專利名稱：一種用于海上風(fēng)電機(jī)組的水冷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
風(fēng)能作為綠色清潔能源，近年來得到快速發(fā)展。由于海上優(yōu)質(zhì)的風(fēng)能特點(diǎn)以及風(fēng)力機(jī)機(jī)組越來越向大型化發(fā)展，海上風(fēng)電在未來將得到大力開發(fā)。本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，尤其是海上風(fēng)力機(jī)組的水冷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
風(fēng)能是無污染的綠色清潔能源，我國風(fēng)能利用的潛力巨大，陸地和海上風(fēng)能的可開發(fā)裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)到大約7 12億kW。中國的風(fēng)力資源量接近于美國，大大超過印度、德國和
西班牙。中國正在對(duì)漫長的海岸線上的海上風(fēng)電開發(fā)前景進(jìn)行細(xì)致的調(diào)研。海上風(fēng)能優(yōu)質(zhì)，氣流平穩(wěn)，四季的變化率較小。在2010年，首批海上風(fēng)電項(xiàng)目10萬kW已經(jīng)完成組裝，海上風(fēng)電的裝機(jī)容量預(yù)計(jì)將在2020年達(dá)到3，280萬kW。由于優(yōu)質(zhì)的風(fēng)場已經(jīng)越來越少，風(fēng)力機(jī)的單機(jī)裝機(jī)容量越來越大，電力電子設(shè)備的集成度也越來越高，散熱已經(jīng)成為機(jī)組大型化發(fā)展的瓶頸。目前使用廣泛的強(qiáng)制風(fēng)冷系統(tǒng)由于使用空氣作為冷源，冷卻效果一般，適用于水源稀少的小容量陸上風(fēng)機(jī)。海上風(fēng)機(jī)由于長期處于高濕、高鹽霧的環(huán)境下，內(nèi)部機(jī)械、電氣設(shè)備很容易被腐蝕，影響運(yùn)行的效果。因此機(jī)艙的密封性要求等級(jí)很高，強(qiáng)制風(fēng)冷容易腐蝕各大部件。水冷系統(tǒng)與強(qiáng)制風(fēng)冷相比具有較高的冷卻效率，密封效果好，水冷適合大容量的風(fēng)電機(jī)組。海上風(fēng)力機(jī)的海水資源豐富，就地取材將海水作為冷卻試劑，不僅保證了系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，為后期的維護(hù)也提供了便利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決海上大型化風(fēng)電機(jī)組的散熱問題，設(shè)計(jì)了一種高效冷卻、延長大型化風(fēng)電機(jī)組使用壽命的水冷系統(tǒng)。解決技術(shù)問題的技術(shù)方案是，海上風(fēng)電機(jī)組的水冷系統(tǒng)在風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙內(nèi)部構(gòu)成冷卻回路由套管式換熱器、泵串聯(lián)和空氣冷卻器、泵串聯(lián)組成；風(fēng)電機(jī)組的齒輪箱、發(fā)電機(jī)以及變流器都設(shè)置溫度傳感器，信號(hào)接入控制器，控制器輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)泵的開或關(guān)。還可以，在風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙內(nèi)部構(gòu)成冷卻回路還包括電動(dòng)閘閥和/或調(diào)節(jié)閥，電動(dòng)閘閥和/或調(diào)節(jié)閥與泵串聯(lián)，所述控制器輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)閘閥和/或調(diào)節(jié)閥的開或關(guān)。還可以，在風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙內(nèi)部構(gòu)成冷卻回路中還包括減壓閥、壓力表、試劑補(bǔ)給器，減壓閥、壓力表、試劑補(bǔ)給器與泵串聯(lián)，壓力表信號(hào)接入控制器，控制器輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)減壓閥或試劑補(bǔ)給器的開或關(guān)。還可以，在風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙內(nèi)部構(gòu)成冷卻回路中還包括過濾器，所述的過濾器與泵串聯(lián)。還可以，齒輪箱設(shè)有套管式換熱器，發(fā)電機(jī)、變流器設(shè)有空氣冷卻器。還可以，齒輪箱上設(shè)套管式換熱器，套管式換熱器與泵串聯(lián)組成回路式齒輪箱冷卻系統(tǒng)；發(fā)電機(jī)上設(shè)一個(gè)空氣冷卻器，空氣冷卻器與泵串聯(lián)組成回路式發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)；變流器上設(shè)一個(gè)空氣冷卻器，空氣冷卻器與泵串聯(lián)組成回路式變流器冷卻系統(tǒng)；所述的套管式換熱器與泵組成的回路預(yù)處理冷卻系統(tǒng)；所述的齒輪箱冷卻系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)、變流器冷卻系統(tǒng)的管道通過預(yù)處理冷卻系統(tǒng)的套管式換熱器與預(yù)處理冷卻系統(tǒng)進(jìn)行能量交換。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)
