KR102588197B1 - 컨버터 밸브 밸브층 장치 및 컨버터 밸브 - Google Patents

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Abstract

본 출원은 컨버터 밸브 밸브층 장치 및 컨버터 밸브에 관한 것이다. 그 중에서, 컨버터 밸브 밸브층 장치은, 제1 밸브 모듈; 상기 제1 밸브 모듈과 나란히 구비되는 제2 밸브 모듈; 대각 방식으로 상기 제1 밸브 모듈과 상기 제2 밸브 모듈을 직렬 전기 연결하는 전기 연결 부품을 포함한다.

Description

컨버터 밸브 밸브층 장치 및 컨버터 밸브
본 발명은 전력 전자와 전력 시스템 기술 분야에 관한 것으로서, 특히 컨버터 밸브 밸브층 장치 및 컨버터 밸브에 관한 것이다.
컨버터 밸브는 고압 직류 송전의 중요 장치로서, 고전압의 온/오프 제어를 구현하기 위하여 통상적으로 아주 많은 전력 전자 장치를 직렬 연결하여야 한다. 컨버터 밸브는 일반적으로 복수의 밸브 모듈이 직렬 연결되어 구성되고, 각 밸브 모듈은 직렬 연결된 복수의 전력 전자 장치로 구성되며, 직렬 연결된 복수의 전력 전자 장치를 일반적으로 실리콘 스택이리고 칭한다. 작동 시, 전력 전자 장치가 고전압과 과전류의 손상을 받지 않게 하기 위하여, 밸브 모듈에는 일반적으로 포화 리액터를 직렬 연결한다.
컨버터 밸브의 전력이 부단히 확대됨에 따라, 컨버터 밸브의 체적이 날로 증가되며, 어떻게 컨버터 밸브의 체적을 제어할 것인가 하는 것이 하나의 난제로 대두되었다.
본 출원의 일 실시예에서는 컨버터 밸브 밸브층 장치를 제공하는 바, 제1 밸브 모듈; 상기 제1 밸브 모듈과 나란히 구비되는 제2 밸브 모듈; 대각 방식으로 상기 제1 밸브 모듈과 상기 제2 밸브 모듈을 직렬 전기 연결하는 전기 연결 부품을 포함한다.
본 출원의 다른 일 실시예는 또한 상기 임의의 한 가지 컨버터 밸브 밸브층 장치를 포함하는 컨버터 밸브를 제공한다.
상기 컨버터 밸브 밸브층 장치를 이용하여, 전기 연결 부품을 통하여 인접된 밸브 모듈의 대각단에 전기 연결을 구성하고, 상기 인접된 두 개의 밸브 모듈 중 점 사이의 전압 차이를 균형시킬 수 있어, 인접된 밸브 모듈 사이의 전압 차이를 낮출 수 있다. 나아가 더욱 작은 밸브 모듈 간격을 이용하여 컨버터 밸브 밸브층 장치의 안전 거리에 대한 요구를 만족시킬 수 있어, 상기 컨버터 밸브 밸브층 장치의 체적이 상대적으로 작게 할 수 있고, 또한 상응한 상기 컨버터 밸브 밸브층 장치의 컨버터 밸브의 체적을 더욱 작게 할 수 있다.
도1은 종래 기술에서, 컨버터 밸브 밸브층 장치 중 밸브 모듈 사이의 연결도를 도시한다.
도2A는 본 출원의 일 실시예에 의한 컨버터 밸브 밸브층 장치 중의 밸브 모듈 사이의 연결도를 도시한다.
도2B는 도2A에 도시된 컨버터 밸브 밸브층 장치의 구조도를 도시한다.
도3은 본 출원의 다른 일 실시예에 의한 컨버터 밸브 밸브층 장치 중 각 밸브 모듈의 냉각 시스템 토폴로지 구조도를 도시한다.
도4는 본 출원의 다른 일 실시예에 의한 컨버터 밸브 밸브층 장치 중 각 밸브 모듈의 냉각 시스템 토폴로지 도면을 도시한다.
도5A는 본 출원의 다른 일 실시예에 의한 컨버터 밸브 밸브층 장치 중 냉각 시스템의 평면 구조도를 도시한다.
도5B는 도5A에 도시된 컨버터 밸브 밸브층 장치 중 냉각 시스템의 정면 구조도를 도시한다.
도5C는 도5A에 도시된 컨버터 밸브 밸브층 장치 중 냉각 시스템의 입수관 구조도를 도시한다.
도5D는 도5A에 도시된 컨버터 밸브 밸브층 장치 중 냉각 시스템의 출수관 구조도를 도시한다.
도6A는 본 출원의 또 다른 일 실시예에 의한 컨버터 밸브 밸브층 장치 중 각 전력 전자 장치의 관련 회로 원리 도면을 도시한다.
도6B는 도6A에 도시된 컨버터 밸브 밸브층 장치의 전력 전자 유닛 구조도를 도시한다.
도6C는 도6A에 도시된 컨버터 밸브 밸브층 장치의 커패시터 유닛 구조도를 도시한다.
도7A는 본 출원의 다른 일 실시예에 의한 컨버터 밸브 밸브층 장치의 국부 구조도를 도시한다.
도7B는 도7A에 도시된 컨버터 밸브 밸브층 장치의 방열 블럭의 구조도를 도시한다.
도7C는 도7A에 도시된 컨버터 밸브 밸브층 장치의 절연 풀링 플레이트와 지지 프레임의 연결 도면을 도시한다.
도8은 본 출원의 다른 일 실시예에 의한 컨버터 밸브 밸브층 장치의 각 밸브 모듈의 지지 프레임의 구조도를 도시한다.
아래 본 출원의 실시예 중의 도면을 참조하여 본 출원의 실시예 중의 기술방안에 대하여 명확하고 완전한 설명을 진행하게 되는 바, 기재되는 실시예는 본 출원의 일부 실시예에 불과하며 모든 실시예가 아님을 자명한 것이다. 본 출원의 실시예를 기반으로 당업계의 기술자들이 창조성적인 노력을 필요로 하지 않고 취득할 수 있는 모든 기타 실시예는 모두 본 출원의 범위에 속한다 하여야 할 것이다.
