CN221057241U - 强迫油循环水冷散热装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种强迫油循环水冷散热装置及系统，属于热交换设备领域，用于解决变压器散热器体积较大且效率较低，且出现泄漏难以发现的问题。强迫油循环水冷散热装置包括：多个冷却水箱、油管道和检漏系统。每个冷却水箱的下部包括冷却水进口和出油口。每个冷却水箱的上部包括冷却水出口和进油口。油管道设置于冷却水箱中。油管道密封连接于进油口和出油口之间。油管道呈扁平状。检漏系统用于监测冷却水箱的进出油和/或进出冷却水的流量变化，进而监测泄漏情况。本装置增大了总体的冷却速率同时有利于减小装置占用空间，且能够及时地发现冷散热装置的泄漏情况。

Description

强迫油循环水冷散热装置及系统

技术领域

本实用新型属于热交换设备技术领域，具体涉及一种强迫油循环水冷散热装置及系统。

背景技术

强迫油循环水冷是一种以水作为冷却介质的强迫油循环冷却方式，其冷却效率高，适用于大型变压器且具有冷却水源的场合。采用这种冷却方式的变压器，油箱上不装散热器，而是在变压器外加装了一套与油箱相连的系统，包括油泵、滤油器和水冷却器等。在水冷却器内部通有冷却水，外部流过热油，冷却水将油的热量带走，然后从排水管内排出，使热油得到冷却。变压器的上层热油由油泵抽出，经过水冷器冷却后，从油箱下部流回变压器，去冷却变压器的铁芯和绕组，油受热后温度升高，热油再次流到变压器的顶部并被抽出。由于水的散热效率比空气高，强迫油循环水冷式与强迫油循环风冷式相比，散出同样的热量所消耗的材料和电能比较少，造价较低，所需冷却器的数量较少，维修工作量大为减少，而且没有风扇的噪声，有利于运行中辨别变压器的声音异常。采用强迫油循环水冷却方式的变压器正常运行时，冷却器的冷却水不得含有对铜铁有害的化学腐蚀剂。而现有的强迫油循环水冷装置体积较大，且由于在冷却过程中冷却水和变压器油的换热面积较小，所以冷却效率较低。另外，由于冷却装置是封闭的，如果出现泄漏的情况将难以发现，会对变压器造成损害。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种强迫油循环水冷散热装置及系统，能够在降低冷却装置体积的同时保证冷却效率，且能够监测是否出现泄漏情况。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种强迫油循环水冷散热装置，包括：多个冷却水箱、油管道和检漏系统。每个冷却水箱的下部包括冷却水进口和出油口。每个冷却水箱的上部包括冷却水出口和进油口。油管道设置于冷却水箱中。油管道密封连接于进油口和出油口之间。油管道呈扁平状。检漏系统用于监测冷却水箱的进出油和/或进出冷却水的流量变化，进而监测泄漏情况。

可选地，检漏系统包括：第一流量计、第二流量计和检漏信号处理箱。第一流量计设置于进油口。第二流量计设置于出油口。检漏信号处理箱中包括控制器和报警器。控制器连接于第一流量计、第二流量计和报警器。控制器能够对比第一流量计和第二流量计测得的流量，若二者不相等则控制报警器报警。

可选地，检漏系统还包括：第三流量计和第四流量计。第三流量计设置于冷却水进口。第四流量计设置于冷却水出口。控制器连接于第三流量计和第四流量计。控制器能够对比第三流量计和第四流量计测得的流量，若二者不相等则控制报警器报警。

可选地，每个冷却水箱的下部包括两个冷却水进口。两个冷却水进口分别位于冷却水箱的底部两侧。出油口位于两个冷却水进口之间。每个冷却水箱的上部包括两个冷却水出口。两个冷却水出口分别位于冷却水箱的顶部两侧。进油口位于两个冷却水出口之间。

可选地，冷却水进口、出油口、冷却水出口和进油口的横截面的形状和大小相等。

可选地，油管道的宽度大于进油口和出油口的直径宽度。油管道与进油口之间的连接处、油管道与出油口之间的连接处呈漏斗状平滑过渡。

可选地，油管道上包括多个条状凹槽。条状凹槽的长度方向与油管道中的油的流动方向平行。

可选地，还包括：固定装置。固定装置将多个冷却水箱固定成一个整体。

可选地，油管道呈长方形。

本实用新型还提供了一种强迫油循环水冷散热系统，包括：冷却水泵、潜油泵以及上述的强迫油循环水冷散热装置。多个冷却水箱的冷却水进口通过冷却水泵连接于冷却水源的出水口。多个冷却水箱的冷却水出口连接于冷却水源的进水口。多个冷却水箱的进油口通过潜油泵连接于变压器顶部的出油端。多个冷却水箱的出油口连接于变压器底部的进油端。

