CN211656737U - 一种风力发电用水冷系统主机 - Google Patents

Abstract

一种风力发电用水冷系统主机，包括底架，以及安装于底架上的循环水泵，所述循环水泵进出水口两侧分别连接有循环水管路，所述底架上还安装有膨胀水箱稳压单元，所述膨胀水箱稳压单元并通过连接管一接到循环水泵进水口前端。本实用新型能根据系统内部压力变化实时地调整膨胀水箱内部压力，从而稳定整个冷却系统的内部压力。

Description

一种风力发电用水冷系统主机

技术领域

本实用新型涉及风力发电冷却系统技术领域，尤其涉及一种风力发电用水冷系统主机。

背景技术

近年来，风力发电大力发展，相关技术也愈趋成熟。其中发电机和变流器作为风力发电中核心部件，其性能稳定性直接影响整体机组的稳定性，而发电机和变流器的冷却系统又直接影响发电机零部件和变流器内部电子元件的工作稳定性及工作寿命，可以说冷却系统可直接影响发电机组的性能，其重要性不言而喻。根据某主机厂关于机组后期维护检修的统计报告，现有冷却系统，大多采用多级离心泵作为动力源，采用膨胀罐作为稳压单元，因此产生以下频发问题，一是膨胀罐皮囊或隔膜长期运行过后发生腐蚀造成泄漏。膨胀罐由于其工作原理的原因，皮囊或隔膜必然与系统介质发生接触，由于系统介质多为乙二醇水溶液，有一定的腐蚀性，长期运行后皮囊或隔膜必然会产生腐蚀，此类问题是由于其工作原理的弊端而无法避免的问题。二是多级离心泵轴封泄漏，多级离心泵由于其基本结构的原因，轴封连接处属于动密封，轴封泄漏是离心水泵无法避免的问题。

通过专利检索，没有发现与本专利相同的专利文献公开，与本专利相关的对比文件有以下几个：

1、申请号为“CN201721431572.0”，名称为“一种高速动车组冷却装置”的实用新型专利，公开了一种高速动车组冷却装置，其包括安装骨架、水冷组件和风冷组件，水冷组件和风冷组件均设置在安装骨架上；水冷组件包括通过管道依次连接的换热器、膨胀水箱以及屏蔽水泵，屏蔽水泵的出水口用于与牵引变流器的进水口连通，换热器的进水口用于与牵引变流器的出水口连通；风冷组件包括离心式冷却风机和离心式空气过滤器，离心式冷却风机的进风口与换热器对应设置，用于引入外界空气将换热器中的热量带走；离心式空气过滤器设置于离心式冷却风机的迎风面侧。虽然该对比文件中采用膨胀水箱作为稳压部件，屏蔽水泵作为动力源，但针对膨胀水箱本身并未做相应的稳压保障措施和结构设计，因此在该方案应用于风电冷却系统领域中会存在系统内部压力适应性的局限性，一但系统内部压力超过膨胀水箱压力阈值将导致系统压力故障，并同样会产生循环介质泄漏的问题。因此提出在本技术领域内提出一种能具有良好的系统压力稳定性以及能有效防止循环介质泄漏的风力发电用水冷系统主机具有重大的意义。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：提出一种风力发电用水冷系统主机，包括底架，以及安装于底架上的循环水泵，所述循环水泵进出水口两侧分别连接有循环水管路，所述底架上还安装有膨胀水箱稳压单元，所述膨胀水箱稳压单元通过连接管一接到循环水泵进水口前端，用于稳定系统压力。

进一步地，所述膨胀水箱稳压单元包括带双向单向阀的空滤器以及膨胀水箱，所述膨胀水箱通过连接管一接到循环水泵进水口前端，所述双向单向阀的空滤器与膨胀水箱连接，所述膨胀水箱安装于底架上。

进一步地，所述膨胀水箱外侧下部安装有液位开关用于检测膨胀水箱内部介质的液位，所述膨胀水箱外侧安装有可视化液位计用于指示膨胀水箱内部介质的液位高度。

进一步地，所述膨胀水箱的容积大于风力发电用水冷系统内循环介质在环境温度最高值到最低值时体积变化量，所述膨胀水箱的设计压力大于所述带双向单向阀的空滤器排气压力。

进一步地，所述带双向单向阀的空滤器由空气过滤器、进气单向阀及排气单向阀组成；所述排气单向阀的开启压力即为所述空气过滤器的排气压力；所述进气单向阀的开启压力即为所述空气过滤器的吸气压力；当膨胀水箱内相对压力高于排气单向阀的开启压力时，空气通过排气单向阀排出膨胀水箱；当膨胀水箱内相对压力小于进气单向阀的开启压力时，空气通过进气单向阀进入膨胀水箱。