본 출원의 특허청구범위, 명세서와 도면 중의 용어 “제1”, 제2”, “제3”과 “제4” 등은 서로 다른 대상을 구분하기 위한 것이고, 특정 순서를 설명하기 위한 것이 아닌 것을 이해할 것이다. 본 출원의 명세서와 특허청구범위에서 사용하는 용어 “포함되나”, “함유되다”는 기술된 특징, 전체, 단계, 조작 요소 및/또는 모듈의 존재를 지시하나, 하나 또는 다수의 기타 특징, 전체, 단계, 조작, 요소, 모듈 및/또는 기타 집합의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
또한 여기에서 본 출원의 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐, 본 출원을 제한하기 위한 것이 아닌 것을 이해할 것이다. 예를 들면 본 출원의 명세서와 특허청구범위에서 사용하는 것과 같이, 문맥에서 명확하게 기타 상황이 존재한다는 것을 명기한 외, 단수 형식의 “일”, “하나” 및 “해당”의 뜻은 복수 형식을 포함한다. 또한 진일보로, 본 출원의 명세서와 특허청구범위에서 사용하는 용어 “및/또는”은 관련되게 가지런히 나열된 항목 중의 하나 또는 복수개의 임의의 조합 및 모든 가능한 조합을 가리키고 또한 이런 조합을 포함하는 것을 이해할 것이다.
도1은 종래 기술에서, 컨버터 밸브 밸브층 장치 중 밸브 모듈 사이의 연결도이다.
도1에 도시된 바와 같이, 컨버터 밸브 밸브층 장치(1000)은 밸브 모듈(111), 밸브 모듈(112)과 전기 연결 부품(12)을 포함할 수 있다. 그 중에서,
밸브 모듈(111)과 밸브 모듈(112)은 동일층 내에 나란히 구비되고, 또한 전기 연결 부품(12)을 통하여 직렬 연결된다.
전기 연결 부품(12)은 밸브 모듈(111)과 밸브 모듈(112)의 동일한 방향 단(1112와 1122)에 전기적으로 연결되고, 밸브 모듈(111), 밸브 모듈(112)과 전기 연결 부품(12) 삼자는 U형을 이룬다. 화살표 방향은 전류 방향이다.
본 출원의 발명자는 U형 연결의 컨버터 밸브 밸브층 장치에 있어서, 각 컨버터 밸브 밸브층 장치 내부에 포함된 밸브 모듈 사이의 전압 차이가 비교적 큰 것을 발견하였다. 그러므로 밸브 모듈의 안전 거리가 비교적 크고, 나아가 컨버터 밸브 밸브층 장치의 체적이 상대적으로 비교적 크며, 또한 해당 컨버터 밸브 밸브층 장치를 사용하는 컨버터 밸브의 체적도 상대적으로 비교적 크다. 구체적인 분석은 하기와 같다.
밸브 모듈(111)과 밸브 모듈(112)의 전기적 특성, 작업 모드와 작업 상태가 같다고 가정한다. 밸브 모듈(111) 작동 시의 양단 전압의 최대치가 U라고 가정하면, 밸브 모듈(112)이 작동 시, 양단 전압의 최대치도 U이다. 전도 연결로 인하여, 밸브 모듈(111)의 단(1112)과 밸브 모듈(112)의 단(1122)이 등전위이고, 밸브 모듈(111)의 단(1111)과 밸브 모듈(112)의 단(1121)의 전압 차이가 2U이다. 전압 U에 대응되는 안전 거리가 d라고 가정하면, 밸브 모듈(111)과 밸브 모듈(112) 사이의 거리는 적어도 2d이여야만, 비로소 해당 컨버터 밸브 밸브층 장치의 작동 안전에 대한 수요를 만족시킬 수 있다.
현재 주류 컨버터 밸브 밸브층 장치 중의 컨버터 밸브의 냉각 시스템은 모두 직렬 연결 수로를 사용한다. 본 출원의 발명자는 컨버터 밸브 밸브층 장치 중의 전력 전자 장치가 아주 많을 때, 직렬 연결 수로는 방열 요구를 만족시키기 위하여, 수로의 유동량이 상대적으로 비교적 커야 하여, 컨버터 밸브 밸브층 장치의 체적이 비교적 큰 것을 발견하였다.
그리고, 현재 세계 범위 내에 이미 거의 100개 직류 송전 공사를 건설하였고, 중국 국내 공사가 주요하게 2000년 이후로 집중된 것을 제외하고, 나머지 공사는 거의 40개의 작동 시간이 이미 20년을 초과하였으며, 컨버터 밸브 설비 노화가 심하고, 개조 수요가 급증하였다.
본 출원의 발명자는 또한, 직류 공사를 개조하는 것은 밸브 홀의 길이, 너비와 높이가 이미 고정되어, 일반적으로 종래의 공간에 새로 제조한 컨버터 밸브 밸브 타워를 설치하는 것이기 때문에, 새로 제조한 컨버터 밸브는 반드시 충분하게 긴밀하고, 범용성이 강해야만 여러 가지 공사 현장에 적용될 수 있다는 것을 발견하였다. 종래의 컨버터 밸브는 주요하게 초고압 직류 공사의 전압 레벨이 높고, 수송 용량이 큰 등 특징에 근거하여 연구를 진행하고, 체적이 비교적 크며, 공사의 개조 수요를 만족시킬 수 없다.
그러므로, 본 출원에서는 컨버터 밸브의 기술방안을 제공하는 바, 제1 밸브 모듈; 상기 제1 밸브 모듈과 나란히 구비되는 제2 밸브 모듈; 대각 방식으로 상기 제1 밸브 모듈과 상기 제2 밸브 모듈을 직렬 전기 연결하는 전기 연결 부품을 포함한다.
