换流阀内冷水水处理系统。

背景技术

换流阀是换流站实现交直流转换最核心和最关键的部件，正常运行时承受着大电流和高电压，高效可靠的阀冷却水系统，是确保换流阀安全可靠运行的关键。阀冷却水系统包括阀内冷水系统和阀外冷水系统两部分，阀内冷水系统负责高效可靠的带走大电流通过换流阀时产生的热量，由循环水泵驱动送入外冷系统的换热盘管，阀外冷水系统负责将阀内冷水系统的热量排至大气环境中，两者共同合作完成对换流阀的持续冷却。阀冷却水系统对换流阀的安全稳定运行起着至关重要的作用。

据不完全统计，对1990-2015年期间29座直流输电换流站160余次故障的统计分析，由直流换流站阀冷却水系统引起的故障达40余次，占25％左右。其中，由阀内冷水系统引起的故障达37次，占比达阀冷却水系统引发故障的86％，这其中因金属腐蚀结垢引起的故障不在少数。因此，如何有效控制内冷水的水质，降低阀内冷水系统的金属结垢问题迫在眉睫。

为了提高换流阀内冷水的水质，目前大都采用纯净水作为阀内冷水的来源，因其水质状况还不能完全满足阀内冷水主回路的需求，一般还需要经过内冷水旁路水处理系统才可达到要求。内冷水旁路水处理系统采用混合离子交换柱，脱除极性的阴、阳离子，可去除纯净水中90％-95％的盐。经深度除盐后的纯净水被送入换流阀内冷水的主回路，作为内冷水发挥作用。

但是，混合离子交换柱虽然能达到较好的除盐效果，但是对内冷水中的中性的铝、铁氧化物的去除能力却十分有限，会导致大量铝、铁氧化物沉积在换流阀内表面，仍然会对换流阀内冷水系统造成一定程度的腐蚀结垢，影响换流阀的稳定运行；并且，纯净水作为内冷水的来源，成本较高，会对内冷水的经济适用性造成一定影响。

实用新型内容

本申请提供了一种换流阀内冷水水处理系统，以解决内冷水使用纯净水成本高，并且会对阀内冷水系统造成腐蚀结垢的问题。

一种换流阀内冷水水处理系统，包括进水管、精密过滤器、碟管式反渗透装置、连续电去离子装置和出水管；

所述进水管与所述精密过滤器的输入端连接，所述精密过滤器的输出端与所述碟管式反渗透装置的输入端连接，所述碟管式反渗透装置的输出端与所述连续电去离子装置的输入端连接，所述连续电去离子装置的输出端与所述出水管连接。

可选的，所述换流阀内冷水水处理系统，还包括流量计，所述流量计位于所述进水管的水路上。

可选的，所述换流阀内冷水水处理系统，还包括三个压力表，三个所述压力表分别位于所述精密过滤器的输入端和输出端，以及所述碟管式反渗透装置的输出端。

可选的，所述换流阀内冷水水处理系统，还包括两个电导率监测仪，两个所述电导率监测仪分别位于所述连续电去离子装置的输入端和输出端。

可选的，所述换流阀内冷水水处理系统，还包括废液排出管，所述废液排出管包括两个入水口和一个出水口，其中，两个入水口分别和所述碟管式反渗透装置的出水端、所述连续电去离子装置的出水端连接。