有益效果

1、本实用新型提供的强迫油循环水冷散热装置包括多个冷却水箱、油管道和检漏系统。由于冷却水箱中冷却水的流动方向与油管道中油的流动方向是相反的，因此有利于提高了冷却水和油的热交换速率。本实用新型的强迫油循环水冷散热装置包括多个冷却水箱，能够将变压器中的高温油分成多份，并分别进行换热降温处理，增大了总体的冷却速率同时有利于减小装置占用空间。本实用新型的冷却水箱中包括油管道，油管道呈扁平状，即油管道中油的表面积变大、厚度减小，增大了油与冷却水的换热面积，能够具有更高的散热效率，同时有利于减小散热装置整体体积，提高冷却水的利用率，降低调度冷却水的费用。另外，本实用新型提供的强迫油循环水冷散热装置包括检漏系统，能够及时地发现冷散热装置的泄漏情况，防止变压器损坏，便于检修人员的检修和维护。

2、本实用新型提供的强迫油循环水冷散热系统包括上述的强迫油循环水冷散热装置，因此具有散热效率高，占地面积小，并且能够及时发现泄漏现象的优点。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种实施例的强迫油循环水冷散热装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种实施例的冷却水箱的内部结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种实施例的油管道的结构示意图；

图4为本实用新型提供的一种实施例的检漏系统的控制流程图；

图5为本实用新型提供的一种实施例的强迫油循环水冷散热系统的结构示意图。

附图标记表示为：

1、冷却水箱；2、冷却水进口；3、出油口；4、冷却水出口；5、进油口；6、油管道；7、第一流量计；8、第二流量计；9、检漏信号处理箱；10、第三流量计；11、第四流量计；12、条状凹槽；13、固定装置；14、冷却水泵；15、潜油泵；16、冷却水源；17、变压器。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

第一方面，本实施例提供了一种强迫油循环水冷散热装置。图1为本实施例提供的一种强迫油循环水冷散热装置的立体结构示意图。图2为本实施例提供的一种冷却水箱的内部结构示意图。图3为本实施例提供的一种油管道的结构示意图。

如图1~3所示，本实施例强迫油循环水冷散热装置包括：多个冷却水箱1、油管道6和检漏系统。每个冷却水箱1的下部包括冷却水进口2和出油口3。每个冷却水箱1的上部包括冷却水出口4和进油口5。油管道6设置于冷却水箱1中。油管道6密封连接于进油口5和出油口3之间。油管道6呈扁平状。检漏系统用于监测冷却水箱1的进出油和/或进出冷却水的流量变化，进而监测泄漏情况。

在一些示例中，如图1所示，冷却水箱1的数量为四个。如此设置能够满足使用需求。但可以理解的是，在其他实施例中，冷却水箱1的数量也可以是一个、两个、三个或者四个以上，具体可以根据实际使用需求设置，本实施例对此不做过多的限制。

在一些示例中，如图1和图2所示，冷却水进口2、冷却水出口4、出油口3和进油口5与冷却水箱1通过焊接连接。如此设置，能够使冷却水进口2、冷却水出口4、出油口3和进油口5与冷却水箱1紧密稳定的连接，避免发生泄漏，同时便于加工。但需要说明的是，在其他实施例中，冷却水进口2、冷却水出口4、出油口3和进油口5与冷却水箱1也可以为一体成型结构，或者也可以通过法兰等连接件实现密封连接，本实施例对此不做过多的限制。

在一些示例中，如图3所示，油管道6的两端分别与进油口5和出油口3通过焊接连接。如此设置，能够使油管道6与进油口5和出油口3的连接更加紧密可靠。但可以理解的是，在其他实施例中，油管道6与进油口5和出油口3的连接也可以是螺纹连接、法兰连接等，也可以设计为一体成型结构。本实施例对此不做过多的限制。