상기 방안을 이용하여, 전기 연결 부품을 통하여 인접된 밸브 모듈의 대각단에 전기 연결을 구성하고, 해당 인접된 두 개의 밸브 모듈 중 점 사이의 전압 차이를 균형시킬 수 있어, 인접된 밸브 모듈 사이의 전압 차이를 낮출 수 있다. 나아가 더욱 작은 밸브 모듈 간격을 이용하여 컨버터 밸브 밸브층 장치의 안전 거리에 대한 요구를 만족시킬 수 있어, 상기 컨버터 밸브 밸브층 장치의 체적을 상대적으로 작게 할 수 있고, 또한 상응한 해당 컨버터 밸브 밸브층 장치의 컨버터 밸브의 체적을 더욱 작게 할 수 있다.
아래 도면을 결부시켜, 본 출원에 제시된 방안에 대하여 진일보로 상세한 설명을 진행하도록 한다.
도2A는 본 출원의 일 실시예에 의한 컨버터 밸브 밸브층 장치 중의 밸브 모듈 사이의 연결도를 도시한다.
도2A에 도시된 바와 같이, 컨버터 밸브 밸브층 장치(2000)은 밸브 모듈(211), 밸브 모듈(212)과 전기 연결 부품(22)을 포함할 수 있다. 그 중에서,
밸브 모듈(211)과 밸브 모듈(212)은 동일층 내에 나란히 구비되고, 또한 전기 연결 부품(22)을 통하여 직렬 연결된다.
전기 연결 부품(22)은 밸브 모듈(211)과 밸브 모듈(212)의 대각단(2112와 2121)에 전기적으로 연결되고, 밸브 모듈(211), 밸브 모듈(212)과 전기 연결 부품(22) 삼자는 Z형을 이룬다. 화살표 방향은 전류 방향이다.
도2A에 도시된 바와 같이, 밸브 모듈(211)과 밸브 모듈(212)의 전기적 특성, 작업 모드와 작업 상태가 같다고 가정한다. 밸브 모듈(211) 작동 시의 양단 전압의 최대치가 U라고 가정하면, 밸브 모듈(212)이 작동 시, 양단 전압의 최대치도 U이다. 전도 연결로 인하여, 단(2112)과 단(2121)이 등전위이다. 그렇기 때문에 단(2111)과 단(2121)의 전압 차이가 U이고, 또한 단(2112)과 단(2122)의 전압 차이도 U로서 모두 2U보다 작다. 전압 U에 대응되는 안전 거리가 d라고 가정하면, 컨버터 밸브 밸브층 장치(2000) 중의 밸브 모듈(211)과 밸브 모듈(212)의 거리는 2d보다 작을 수 있다. 그러므로 컨버터 밸브 밸브층 장치 중의 밸브 모듈의 간격을 효과적으로 축소시키고, 나아가 컨버터 밸브 밸브층 장치의 체적 및 컨버터 밸브의 체적을 축소시킬 수 있다.
도2A에 도시된 바와 같이, 단(2112)는 점 A를 포함할 수도 있고, 점 B를 포함할 수도 있으며, 또한 점 A와 점 B 사이의 임의의 점을 포함할 수도 있다. 진일보로, 단(2112)도 밸브 모듈(211)의 선분 AB에 근접한 점을 포함할 수 있다.
도2A에 도시된 바와 같이, 상응하게, 전기 연결 부품(22)은 밸브 모듈(211)의 단(2112) 상의 A점에 전기적으로 연결될 수 있고, 또한 밸브 모듈(211)의 단(2112) 상의 B점에 전기적으로 연결될 수 있으며, 또한 밸브 모듈(211)의 단(2112) 상의 선분 AB 사이의 임의의 점에 전기적으로 연결될 수 있다. 진일보로, 전기 연결 부품(22)은 밸브 모듈(211)의 단(2112) 상의 선분 AB에 근접한 점에 전기적으로 연결될 수 있다.
도2A에 도시된 바와 같이, 마찬가지 이치로 알 수 있는 바와 같이, 선택적으로, 단(2121)은 점 C를 포함할 수 있고, 또한 점 D를 포함할 수도 있으며, 또한 점 C와 점 D 사이의 임의의 점을 포함할 수도 있다. 진일보로, 단(2121)도 밸브 모듈(212)의 선분 CD에 근접한 점을 포함할 수 있다.
도2A에 도시된 바와 같이, 상응하게, 전기 연결 부품(22)은 밸브 모듈(212)의 단(2121) 상의 C점에 전기적으로 연결될 수 있고, 또한 밸브 모듈(212)의 단(2121) 상의 D점에 전기적으로 연결될 수 있으며, 또한 밸브 모듈(212)의 단(2121) 상의 선분 CD 사이의 임의의 점에 전기적으로 연결될 수 있다. 진일보로, 전기 연결 부품(22)은 밸브 모듈(212)의 단(2121) 상의 선분 CD에 근접한 점에 전기적으로 연결될 수 있다.
선택적으로, 밸브 모듈(211)과 밸브 모듈(212)은 상호 평행 구비된다.
선택적으로, 밸브 모듈(211)과 밸브 모듈(212) 중의 적어도 하나는 적어도 두 개의 접선단을 포함할 수 있는 바, 각각 고압단과 저압단이다.
진일보로, 단(2111)과 단(2121) 위치에는 고압단을 구비할 수 있고, 단(2112)과 단(2122) 위치에는 저압단을 구비할 수 있으며; 마찬가지 이치로 선택적으로, 단(2111)과 단(2121) 위치에는 저압단을 구비할 수 있고, 단(2112)와 단(2122) 위치에는 고압단을 구비할 수 있다.
선택적으로, 컨버터 밸브 밸브층 장치은 세 개 또는 세 개 이상의 밸브 모듈을 포함하여 나란히 구비할 수 있다. 진일보로 해당 세 개 또는 세 개 이상의 밸브 모듈 중의 적어도 한 쌍의 인접된 밸브 모듈은 전기 연결 부품을 통하여 대각 방식으로 연결된다. 선택적으로, 전기 연결 부품(22)은 직선 바 형상 강성부를 포함할 수 있다. 진일보로, 전기 연결 부품(22)은 한 구간의 강성 도체를 포함할 수 있다.