可选的，所述换流阀内冷水水处理系统，还包括用于封装所述换流阀内冷水水处理系统的箱体。

可选的，所述箱体上设有三个过管孔，所述进水管、出水管和废液排出管分别通过三个所述过管孔伸出所述箱体外。

可选的，所述精密过滤器、碟管式反渗透装置和连续电去离子装置平行设置。

本申请提供的技术方案包括以下有益技术效果：

本申请提供的一种换流阀内冷水水处理系统，将精密过滤器、碟管式反渗透装置、连续电去离子装置结合为一体，可将自来水作为高压直流换流阀内冷水的来源，对自来水进行三级处理。首先，利用精密过滤器去除自来水中的油雾和固体颗粒；然后，通过管碟式反渗透装置可去除水中95％-99％的盐；最后，连续电去离子装置去除残余离子和离子态杂质。最终得到得内冷水为电导率小于0.1微秒/㎝的高纯水，远低于内冷水水质要求的电导率0.5微秒/㎝。本申请提供的换流阀内冷水水处理系统，直接将自来水作为内冷水来源，采用三级过滤，可得到电导率满足并且优于换流阀内冷水所需的水质要求；并且，与内冷水使用纯净水相比，降低了成本，增强了内冷水的经济实用性，具有良好的运用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种换流阀内冷水水处理系统的组装示意简图。

图2为本申请实施例提供的碟管式反渗透装置的工作原理示意图。

图3为本申请实施例提供的连续电去离子装置的工作原理示意图。

附图标记说明：1、进水管；2、精密过滤器；3、碟管式反渗透装置；4、连续电去离子装置；5、出水管；6、流量计；7、压力表；8、电导率监测仪；9、废液排出管；10、箱体；11、过管孔。

具体实施方式

请参考附图1，该图为本申请实施例提供的一种换流阀内冷水水处理系统的组装示意简图。

本申请实施例提供的一种换流阀内冷水水处理系统，包括进水管1、精密过滤器2、碟管式反渗透装置3、连续电去离子装置4和出水管5。

进水管1将自来水引入本申请提供的换流阀内冷水水处理系统，用自来水代替传统的纯净水作为换流阀内冷水的来源。一方面，自来水比纯净水获取更方便，不需要经过处理，分布也比较广泛，对水质的要求一般，所以更便捷和实用；另一方面，纯净水因为经过处理所以售价高一些，作为换流阀内冷水的来源，成本较高。自来水与纯净水相比，成本低，经济实用，可大幅降低内冷水的使用成本，节省开支。

精密过滤器2一般由筒体和管状滤芯组成，筒体外壳一般采用不锈钢材质，内部的管状滤芯采用PP熔喷、线烧、折叠、钛滤芯、活性炭等作为过滤原件，根据不同的过滤介质及设计工艺选择不同的过滤原件，以达到出水水质要求。进水通过精密过滤器2的滤芯后，固体颗粒物和油雾就会被截留在滤芯上，出水中就不再含有固体颗粒和油雾。精密过滤器2能够高效的去除油雾、固体颗粒，100％去除0.01μm及以上颗粒，油雾浓度控制在0.01ppm/wt。

精密过滤器2的过滤精度高，滤芯孔径均匀，过滤阻力小，通量大、截污能力强，使用寿命长；滤芯材料洁净度高，对过滤介质无污染，耐酸、碱等化学溶剂；强度大、耐高温，滤芯不易变形，价格低廉，运行费用低，易于清洗，滤芯可更换。因此，当滤芯上的油雾、固体颗粒积累的较多时，我们可对精密过滤器2的滤芯进行清洗；经历了长时间的使用，滤芯失效时，我们只需更换滤芯即可。

碟管式反渗透装置3主要用来去除自来水中的盐，其脱盐率可以达到95％-99％。碟管式反渗透装置3是由碟片式膜片、导流盘、O型橡胶垫圈、中心拉杆和耐压套管所组成的膜柱，其工作原理如图2所示。液体通过膜堆与外壳之间的间隙后，经由导流通道进入底部导流盘中，经过处理的液体以最短的距离快速通过滤膜，然后180°逆转到另一膜面，再流到下一个过滤膜片，从而在滤膜表面形成由导流盘圆周到圆中心，再到圆周，再到圆心的切向流过滤，浓缩液最后从进料端法兰处流出。料液流经滤膜的同时，透过液通过中心收集管不断排出，浓缩液与透过液通过安装于导流盘上的O型橡胶垫圈隔离。