本实施例的强迫油循环水冷散热装置包括多个冷却水箱1、油管道6和检漏系统。由于冷却水箱1中冷却水的流动方向与油管道6中油的流动方向是相反的，因此有利于提高了冷却水和油的热交换速率。本实用新型的强迫油循环水冷散热装置包括多个冷却水箱1，能够将变压器17中的高温油分成多份，并分别进行换热降温处理，增大了总体的冷却速率同时有利于减小装置占用空间大小。本实用新型的冷却水箱中包括油管道6，油管道6呈扁平状，即油管道6中油的表面积变大、厚度减小，增大了油与冷却水的换热面积，能够具有更高的散热效率，同时有利于减小散热装置整体体积，提高冷却水的利用率，降低调度冷却水的费用。另外，本实用新型提供的强迫油循环水冷散热装置包括检漏系统，能够及时地发现冷散热装置的泄漏情况，防止变压器损坏，便于检修人员的检修和维护。

图4为本实施例提供的一种检漏系统的控制流程图。在一些实施例中，如图1和图2所示，检漏系统包括：第一流量计7、第二流量计8和检漏信号处理箱9。第一流量计7设置于进油口5。第二流量计8设置于出油口3。检漏信号处理箱9中包括控制器和报警器。控制器连接于第一流量计7、第二流量计8和报警器。如图4所示，控制器能够对比第一流量计7和第二流量计8测得的流量，若二者不相等则控制报警器报警。

在一些示例中，如图1和图2所示，第一流量计7和第二流量计8均采用电磁流量计。采用电磁流量计能够具有更好的精度和稳定性，并且没有压力损失。但需要说明的是，在其他实施例中，第一流量计7、第二流量计8也可以采用差压式流量计、转子流量计、节流式流量计、细缝流量计、容积流量计、超声波流量计等，本实施例对此不做过多的限制，只要能够满足使用需求即可。但是为了保证检漏的准确度，第一流量计7和第二流量计8需要采用同种类和型号的流量计。

在一些示例中，参阅图1和图2，控制器采用可编程控制器。可编程控制器可靠性高，抗干扰能力强，灵活通用，接线简单。需要说明的是，在其他实施例中，控制器也可以是电脑等具有控制功能的终端。

在一些示例中，参阅图1和图2，报警器采用声光报警器。如此设置，能够在发生泄漏，及时通过声音和灯光进行报警，使操作人员尽快发现。

本实施的检漏系统包括第一流量计7、第二流量计8和检漏信号处理箱9，检漏信号处理箱9中包括控制器和报警器，利用控制器收集、对比第一流量计7和第二流量计8测得的流量数据，若冷却水泄漏到油管道中或者油管道中的油泄漏到冷却水箱中，则第一流量计7和第二流量计8测得的流量会具有一定的差异，因此能够准确地判断出冷却装置是否存在漏水、漏油的情况，并控制报警器发出报警信号，极大地便利了变压器检修人员的工作和冷却装置的维护。

在一些实施例中，如图1和图2所示，检漏系统还包括：第三流量计10和第四流量计11。第三流量计10设置于冷却水进口2。第四流量计11设置于冷却水出口4。控制器连接于第三流量计10和第四流量计11。如图4所示，控制器能够对比第三流量计10和第四流量计11测得的流量，若二者不相等则控制报警器报警。

在一些示例中，如图1和图2所示，第三流量计10和第四流量计11均采用电磁流量计。采用电磁流量计能够具有更好的精度和稳定性，并且没有压力损失。但需要说明的是，在其他实施例中，第三流量计10、第四流量计11也可以采用差压式流量计、转子流量计、节流式流量计、细缝流量计、容积流量计、超声波流量计等，本实施例对此不做过多的限制，只要能够满足使用需求即可。但是为了保证检漏的准确度，第三流量计10和第四流量计11需要采用同种类和型号的流量计。

本实施的检漏系统还包括第三流量计10、第四流量计11，利用控制器收集、对比第三流量计10和第四流量计11测得的流量数据，若冷却水泄漏到油管道中或者油管道中的油泄漏到冷却水箱中，则第三流量计10和第四流量计11测得的流量会具有一定的差异，进一步的提高了检漏的准确度。

在一些实施例中，如图1和图2所示，每个冷却水箱1的下部包括两个冷却水进口2。两个冷却水进口2分别位于冷却水箱1的底部两侧。出油口3位于两个冷却水进口2之间。每个冷却水箱1的上部包括两个冷却水出口4。两个冷却水出口4分别位于冷却水箱1的顶部两侧。进油口5位于两个冷却水出口4之间。