더욱 진일보로, 전기 연결 부품(22)의 적어도 일단은 연성 연결 구조를 포함한다.
도2B는 도2A에 도시된 컨버터 밸브 밸브층 장치의 구조도를 도시한다.
도2B에 도시된 바와 같이, 컨버터 밸브 밸브층 장치(2000)은 밸브 모듈(211), 밸브 모듈(212) 및 전기 연결 부품(22)을 포함할 수 있다. 그 중에서, 밸브 모듈(211), 밸브 모듈(212)은 전기 연결 부품(22)을 통하여 대각 방식으로 직렬 연결된다.
밸브 모듈(211)은 실리콘 스택(2113), 커패시터 스택(2114), 인덕턴스(21151), 인덕턴스(21152) 및 차폐 케이스(21171-21175)를 포함할 수 있다. 그 중에서, 실리콘 스택은 직렬 연결된 복수의 전력 전자 장치(미도시) 및 전력 전자 장치의 부속 장치(미도시)를 포함하여 구성된다. 커패시터 스택(2114)은 복수의 커패시터(미도시)를 포함한다.
선택적으로, 밸브 모듈(212)의 내부 구조는 밸브(211)와 같으며, 상세한 설명을 생략하도록 한다.
선택적으로, 컨버터 밸브 밸브층 장치(2000)은 또한 절연체(231과 232)를 포함하여 밸브 모듈(211)과 밸브 모듈(212) 사이에 절연 지지될 수 있다.
상기 컨버터 밸브 밸브층 장치를 이용하여, 전기 연결 부품을 통하여 인접된 밸브 모듈의 대각단에 전기 연결을 구성하고, 해당 인접된 두 개의 밸브 모듈 중 점 사이의 전압 차이를 균형시킬 수 있어, 인접된 밸브 모듈 사이의 전압 차이를 낮출 수 있다. 나아가 더욱 작은 밸브 모듈 간격을 이용하여 컨버터 밸브 밸브층 장치의 안전 거리에 대한 요구를 만족시킬 수 있어, 상기 컨버터 밸브 밸브층 장치의 체적이 상대적으로 작게 할 수 있고, 또한 상응한 해당 컨버터 밸브 밸브층 장치의 컨버터 밸브의 체적을 더욱 작게 할 수 있다.
도3은 본 출원의 다른 일 실시예에 의한 컨버터 밸브 밸브층 장치 중 각 밸브 모듈의 냉각 시스템 토폴로지 구조도를 도시한다.
도3에 도시된 바와 같이, 컨버터 밸브 밸브층 장치(3000)은 입수관(301)과 출수관(302) 및 두 개의 배분 수관(311과 312) 및 제1 발연 장치(미도시)와 제2 발열 장치(미도시)를 포함한다. 물 흐름 방향은 화살표로 표시한 바와 같을 수 있다. 그 중에서,
입수관(301)은 유체 냉각 매체를 입수할 수 있다. 출수관(302)은 열교환 후의 유체 냉각 매체를 배출한다.
배분 수관(311과 312)의 양단은 각각 입수관(301)과 출수관(302)의 수로와 연결되고, 또한 배분 수관(311과 312)은 각각 제1 발열 장치 및 제2 발열 장치와 근접되고, 또한 열접촉된다.
도3에 도시된 바와 같이, 진일보로, 배분 수관(311)은 또한 입수 가는 배분 수관(3111), 출수 가는 배분 수관(3113), 방열 수관(3112)을 포함한다. 그 중에서,
입수 가는 배분 수관(3111)은 입수관 수로(301)와 연결된다.
출수 가는 배분 수관(3112)은 배수관 수로(302)와 연결된다.
방열 수관(3113) 양단은 각각 입수 가는 배분 수관(3111) 및 출수 가는 배분 수관(3113) 수로와 연결되고, 또한 제1 방열 장치와 열교환한다.
선택적으로, 유체 냉각 매체는 물 및 열교환을 위한 기타 액체 물질을 포함할 수 있다.
선택적으로, 컨버터 밸브 밸브층 장치(3000)은 또한 방열 블럭(3114)을 포함하여, 방열 수관(3113)의 외벽에 커버되고, 방열 수관(3113)과 열접촉될 수 있다. 방열 수관(3113)은 방열 블럭(3114)을 통하여 방열 장치와 열교환을 진행할 수 있다.
선택적으로, 방열 수관(3113)은 또한 직접 제1 방열 장치와 열접촉할 수 있다.
도3에 도시된 바와 같이, 선택적으로, 배분 수관(312)은 배분 수관(311)의 구조와 완전히 같을 수 있으며, 상세한 설명을 생략하도록 한다.
도3에 도시된 바와 같이, 선택적으로, 컨버터 밸브 밸브층 장치(3000)은 또한 제3 배분 수관, ..., 제N 배분 수관을 포함하여, 입수관(301)과 입수관(302) 사이에 크로스 연결되고, 또한 배분 수관(311)과 구조가 같을 수 있으며, N은 2보다 큰 정수이다.
선택적으로, 상기 배분 수관의 구조는 또한 각각 다를 수 있다.
선택적으로, 발열 장치는 전력 전자 장치일 수 있고, 또한 리액터 또는 기타 발열 부품일 수 있다.
도3에 도시된 바와 같이, 선택적으로, 방열 수관(3112)은 열전도가 양호한 재료로 제작될 수 있다.
방열 블럭(3114)는 열전도가 양호한 재료로 제작될 수 있다. 진일보로, 방열 블럭(3114)은 전기 전도의 금속 제품일 수도 있고, 또한 절연되는 비금속 제품일 수도 있다.
도3에 도시된 바와 같이, 선택적으로 방열 수관(3113)과 방열 블럭(3114)은 통일적인 구조일 수 있는 바, 예를 들면, 어느 한 방열 재료 상에 하나의 냉각수가 통과하는 홀을 가공하여 방열 수관으로 할 수 있다.