碟管式反渗透装置3膜组的结垢少，膜污染轻，膜片寿命长；具有良好的稳定性、安全性和适应性；处理效果好；安装、维修简单，操作方便，自动化程度高，装置内的膜片可单独抽换，若一处膜片损坏，只需更换那一处即可，大大降低了装置的维护费用。

连续电去离子装置4能够高效的去除水中残余离子和离子态杂质，其工作原理如图3所示。进水进入连续电去离子装置4，进入到淡水室，水中的离子与混床树脂发生离子交换，从水中脱离下来。被脱离下来的离子受电性吸引作用，阳离子穿过阳离子交换膜向阴极迁移，阴离子通过阴离子交换膜向阳极迁移，并进入浓水室从而从淡水中脱离。离子进入浓水室后，由于阳离子无法穿过阴离子交换膜，阴离子无法穿过阳离子交换膜，被截留在浓水室内，浓水通过浓水管道排出装置。水分子在电的作用下被不断的离解为H⁺和OH^-，H⁺和OH^-将分别使得被消耗的阴/阳树脂再生。

连续电去离子装置4不需要对树脂进行再生，离子交换树脂的用量极少，并且降低了劳动强度，节省了酸碱和大量清洁水，减少了环境污染；自动化程度高，易维护；单一系统连续运转，不需备用系统。

经以上三种水处理装置处理的自来水，可成为电导率小于0.1微秒/cm的高纯水，完全满足高压直流换流阀对水质要求的电导率低于0.5微秒/cm。自来水经过处理成为高纯水，高纯水经由出水管5和换流阀连通，作为换流阀的内冷水使用。

所述进水管1与所述精密过滤器2的输入端连接，所述精密过滤器2的输出端与所述碟管式反渗透装置3的输入端连接，所述碟管式反渗透装置3的输出端与所述连续电去离子装置4的输入端连接，所述连续电去离子装置4的输出端与所述出水管5连接。

由图1可以看出，自来水首先经过精密过滤器2，去除水中的油雾、固体颗粒，精密过滤器2能够100％去除0.01μm及以上的固体颗粒，将油雾浓度控制在0.01ppm/wt；然后，再流经碟管式反渗透装置3，脱除水中的盐，碟管式反渗透装置3的脱盐率可达95％-99％，但是反渗透的除盐效果有一定的限度，一般来说，使水的电导率降低到0.5微秒/cm是其脱盐的极限。

但是，换流阀作为换流站实现交直流转换最核心和最关键的部位，正常运行时承受着大电流和高电压，因此，其需要高效可靠的阀冷却系统，因而阀内冷水系统也极为关键。为避免阀内冷水系统因金属腐蚀结垢引发故障，对阀内冷却水水质的要求极高，一般的高压直流换流阀内冷水水质要求是电导率低于0.5微秒/cm，有的要求更高，电导率要低于0.3微秒/cm。

因此，本申请中对自来水的处理中，在经过精密过滤器2和碟管式反渗透装置3之后，接着通过连续电去离子装置4对水进行了去除残余离子和离子态杂质的处理。连续经过以上三种处理后，可得到电导率小于0.1微秒/cm的高纯水，能够完全满足高压直流换流阀对内冷水水质的要求。

可选的，所述换流阀内冷水水处理系统，还包括流量计6，所述流量计6位于所述进水管1的水路上。

流量计6可实时监测从进水管1流入的自来水的流量，将流量控制在合适的范围内。若流量过大，进入水处理系统的水较多，则可能影响水处理的效果，使之达不到我们理想的程度。此时，我们可调低进水管1的流通量，使流量在合适范围内；若流量过小，处理同样的水量会花费更长的时间，这样会使整个水处理系统的效率降低，占用系统的时间较长，也是一种资源浪费。此时，我们可增大进水管1的流通量，使流量在合适范围内。