在一些示例中，如图1和图2所示，两个冷却水进口2相对冷却水箱1的纵向对称轴对称。两个冷却水出口4对冷却水箱1的纵向对称轴对称。且冷却水进口2与冷却水出口4的位置相对应。如此设置，能够使冷却水箱1中的冷却水流动更加稳定和均匀。

本实施例的冷却水箱上，出油口3位于两个冷却水进口2之间，进油口5位于两个冷却水出口4之间，能够使冷却水箱1中的冷却水与油管道中的油充分接触，有利于提高换热效率。

在一些实施例中，如图1和图2所示，冷却水进口2、出油口3、冷却水出口4和进油口5的横截面的形状和大小相等。

在一些示例中，如图1和图2所示，冷却水进口2、出油口3、冷却水出口4和进油口5的横截面均为圆形。如此设置，有利于冷却水和油的平稳流动。但需要说明的是，在其他实施例中，却水进口2、出油口3、冷却水出口4和进油口5的横截面的形状也可以为椭圆形等其他形状，只要能够满足使用需求即可。

本实施例的冷却水进口2、出油口3、冷却水出口4和进油口5的横截面的形状和大小相等，因此在有泄漏的使用状态下，更容易产生流量变化，有利于提高检漏系统的准确度。

在一些实施例中，如图3所示，油管道6的宽度大于进油口5和出油口3的直径宽度。油管道6与进油口5之间的连接处、油管道6与出油口3之间的连接处呈漏斗状平滑过渡。

本实施例的油管道6与进油口5之间的连接处、油管道6与出油口3之间的连接处呈漏斗状平滑过渡，能够确保在使用过程中，油管道6能够被油填满，进而有利于提高换热效率。

在一些实施例中，如图2和图3所示，油管道6上包括多个条状凹槽12。条状凹槽12的长度方向与油管道6中的油的流动方向平行。

在一些示例中，如图2和图3所示，油管道6呈扁平状，具有面积较大的正面和背面，多个条状凹槽12分布于油管道6的正面和背面上。示例的，如图3所示，正面设置六个条状凹槽12，背面也设有六个条状凹槽12。正面和背面的条状凹槽12可以相对应的布置，也可以交错的布置，本实施对此不做过多的限定。

本实施例在油管道6上设置多个条状凹槽12。有利于增大换热面积和换热深度，进而有利于提高换热效率。

在一些实施例中，如图1所示，还包括：固定装置13。固定装置13将多个冷却水箱1固定成一个整体。

在一些示例中，如图1所示，固定装置13包括至少一个固定环。多个冷却水箱1依次排列，固定装置13设于个冷却水箱1，以将多个冷却水箱1固定在一起。可以理解的是，在其他实施例中，固定装置13也可以是固定底座或固定带或绳索等。本实施例对此不做过多的限制。

本实施例的多个冷却水箱1通过固定装置13连接在一起，有利于提高散热装置的整体性，进而有利于减小散热装置整体的占地面积。

在一些实施例中，参阅图2和图3，油管道6呈长方形。

在一些示例中，如图2和图3所示，油管道6管道壁由导热性好的材料制成，例如不锈钢等金属材质。如此设置，有利于提高换热效率。另外，在满足强度要求的前提下，使油管道6的管道壁尽量减薄，有利于换热。

在一些示例中，如图2和图3所示，油管道6的长和高近似相等且远大于它的厚度。如此设置，能够使油管道6中的油与冷却水的换热更加充分。

本实施例的油管道6呈长方形，与冷却水箱1的形状相适应，能够使冷却水箱1中的冷却水与油管道6中的油更加均匀的换热。

第二方面，本实施例还提供了一种强迫油循环水冷散热系统。图5为本实施例提供的一种强迫油循环水冷散热系统的结构示意图。

如图5所示，本实施例的强迫油循环水冷散热系统包括：冷却水泵14、潜油泵15以及上述的强迫油循环水冷散热装置。多个冷却水箱1的冷却水进口2通过冷却水泵14连接于冷却水源16的出水口。多个冷却水箱1的冷却水出口4连接于冷却水源16的进水口。多个冷却水箱1的进油口5通过潜油泵15连接于变压器17顶部的出油端。多个冷却水箱1的出油口3连接于变压器17底部的进油端。