상기 컨버터 밸브 밸브층 장치를 이용하여, 병렬 수로로 연결된 복수의 배분 수관을 통하여 밸브 모듈 중의 발열 장치와 열교환을 진행할 수 있다. 각 배분 수관이 단지 소량의 발열 장치에 대해서 방열을 진행하기만 하면 되기 때문에, 단지 작은 물 흐름만 필요하고, 비교적 가는 수관만으로 예정된 수냉 효과를 거둘 수 있다. 아울러 비교적 가는 수관은 밸브 모듈의 체적을 더욱 작게 할 수 있다.
도4는 본 출원의 다른 일 실시예에 의한 컨버터 밸브 밸브층 장치 중 각 밸브 모듈의 냉각 시스템 토폴로지 도면을 도시한다.
도4에 도시된 바와 같이, 컨버터 밸브 밸브층 장치(4000)은 입수관(401)과 출수관(402) 및 두 개의 배분 수관(411과 412)을 포함한다. 그 중에서,
입수관(401)과 출수관(402)은 컨버터 밸브 밸브층 장치(3000) 중의 동일한 명칭의 부품과 같으며, 상세한 설명을 생략하도록 한다.
도4에 도시된 바와 같이, 배분 수관(411)은 입수 가는 배분 수관(4111), 출수 가는 배분 수관(4113)과 직렬 연결된 방열 수관(4112와 4115)을 포함한다. 물 흐름 방향은 화살표로 표시한 바와 같을 수 있다. 그 중에서,
입수 가는 배분 수관(4111)은 입수관 수로(401)와 연결된다.
출수 가는 배분 수관(4113)은 배수관 수로(402)와 연결된다.
방열 수관(4112와 4115) 수로는 직렬 연결되고, 방열 수관(4112)은 또한 입수 가는 배분 수관(4111) 수로와 연결되며, 또한 방열 수관(4115)은 또한 출수 가는 배분 수관(4113) 수로와 연결된다.
컨버터 밸브 밸브층 장치(4000)은 또한 방열 블럭(4114)과 방열 블럭(4116)을 포함할 수 있다. 그 중에서, 방열 블럭(4114)는 방열 수관(4112)의 외벽에 커버되고, 방열 블럭(4116)은 방열 수관(4115)의 외벽에 커버된다. 방열 블럭(4114와 4116)은 각각 밸브 모듈 중의 서로 다른 발열 장치와 열접촉된다.
도4에 도시된 바와 같이, 선택적으로, 배분 수관(411)은 또한 브릿지 수관(4117)을 포함할 수 있고, 수로는 방열 수관(4112)과 방열 수관(4115) 사이에 연결된다.
도4에 도시된 바와 같이, 선택적으로, 배분 수관(411)은 또한 직렬 연결된 세 개 또는 세 개 이상의 방열 수관을 포함할 수 있으며; 또한 세 개 또는 세 개 이상의 방열 블럭은 각각 전술한 세 개 또는 세 개 이상의 방열 수관에 커버되며, 또한 각각 서로 다른 발열 장치와 열접촉된다.
진일보로, 또한 두 개 또는 두 개 이상의 브릿지 수관을 포함하고, 수로는 방열 수관 사이에 연결될 수 있다.
진일보로, 각 방열 블럭은 하나의 발열 장치와 열접촉할 수도 있고, 또한 복수의 발열 장치와 열접촉할 수도 있다. 마찬가지로, 각 발열 장치는 하나의 발열 장치와 열접촉할 수도 있고, 또한 복수의 방열 블럭과 열접촉할 수도 있다.
도4에 도시된 바와 같이, 선택적으로, 배분 수관(412)은 직렬 연결된 두 개의 방열 수관을 포함할 수 있다. 선택적으로, 배분 수관(412)은 또한 단지 하나의 방열 수관만 포함할 수도 있고, 또한 세 개 또는 세 개 이상의 방열 수관을 포함할 수도 있다. 배분 수관(412)에 포함된 방열 수관의 수량은 배분 수관(411)에 포함된 방열 수관의 수량과 같을 수도 있고, 또한 다를 수도 있다.
선택적으로, 컨버터 밸브 밸브층 장치(4000)은 또한 세 개 또는 세 개 이상의 배분 수관을 포함할 수 있다. 각 배분 수관은 입수관(401)과 출수관(402) 사이에 크로스 연결될 수 있다. 각 배분 수관은 하나의 방열 수관, 직렬 연결된 두 개의 방열 수관 또는 직렬 연결된 두 개 이상의 방열 수관을 포함한다. 각 방열 수관의 외벽은 서로 다른 방열 블럭에 의하여 커버될 수 있다. 각 방열 블럭은 각각 서로 다른 발열 장치와 열접촉된다.
진일보로, 각 배분 수관에 포함된 방열 수관은 수량은 모두 같을 수도 있고, 또한 각각 다를 수도 있다.
상기 컨버터 밸브 밸브층 장치를 이용하여, 병렬 수로로 연결된 복수의 배분 수관을 통하여 밸브 모듈 중의 발열 장치와 열교환을 진행할 수 있다. 각 배분 수관이 단지 소량의 발열 장치에 대해서 방열을 진행하기만 하면 되기 때문에, 단지 작은 물 흐름만 필요하고, 비교적 가는 수관만으로 예정된 수냉 효과를 거둘 수 있다. 아울러 비교적 가는 수관은 밸브 모듈의 체적을 더욱 작게 할 수 있다.
상기 컨버터 밸브 밸브층 장치 중의 배분 수관은 소량의 방열 수관과 직렬 연결된다. 병렬 연결된 수로의 비교적 작은 물 흐름, 비교적 가는 수관의 장점과 직렬 연결된 수로의 토폴로지 구조가 간단한 장점을 겸하여 고려할 수 있다. 그러므로, 상기 냉각 시스템의 체적은 더욱 작을 수 있고, 상기 냉각 시스템을 사용하는 밸브 모듈의 체적도 더욱 작을 수 있다. 즉 컨버터 밸브 밸브층 장치를 더욱 작게 할 수 있고, 또한 해당 컨버터 밸브 밸브층 장치를 사용하는 컨버터 밸브의 체적을 더욱 작게 할 수 있다.