可选的，所述换流阀内冷水水处理系统，还包括三个压力表7，三个所述压力表7分别位于所述精密过滤器2的输入端和输出端，以及所述碟管式反渗透装置3的输出端。

设置压力表7的目的是实时监控水处理装置，判断装置是在稳定的运行，还是失效。具体的，是在水处理装置的输入端和输出端均设置压力表7，通过输入端和输出端的压力差来判断装置是否失效。若两端的压力差过大，进水的流量远大于出水的流量，说明水处理装置的滤芯可能堵塞了，经过长时间的使用滤芯都会发生堵塞现象，这时候就需要将滤芯取出进行清洗，更严重者需更换一个全新未使用的滤芯；若两端的压力差为零，进水流量和出水流量完全相等，相当于任何杂质都没有过滤掉，则说明水处理装置的滤芯没起到过滤作用，此时就需要更换一个全新的滤芯。

而由图1可知，精密过滤器2的输出端和碟管式反渗透装置3的输入端是直接连通的，即精密过滤器2的输出端和碟管式反渗透装置3的输入端水压是相同的，在这个水路上只需安装一个压力表7即可。所以，本申请中总共设置三个压力表7，分别位于精密过滤器2的输入端和输出端，以及碟管式反渗透装置3的输出端。

可选的，所述换流阀内冷水水处理系统，还包括两个电导率监测仪8，两个所述电导率监测仪8分别位于所述连续电去离子装置4的输入端和输出端。

作为换流阀内冷水的来源，水中阴、阳离子及可引起金属腐蚀结垢的物质的含量一定要极其微少，必须保证内冷水要求的电导率小于0.5微秒/cm，因此，对处理之后水的电导率的监测就十分必要。本申请设置的电导率监测仪8，用来监测水的电导率。

本申请在连续电去离子装置4的输入端和输出端均设置了电导率监测仪8，原因有三。

第一，碟管式反渗透装置3是为了去除水中的盐，连续电去离子装置4的主要作用是去除水中残余离子和离子态杂质，这两者对水的电导率的影响比较大，因此，本申请在连续电去离子装置4的输入端(即碟管式反渗透装置3的输出端)和输出端设置了电导率监测仪；

第二，连续电去离子装置4是本申请提供的换流阀内冷水水处理系统中最后一个水处理装置，在其之后得到的就是用于换流阀内冷水的高纯水，因此，必须对出水得到的高纯水进行电导率监测，也就有必要在连续电去离子装置4的输出端设置电导率监测仪8；

第三，也是比较重要的一点，精密过滤器2和碟管式反渗透装置3均可通过压力差判断装置有没有失效，连续电去离子装置4也有必要实时监控其有没有失效，但由其工作原理(见图3)及处理效果可知用压力差判断其是否失效并不是一个很好的方式。连续电去离子装置4主要是去除水中离子，因此，本申请选择在连续电去离子装置4两端设置电导率监测仪8来判断连续电去离子装置4是否失效。

可选的，所述换流阀内冷水水处理系统，还包括废液排出管9，所述废液排出管9包括两个入水口和一个出水口，其中，两个入水口分别和所述碟管式反渗透装置3的出水端、所述连续电去离子装置4的出水端连接。

本申请是针对换流阀内冷水的水质需求对常用的自来水进行水处理，以达到换流阀内冷水的要求。经水处理之后，肯定有包含大量杂质的废水要和得到的高纯水分开，因此，本申请还设置了废液排出管9。

精密过滤器2主要是吸附水中的油雾和固体颗粒于滤芯上，所以不会有废液排出；而碟管式反渗透装置3和连续电去离子装置4是去除水中的盐和离子，被去除的盐和离子会形成高浓度的废水，需要另外排出本申请的水处理系统。因此，本申请设置的废液排出管9和碟管式反渗透装置3的出水端及连续电去离子装置4的出水端均连通。