进一步地，所述循环水泵为立式屏蔽水泵。

本实用新型具有以下优点：

1、稳压单元采用膨胀水箱代替常规水冷系统使用的膨胀罐，将轨交行业水冷系统的稳压原理应用到风电行业，并适当改进优化增加了稳压结构部件，使得膨胀水箱稳压单元能根据系统内部压力变化实时地调整膨胀水箱内部压力，从而稳定整个冷却系统的内部压力。

2、主循环泵采用立式屏蔽泵，代替常规水冷系统使用的离心水泵，屏蔽泵无类似离心水泵轴封的动密封结构，能从结构设计原理上有效避免了动密封不稳定造成的泄漏问题。

3、立式屏蔽泵和离心水泵，膨胀水箱与膨胀罐，外形相似，尺寸相差无几，可以在基本不改变现有常规水冷系统外形尺寸及结构布置的前提下实现替换。

附图说明

图1为冷却系统主机外形结构示意图一；

图2为冷却系统主机外形结构示意图二；

图3为冷却系统主机工艺流程图。

具体实施方式

为了本领域普通技术人员能充分实施本实用新型内容，下面结合附图以及具体实施例来进一步阐述本实用新型内容。

如图1和图2所示，一种风力发电用水冷系统主机，包括底架4，以及安装于底架4上的循环水泵1，所述循环水泵1进出水口两侧分别连接有循环水管路2，所述底架4上还安装有膨胀水箱稳压单元3，所述膨胀水箱稳压单元3通过连接管一35接到循环水泵1进水口前端，用于稳定系统压力。

如图3所示，在本实施例中，在循环介质因环境温度升高体积变大时压缩水箱内空气，造成系统压力升高，当膨胀水箱稳压单元3内部压力升高至膨胀水箱稳压单元3的排气压力阈值时，膨胀水箱稳压单元3向外部排气；在循环介质因环境温度降低体积变小时，由于膨胀水箱稳压单元3内部压力降低，当膨胀水箱稳压单元3内部压力降低至膨胀水箱稳压单元3的排气压力阈值时，膨胀水箱稳压单元3向内部吸气，从而稳定水冷系统主机的内部压力。一般地，循环水泵1和膨胀水箱稳压单元3可通过螺栓或者法兰等固定安装设备安装于底架4上。底架4可采用数根方钢管横向及纵向焊接而成，在其顶部可固定安装一块安装板，用于承载并安装膨胀水箱稳压单元3和循环水泵1。

所述膨胀水箱稳压单元3包括带双向单向阀的空滤器34以及膨胀水箱31，所述膨胀水箱31通过连接管一35接到循环水泵1进水口前端，所述双向单向阀的空滤器34与膨胀水箱31连接，所述膨胀水箱31安装于底架4上。在膨胀水箱稳压单元3稳定系统压力过程中，空气通过带双向单向阀的空滤器34进入膨胀水箱31中或从膨胀水箱31排出。在空气进出过程中，双向单向阀的空滤器34可过滤空气中的杂质从而避免污染系统内的循环介质。在本实施例中，膨胀水箱31材质采用铝合金或不锈钢全金属材质，有效防止膨胀水箱31被系统循环介质腐蚀。

所述膨胀水箱31外侧下部安装有液位开关32用于检测膨胀水箱31内部介质的液位，所述膨胀水箱31外侧安装有可视化液位计33用于指示膨胀水箱31内部介质的液位高度。在本实施例中，液位开关32采用侧装式浮球液位开关，两个液位开关32位于箱体侧面底部，分别表征膨胀水箱31内介质高度的低位和超低位，可实现控制系统在膨胀水箱内介质高度低于低位和超低位时发出报警和故障信号，从而保护系统，以防发生更严重的故障。