도5A는 본 출원의 다른 일 실시예에 의한 컨버터 밸브 밸브층 장치 중 냉각 시스템의 평면 구조도를 도시한다. 도5B는 도5A에 도시된 컨버터 밸브 밸브층 장치 중 냉각 시스템의 정면 구조도를 도시한다. 도5C는 도5A에 도시된 컨버터 밸브 밸브층 장치 중 냉각 시스템의 입수관 구조도를 도시한다. 도5D는 도5A에 도시된 컨버터 밸브 밸브층 장치 중 냉각 시스템의 출수관 구조도를 도시한다.
도5A와 도5B에 도시된 바와 같이, 컨버터 밸브 밸브층 장치(5000)은 입수관(501), 출수관(502) 및 배분 수관(511)과 배분 수관(512)을 포함한다. 그 중에서, 화살표 방향은 물 흐름 방향일 수 있다. 그 중에서,
도5A에 도시된 바와 같이, 입수관(501)은 냉각 매체를 입수시키고, 입수구(503) 및 입수관 단부(5012)를 포함할 수 있다.
도5A와 도5B에 도시된 바와 같이, 출수관(502)은 열교환을 거친 후의 냉각 매체를 배출하고, 출수구(5021)와 출수관 단부(5022)를 포함할 수 있다.
도5A와 도5B에 도시된 바와 같이, 배분 수관(511)은 입수관(501)과 출수관(502) 사이에 크로스 연결된다. 배분 수관(511)은 입수 가는 배분 수관(5111), 방열 수관(5112), 브릿지 수관(5113), 방열 수관(5114), 출수 가는 배분 수관(5115)을 포함한다.
그 중에서, 입수 가는 배분 수관(5111), 방열 수관(5112), 브릿지 수관(5113), 방열 수관(5114)과, 출수 가는 배분 수관(5115) 순차적으로 수로 연결된다. 방열 수관(5112와 5114)는 각각 서로 다른 발열 장치와 열교환한다.
도5A와 도5B에 도시된 바와 같이, 선택적으로, 방열 수관(5112) 및 방열 수관(5114)과 열교환하는 발열 장치는 전력 전자 장치 및 전력 전자 장치의 부속 장치이다.
도5A와 도5B에 도시된 바와 같이, 선택적으로, 입수 가는 배분 수관(5111), 방열 수관(5112), 브릿지 수관(5113), 방열 수관(5114), 출수 가는 배분 수관(5115)은 U형관이다.
도5C에 도시된 바와 같이, 입수관(501)은 또한 복수의 입수 노즐(5013)을 포함하여, 각각 배분 수관과 연결될 수 있다. 마찬가지 이치로, 도5D에 도시된 바와 같이, 출수관(502)은 또한 복수의 출수 노즐(5023)을 포함하여, 각각 배분 수관과 연결될 수 있다.
도5A와 도5B에 도시된 바와 같이, 배분 수관(512)은 입수관(501)과 출수관(502) 사이에 크로스 연결된다. 배분 수관(512)은 입수 가는 배분 수관(5121), 방열 수관(5122)과 출수 가는 배분 수관(5123)을 포함한다. 그 중에서,
입수 가는 배분 수관(5121), 방열 수관(5122), 출수 가는 배분 수관(5123)은 순차적으로 수로 연결된다. 방열 블럭(5122)은 방열 블럭(미도시)를 포함하고, 해당 방열 블럭은 발열 장치 케이스에 커버되고, 또한 이와 열교환한다. 선택적으로, 해당 발열 장치는 리액터 또는 기타 발열 장치이다.
도5A와 도5B에 도시된 바와 같이, 선택적으로, 방열 수관(5112), 방열 수관(5114) 중의 각 방열 블럭은 단지 하나의 발열 장치와만 열교환을 진행할 수도 있고, 또한 복수의 발열 장치와 열교환할 수도 있다. 진일보로, 방열 수관(5112), 방열 수관(5114)은 또한 동일한 발열 장치의 양측에 클램핑되고 또한 이와 열교환할 수 있다.
도5A와 도5B에 도시된 바와 같이, 선택적으로, 배분 수관(511)은 단지 하나의 방열 수관만 포함할 수도 있고, 또한 직렬 연결된 세 개 또는 세 개 이상의 방열 수관을 포함할 수도 있다.
도5A와 도5B에 도시된 바와 같이, 선택적으로, 컨버터 밸브 밸브층 장치(5000)은 배분 수관(511)과 유사한 두 개 또는 두 개 이상의 기타 배분 수관을 포함할 수 있다.
도5A와 도5B에 도시된 바와 같이, 선택적으로, 컨버터 밸브 밸브층 장치(5000)은 또한 배분 수관(512)과 유사한 기타 배분 수관을 포함할 수 있다.
도5A와 도5B에 도시된 바와 같이, 선택적으로, 입수관(501)과 출수관(502)은 방열 수관(5112), 방열 수관(5114)의 동일 측에 구비된다.
상기 복수의 동일한 명칭의 모듈(예를 들면 복수의 배분 수관, 복수의 방열 수관 등)은 형상과 구조가 완전히 같을 수도 있고, 또한 형상과 구조가 각각 다를 수도 있다.
상기 컨버터 밸브 밸브층 장치를 이용하여, 병렬 수로로 연결된 복수의 배분 수관을 통하여 밸브 모듈 중의 발열 장치와 열교환을 진행할 수 있다. 각 배분 수관이 단지 소량의 발열 장치에 대해서 방열을 진행하기만 하면 되기 때문에, 단지 작은 물 흐름만 필요하고, 비교적 가는 수관만으로 예정된 수냉 효과를 거둘 수 있다. 아울러 비교적 가는 수관은 밸브 모듈의 체적을 더욱 작게 할 수 있다.