可选的，所述换流阀内冷水水处理系统，还包括用于封装所述换流阀内冷水水处理系统的箱体10。

所述箱体10用于将本申请实施例提供的换流阀内冷水水处理系统封装为一体，可节省系统的占地面积，使系统运输更方便，利于维护和检修。

可选的，所述箱体10上设有三个过管孔11，所述进水管1、出水管5和废液排出管9分别通过三个所述过管孔11伸出所述箱体10外。

本申请实施例提供的换流阀内冷水水处理系统通过箱体10组合为一个整体，但是作为水处理系统，需要从外界引入自来水，还须将处理之后得到的高纯水运送给换流阀，得到的废液排出系统。因此，本申请实施例在箱体10上开设了过管孔11，用于将进水管1、出水管5和废液排出管9与外界连通。

可选的，所述精密过滤器2、碟管式反渗透装置3和连续电去离子装置4平行设置。

精密过滤器2、碟管式反渗透装置3和连续电去离子装置4三者均为柱式过滤器，将三者设置在一条直线上，或者一个在上边两个在下边这种形式，均增大了系统整体占用的空间；而将三者平行设置，结构最规整合理，也减小了空间尺寸，方便移动。因此，本申请实施例将三者平行设置，当然，也不排除可以有其他合理的设置方式。

本申请提供的一种换流阀内冷水水处理系统，将精密过滤器、碟管式反渗透装置、连续电去离子装置结合为一体，可将自来水作为高压直流换流阀内冷水的来源，对自来水进行三级处理。首先，利用精密过滤器去除自来水中的油雾和固体颗粒；然后，通过管碟式反渗透装置可去除水中95％-99％的盐；最后，连续电去离子装置去除残余离子和离子态杂质。最终得到得内冷水为电导率小于0.1微秒/㎝的高纯水，远低于内冷水水质要求的电导率0.5微秒/㎝。本申请提供的换流阀内冷水水处理系统，直接将自来水作为内冷水来源，采用三级过滤，可得到电导率满足并且优于换流阀内冷水所需的水质要求；并且，与内冷水使用纯净水相比，降低了成本，增强了内冷水的经济实用性，具有良好的运用前景。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的内容，并且可以不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种换流阀内冷水水处理系统，其特征在于，包括进水管(1)、精密过滤器(2)、碟管式反渗透装置(3)、连续电去离子装置(4)和出水管(5)；

所述进水管(1)与所述精密过滤器(2)的输入端连接，所述精密过滤器(2)的输出端与所述碟管式反渗透装置(3)的输入端连接，所述碟管式反渗透装置(3)的输出端与所述连续电去离子装置(4)的输入端连接，所述连续电去离子装置(4)的输出端与所述出水管(5)连接。

2.根据权利要求1所述的换流阀内冷水水处理系统，其特征在于，还包括流量计(6)，所述流量计(6)位于所述进水管(1)的水路上。

3.根据权利要求1所述的换流阀内冷水水处理系统，其特征在于，还包括三个压力表(7)，三个所述压力表(7)分别位于所述精密过滤器(2)的输入端和输出端，以及所述碟管式反渗透装置(3)的输出端。

4.根据权利要求1所述的换流阀内冷水水处理系统，其特征在于，还包括两个电导率监测仪(8)，两个所述电导率监测仪(8)分别位于所述连续电去离子装置(4)的输入端和输出端。

5.根据权利要求1所述的换流阀内冷水水处理系统，其特征在于，还包括废液排出管(9)，所述废液排出管(9)包括两个入水口和一个出水口，其中，两个入水口分别和所述碟管式反渗透装置(3)的出水端、所述连续电去离子装置(4)的出水端连接。

6.根据权利要求1所述的换流阀内冷水水处理系统，其特征在于，还包括用于封装所述换流阀内冷水水处理系统的箱体(10)。

7.根据权利要求6所述的换流阀内冷水水处理系统，其特征在于，所述箱体(10)上设有三个过管孔(11)，所述进水管(1)、出水管(5)和废液排出管(9)分别通过三个所述过管孔(11)伸出所述箱体(10)外。

8.根据权利要求1所述的换流阀内冷水水处理系统，其特征在于，所述精密过滤器(2)、碟管式反渗透装置(3)和连续电去离子装置(4)平行设置。