为了确保系统主机内循环介质在因环境温度变化产生体积变化量超过膨胀水箱31的容积造成介质溢出泄漏。所述膨胀水箱31的容积大于风力发电用水冷系统内循环介质在环境温度最高值到最低值时体积变化量，所述膨胀水箱的设计压力大于所述带双向单向阀的空滤器34排气压力。在本实施例中，考虑到容积设计和压力设计的冗余，膨胀水箱31的容积设计为系统内循环介质在环境温度最高值到最低值时体积变化量的3倍以上，保证系统主机内循环介质在环境温度最高值到最低值时体积变化时循环介质不会因膨胀水箱31容积限制而泄漏；膨胀水箱的设计压力为所述带双向单向阀的空滤器34排气压力的1.5至2倍，保证膨胀水箱31不会因双向单向阀的空滤器34排气压力过高而导致变形或泄漏。

所述带双向单向阀的空滤器34由空气过滤器、进气单向阀及排气单向阀组成；所述排气单向阀的开启压力即为所述空气过滤器的排气压力；所述进气单向阀的开启压力即为所述空气过滤器的吸气压力；当膨胀水箱31内相对压力高于排气单向阀的开启压力时，空气通过排气单向阀排出膨胀水箱31；当膨胀水箱31内相对压力小于进气单向阀的开启压力时，空气通过进气单向阀进入膨胀水箱31。进气单向阀和排气单向阀的开启压力即决定了在环境温度变化导致循环介质体积变化导致系统主机内部压力变化时，膨胀水箱31的排气或吸气的阈值。通过采用具有不同排气压力以及吸气压力的空气过滤器可调节膨胀水箱31的排气或吸气的阈值。

在本实施例中，为了解决传统水冷系统中的离心泵轴封泄漏问题，所述循环水泵1采用立式屏蔽水泵。屏蔽泵无类似离心水泵轴封的动密封结构，能从结构设计原理上有效避免了动密封不稳定造成的泄漏问题。在本实施例中，膨胀水箱31和膨胀罐、立式屏蔽水泵和离心水泵的外形相似，尺寸相差无几，可以在基本不改变现有常规水冷系统外形尺寸及结构布置的前提下实现替换。

显然，以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种风力发电用水冷系统主机，包括底架（4），以及安装于底架（4）上的循环水泵（1），所述循环水泵（1）进出水口两侧分别连接有循环水管路（2），其特征在于：所述底架（4）上还安装有膨胀水箱稳压单元（3），所述膨胀水箱稳压单元（3）通过连接管一（35）接到循环水泵（1）进水口前端，用于稳定系统压力。

2.如权利要求1所述的风力发电用水冷系统主机，其特征在于：所述膨胀水箱稳压单元（3）包括带双向单向阀的空滤器（34）以及膨胀水箱（31），所述膨胀水箱（31）通过连接管一（35）接到循环水泵（1）进水口前端，所述双向单向阀的空滤器（34）与膨胀水箱（31）连接，所述膨胀水箱（31）安装于底架（4）上。

3.如权利要求2所述的风力发电用水冷系统主机，其特征在于：所述膨胀水箱（31）外侧下部安装有液位开关（32）用于检测膨胀水箱（31）内部介质的液位，所述膨胀水箱（31）外侧安装有可视化液位计（33）用于指示膨胀水箱（31）内部介质的液位高度。

4.如权利要求3所述的风力发电用水冷系统主机，其特征在于：所述膨胀水箱（31）的容积大于风力发电用水冷系统内循环介质在环境温度最高值到最低值时体积变化量，所述膨胀水箱（31）的设计压力大于所述带双向单向阀的空滤器（34）排气压力。

5.如权利要求4所述的风力发电用水冷系统主机，其特征在于：所述带双向单向阀的空滤器（34）由空气过滤器、进气单向阀及排气单向阀组成；所述排气单向阀的开启压力即为所述空气过滤器的排气压力；所述进气单向阀的开启压力即为所述空气过滤器的吸气压力；当膨胀水箱（31）内相对压力高于排气单向阀的开启压力时，空气通过排气单向阀排出膨胀水箱（31）；当膨胀水箱（31）内相对压力小于进气单向阀的开启压力时，空气通过进气单向阀进入膨胀水箱（31）。

6.如权利要求1-5任意一项所述的风力发电用水冷系统主机，其特征在于：所述循环水泵（1）为立式屏蔽水泵。

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