아울러, 컨버터 밸브 밸브층 장치(5000) 중의 입수관과 출수관이 방열편의 동일 측에 구비되고, 또한 그 중 일부 입수 가는 배분 수관, 출수 가는 배분 수관 및/또는 방열 수관이 U형관이다. 상기 두 가지 조치를 통하여, 해당 냉각 시스템의 유지 보수 시 필요한 조작 공간을 감소시킬 수 있고, 나아가 진일보로 냉각 시스템의 체적 및 해당 냉각 시스템을 이용하는 밸브 모듈의 체적을 축소시킬 수 있다. 즉 해당 컨버터 밸브 밸브층 장치의 체적을 축소시키고 또한 해당 컨버터 밸브 밸브층 장치를 사용하는 컨버터 밸브의 체적을 축소시킬 수 있다.
도6A는 본 출원의 또 다른 일 실시예에 의한 컨버터 밸브 밸브층 장치 중 각 전력 전자 장치의 관련 회로 원리 도면을 도시한다. 도6B는 도6A에 도시된 컨버터 밸브 밸브층 장치의 전력 전자 유닛 구조도를 도시한다. 도6C는 도6A에 도시된 컨버터 밸브 밸브층 장치의 커패시터 유닛 구조도를 도시한다.
도6A에 도시된 바와 같이, 컨버터 밸브 밸브층 장치(6000)은 전력 전자 장치(601), 전력 전자 트리거(611), 커패시터(621, 622와 623) 및 균압 저항(631과 632), 댐핑 저항(641, 642)과 전력 저항(643)을 포함한다. 그 중에서,
도5A에 도시된 바와 같이, 커패시터(621, 622와 623)는 별모양 연결이고, 또한 저항(621)과 커패시터(622)는 각각 댐핑 저항(641과 642)을 통하여 전력 전자 장치(601)의 두 개의 전력단과 전기적으로 연결되며, 커패시터(623)은 전력 저항(643)을 통하여 전력 전자 트리거(611)와 전기적으로 연결된다. 전력 전자 장치(601)의 제어단은 전력 전자 트리거(611)와 연결되고, 균압 저항(631과 632)은 직렬 연결된 후 일단은 전력 저항 장치(601)의 전력단과 연결되고, 타단은 전력 전자 트리거(611)의 방열편과 연결된다.
도6B와 도6C에 도시된 바와 같이, 선택적으로, 상기 전자 장치를 각각 전력 전자 유닛(도6B에 도시된 바와 같이) 및 커패시터 유닛(도6C에 도시된 바와 같이)에 통합시킬 수 있다.
도6A에 도시된 것은 전력 전자 유닛의 구조도로서, 그 중에서 601, 611, 643은 도6A 중의 동일한 참조 부호의 모듈과 같다. 63은 저항(631, 632, 641, 642)의 합병 모듈이다.
도7A는 본 출원의 다른 일 실시예에 의한 컨버터 밸브 밸브층 장치의 국부 구조도를 도시한다. 도7B는 도7A에 도시된 컨버터 밸브 밸브층 장치의 방열 블럭의 구조도를 도시한다. 도7C는 도7A에 도시된 컨버터 밸브 밸브층 장치의 절연 풀링 플레이트와 지지 프레임의 연결 도면을 도시한다.
도7A에 도시된 바와 같이, 컨버터 밸브 밸브층 장치은 또한 절연 풀링 플레이트를 포함할 수 있다. 그 중에서, 절연 풀링 플레이트는 상부 절연 풀링 플레이트(701)와 하부 절연 풀링 플레이트(702)를 포함할 수 있다. 또한 복수의 방열 블럭(721)과 복수의 전력 전자 장치(미도시)를 포함할 수 있다. 전력 전자 장치는 방열 블럭(721) 상에 고정되어 전력 전자 장치를 고정한 방열 블럭(731)을 형성한다. 전력 전자 장치를 고정한 방열 블럭(731)은 상부 절연 풀링 플레이트(701) 및 하부 절연 풀링 플레이트(702)와 연결된다.
도7A와 도7B에 도시된 바와 같이, 선택적으로, 하부 절연 풀링 플레이트(702) 상에는 가이드 레일(7021)이 구비된다. 상응하게, 방열 블럭 상에는 가이드 레일 배합부(7211)가 구비되어 가이드 레일(7021)과 배합 연결된다.
선택적으로, 가이드 레일(7021)은 보스일 수도 있고, 요홈일 수도 있으며, 또는 기타 형식의 가이드 레일일 수도 있다.
선택적으로, 상부 절연 풀링 플레이트(701)와 하부 절연 풀링 플레이트(702)는 단접속 블럭(711과 712)을 통하여 연결된다. 단접속 블럭(711과 712) 상에는 홀(7111)이 구비되고, 상부 절연 풀링 플레이트(701)와 하부 절연 풀링 플레이트(702)는 단접속 블럭(711과 712) 상의 홀(7111)을 통하여 지지 프레임과 연결될 수 있다.
선택적으로, 상부 절연 풀링 플레이트(701)와 하부 절연 풀링 플레이트(702)는 지지 프레임과 고정 연결될 수 있다.
도7C에 도시된 바와 같이, 선택적으로, 상부 절연 풀링 플레이트(701)와 하부 절연 풀링 플레이트(702)는 또한 지지 프레임과 이동가능하게 연결될 수 있다. 구체적으로 말하면, 볼트(7112)와 단접속 블럭을 통하여 지지 프레임(821)과 상부 절연 풀링 플레이트(701)를 연결할 수 있다. 그 중에서, 볼트(7112)와 프레임(821) 사이에는 공극(7113)이 구비된다. 절연 풀링 플레이트(701과 702)는 공극(7113)을 이용하여 자유롭게 신축 운동할 수 있다. 이로써 열팽창과 냉수축에 의한 응력을 상쇄시킬 수 있다.