本实施例的强迫油循环水冷散热系统在工作时，具有较高温度的油从变压器17中由潜油泵15抽出，并通过多个冷却水箱1的进油口5分别输送到多个冷却水箱1内部的油管道6中，冷却水泵14将冷却水从冷却水源16中由抽出，并通过冷却水进口2送到各个冷却水箱1的空腔中。在冷却水箱1中，从下向上流动的冷却水和从上向下流动的油以油管道6的管道壁为间隔进行热交换。由于油管道6呈扁平状，使得油和冷却水的换热面积大幅增加，从而油在快速的热交换下迅速冷却。吸收大量热量的冷却水经冷却水出口4流出并回到冷却水源16中，经过冷却的油经出油口回流到变压器17中，如此循环。

当某冷却水箱1的油管道6发生泄漏时，该冷却水箱1的第一流量计7和第二流量计8测得的实时流量（或第三流量计10和第四流量计11测得的实时流量）会发生变化。第一流量计7和第二流量计8（或第三流量计10和第四流量计11）的两个信号均为4～20mA的电流信号，该信号输入到控制器中后，控制对二者进行比较，若发现二者不相等，则向报警器发出控制信号，使报警器报警。

本实施例的强迫油循环水冷散热系统包括上述的强迫油循环水冷散热装置，因此具有散热效率高，占地面积小，并且能够及时发现泄漏现象的优点。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种强迫油循环水冷散热装置，其特征在于，包括：

多个冷却水箱，每个所述冷却水箱的下部包括冷却水进口和出油口；每个所述冷却水箱的上部包括冷却水出口和进油口；

油管道，设置于所述冷却水箱中；所述油管道密封连接于所述进油口和所述出油口之间；所述油管道呈扁平状；所述油管道的宽度大于所述进油口和所述出油口的直径宽度；所述油管道与所述进油口之间的连接处、所述油管道与所述出油口之间的连接处呈漏斗状平滑过渡；

检漏系统，用于监测所述冷却水箱的进出油和/或进出冷却水的流量变化，进而监测泄漏情况。

2.根据权利要求1所述的强迫油循环水冷散热装置，其特征在于，所述检漏系统包括：

第一流量计，设置于所述进油口；

第二流量计，设置于所述出油口；

检漏信号处理箱，所述检漏信号处理箱中包括控制器和报警器；所述控制器连接于所述第一流量计、所述第二流量计和所述报警器；所述控制器能够对比所述第一流量计和所述第二流量计测得的流量，若二者不相等则控制所述报警器报警。

3.根据权利要求2所述的强迫油循环水冷散热装置，其特征在于，所述检漏系统还包括：

第三流量计和第四流量计，所述第三流量计设置于所述冷却水进口；所述第四流量计设置于所述冷却水出口；所述控制器连接于所述第三流量计和所述第四流量计；

所述控制器能够对比所述第三流量计和所述第四流量计测得的流量，若二者不相等则控制所述报警器报警。

4.根据权利要求1所述的强迫油循环水冷散热装置，其特征在于，每个所述冷却水箱的下部包括两个冷却水进口；所述两个冷却水进口分别位于所述冷却水箱的底部两侧；所述出油口位于所述两个冷却水进口之间；

每个所述冷却水箱的上部包括两个冷却水出口；所述两个冷却水出口分别位于所述冷却水箱的顶部两侧；所述进油口位于所述两个冷却水出口之间。

5.根据权利要求1或4所述的强迫油循环水冷散热装置，其特征在于，所述冷却水进口、所述出油口、所述冷却水出口和所述进油口的横截面的形状和大小相等。

6.根据权利要求1所述的强迫油循环水冷散热装置，其特征在于，所述油管道上包括多个条状凹槽；所述条状凹槽的长度方向与所述油管道中的油的流动方向平行。

7.根据权利要求1所述的强迫油循环水冷散热装置，其特征在于，还包括：

固定装置，所述固定装置将所述多个冷却水箱固定成一个整体。

8.根据权利要求1所述的强迫油循环水冷散热装置，其特征在于，所述油管道呈长方形。

9.一种强迫油循环水冷散热系统，其特征在于，包括：

冷却水泵、潜油泵以及如权利要求1~8中任一项所述的强迫油循环水冷散热装置；

所述多个冷却水箱的冷却水进口通过所述冷却水泵连接于冷却水源的出水口；所述多个冷却水箱的冷却水出口连接于所述冷却水源的进水口；

所述多个冷却水箱的进油口通过所述潜油泵连接于变压器顶部的出油端；所述多个冷却水箱的出油口连接于所述变压器底部的进油端。