도8은 본 출원의 다른 일 실시예에 의한 컨버터 밸브 밸브층 장치의 각 밸브 모듈의 지지 프레임의 구조도를 도시한다.
도8에 도시된 바와 같이, 컨버터 밸브 밸브층 장치(8000)의 각 밸브 모듈의 지지 프레임은 복수의 지지 빔(미도시)를 포함하여, 냉각 시스템(811), 복수의 전력 전자 장치(812), 복수의 커패시터(815) 및 리액터(813과 814)를 지지할 수 있다.
그 중에서, 지지 프레임에 포함된 만곡 빔(801과 802)은 각각 리액터(813)와 복수의 커패시터(815) 사이 및 리액터(814)와 복수의 리액터(815) 사이에 구비된다. 상기 조치를 통하여 밸브 모듈의 길이를 감소시킬 수 있고, 나아가 컨버터 밸브 밸브층 장치의 체적 및 해당 컨버터 밸브 밸브층 장치를 사용하는 컨버터 밸브의 체적을 축소시킬 수 있다.
본 출원에서는 또한 일 실시예의 컨버터 밸브를 포함하는 바, 상기 임의의 한 가지 컨버터 밸브 밸브층 장치으로 구성된다.
상기 실시예에서, 각 실시예에 대한 기술은 모두 치중점을 갖고 있으며, 어느 한 실시예에 상세히 설명되지 않은 부분은 기타 실시예의 관련 기술을 참조할 수 있다. 상기 실시예의 각 기술특징은 임의의 조합을 진행할 수 있으나, 간략한 설명을 위하여 상기 실시예 중의 각 기술특징의 모든 가능한 조합에 대하여 설명을 진행하지 않았지만, 이러한 기술특징의 조합이 충돌되지 않는다면 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.
이상에서는 본 출원을 특정의 실시예에 대해서 도시하고 설명하였지만, 본 출원은 상술한 실시예만 한정되는 것은 아니다. 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 출원의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다. 요약하면, 본 명세서의 내용은 본 출원을 제한하는 것으로 이해해서는 안된다.

Claims (16)

  1. 컨버터 밸브 밸브층 장치에 있어서,
    제1 밸브 모듈;
    상기 제1 밸브 모듈과 나란히 구비되는 제2 밸브 모듈;
    대각 방식으로 상기 제1 밸브 모듈과 상기 제2 밸브 모듈을 직렬 전기 연결하는 전기 연결 부품을 포함하며;
    상기 제1 밸브 모듈과 상기 제2 밸브 모듈 중의 각 밸브는,
    적어도 두 개의 방열 블럭;
    상기 적어도 두 개의 방열 블럭에 고정되는 적어도 두 개의 전력 전자 장치;
    상기 적어도 두 개의 방열 블럭과 연결되는 절연 풀링 플레이트;
    지지 프레임을 포함하고, 상기 절연 풀링 플레이트의 양단이 상기 지지 프레임과 연결되고, 또한 상기 절연 풀링 플레이트의 적어도 일단이 상기 지지 프레임과 이동가능하게 연결되며;
    상기 제1 밸브 모듈과 상기 제2 밸브 모듈은 상호 평행되고,
    상기 절연 풀링 플레이트는,
    상기 적어도 두 개의 방열 블럭의 상부와 연결되는 상부 절연 풀링 플레이트;
    상기 적어도 두 개의 방열 블럭의 하부와 연결되는 하부 절연 풀링 플레이트를 포함하고,
    상기 하부 절연 풀링 플레이트는 가이드 레일을 포함하며;
    상기 방열 블럭은 상기 가이드 레일과 배합 연결되는 가이드 레일 배합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터 밸브 밸브층 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전기 연결 부품은 직선 바 형상 강성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터 밸브 밸브층 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전기 연결 부품의 양단 중의 적어도 일단은 연성 연결 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터 밸브 밸브층 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 밸브 모듈과 상기 제2 밸브 모듈 중의 각 밸브는,
    전력 전자 장치와 저항기를 포함하는 발열 장치;
    냉각수를 입수시키는 입수관;
    열교환 후의 냉각수를 배출하는 출수관;
    각 양단이 각각 상기 입수관과 상기 출수관 수로와 연결되고, 또한 각각 복수의 서로 다른 발열 장치와 인접 구비되어, 각각 상기 발열 장치와 열교환을 진행하는 복수의 배분 수관을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터 밸브 밸브층 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    각 상기 배분 수관은 모두,
    상기 입수관 수로와 연결되는 입수 가는 배분 수관;
    상기 출수관 수로와 연결되는 출수 가는 배분 수관;
    양단이 각각 상기 입수 가는 배분 수관과 상기 출수 가는 배분 수관 수로와 연결되는 방열 수관을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터 밸브 밸브층 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    각 상기 배분 수관은 모두,
    상기 입수관 수로와 연결되는 입수 가는 배분 수관;
    상기 출수관 수로와 연결되는 출수 가는 배분 수관;
    양단이 각각 상기 입수 가는 배분 수관과 상기 출수 가는 배분 수관 수로와 연결되는 직렬 연결된 적어도 두 개의 방열 수관을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터 밸브 밸브층 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    각 상기 배분 수관은 또한 수로가 상기 적어도 두 개의 방열 수관 사이에 연결되는 브릿지 수관을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터 밸브 밸브층 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 밸브 모듈과 상기 제2 밸브 모듈 중의 각 밸브 모듈은 또한,
    리액터와 커패시터;
    지지 프레임을 포함하고, 상기 절연 풀링 플레이트, 리액터와 커패시터가 상기 지지 프레임에 구비되며;
    상기 지지 프레임은 만곡 빔을 포함하고, 상기 리액터와 상기 커패시터는 상기 만곡 빔의 양측에 구비되는 것을 특징으로 하는 컨버터 밸브 밸브층 장치.
  11. 제1항 내지 제7항, 제10항의 어느 한 항의 상기 컨버터 밸브 밸브층 장치를 포함하는 컨버터 밸브.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
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