海水冷卻相比其它冷卻，單位制冷效率更大，同時(shí)海上風(fēng)電就地取材比較容易，不會(huì)給安裝運(yùn)輸帶來困難；
針對(duì)機(jī)艙內(nèi)三大需要冷卻部件齒輪箱、發(fā)電機(jī)、變流器，溫度傳感器感應(yīng)溫度后通過控制器啟動(dòng)或分別啟動(dòng)控制各管路上的泵，使溫度較低的水通過管道進(jìn)入齒輪箱的套管式換熱器和發(fā)電機(jī)、變流器的空氣冷卻器，并使套管式換熱器、空氣冷卻器開始工作，實(shí)現(xiàn)散熱，控制器還可以通過控制電動(dòng)閘閥和/或調(diào)節(jié)閥開或關(guān)或開啟角度，達(dá)到單個(gè)冷卻和集中冷卻的目的。機(jī)艙內(nèi)是全封閉的，整個(gè)冷卻的過程是全封閉的，海風(fēng)不會(huì)通機(jī)艙外殼進(jìn)入內(nèi)部，從而減少海風(fēng)對(duì)機(jī)艙內(nèi)部機(jī)械的影響，延長了使用壽命。冷卻回路上安裝壓力表以及試劑補(bǔ)給器，發(fā)生試劑泄露或其它情況導(dǎo)致壓力表達(dá)到臨界值，壓力表信號(hào)傳遞給主控，主控判斷是否開啟試劑補(bǔ)給裝置，給系統(tǒng)補(bǔ)充試劑。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明
圖1、本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2、本發(fā)明的控制系統(tǒng)示意圖。其中1為溫度傳感器；2為控制器；3為電動(dòng)閘閥；4為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥；5為過濾器；6為試劑補(bǔ)給器；7為泵；8為套管式換熱器；9為空氣冷卻器；10為減壓閥；11為壓力表。
具體實(shí)施例機(jī)艙內(nèi)部的齒輪箱冷卻系統(tǒng)包括設(shè)在齒輪箱的套管式換熱器8，套管式換熱器8、電動(dòng)閘閥3、調(diào)節(jié)閥4、減壓閥10、壓力表11、劑補(bǔ)給器6串聯(lián)；發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)包話設(shè)在發(fā)電機(jī)的空氣冷卻器9，空氣冷卻器9與電動(dòng)閘閥3、調(diào)節(jié)閥4、泵7、減壓閥10、壓力表11、劑補(bǔ)給器6串聯(lián)；變流器冷卻系統(tǒng)包括設(shè)在變流器上的空氣冷卻器9，空氣冷卻器9與電動(dòng)閘閥3、調(diào)節(jié)閥4、泵7、減壓閥10、壓力表11、劑補(bǔ)給器6串聯(lián)；齒輪箱、發(fā)電機(jī)、變流器上各設(shè)一個(gè)溫度傳感器I ;套管式換熱器8a與泵7a串聯(lián)組成第一級(jí)回路預(yù)處理冷卻系統(tǒng)，套管式換熱器8b與泵7b串聯(lián)組成的第二級(jí)回路預(yù)處理冷卻系統(tǒng)，泵7、套管式換熱器8組成的二個(gè)預(yù)處理系統(tǒng)，泵7c、套管式換熱器Sc、過濾器5組成的一個(gè)回路或開方預(yù)前處理系統(tǒng)，預(yù)前處理系統(tǒng)中套管式換熱器8c套在其中一個(gè)預(yù)處理系統(tǒng)管道，預(yù)處理系統(tǒng)管之間通過套管式換熱器8b套在另一個(gè)管道上，預(yù)處理系統(tǒng)的套管式換熱器8a套在齒輪箱冷卻系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)、變流器冷卻系統(tǒng)的管道上。如圖2所示，風(fēng)電機(jī)組的齒輪箱、發(fā)電機(jī)以及變流器都設(shè)置溫度傳感器1，信號(hào)接入控制器2，控制器2輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)閘閥3、泵7以及調(diào)節(jié)閥4的開或關(guān)；壓力表11的信號(hào)實(shí)時(shí)傳遞給控制器2，當(dāng)發(fā)生壓力不足時(shí)，控制器2發(fā)出信號(hào)啟動(dòng)試劑補(bǔ)給器6，當(dāng)壓力過大時(shí)，開啟減壓閥10 ； 本實(shí)施例中，在預(yù)前處理系統(tǒng)泵7入口處安裝過濾器5，防止冷卻試劑受到污染，導(dǎo)致沿程阻力過大和換熱器的內(nèi)部結(jié)垢；
工用原理齒輪箱、發(fā)電機(jī)以及變流器都設(shè)置溫度傳感器I感應(yīng)齒輪箱、發(fā)電機(jī)以及變流器的溫度，溫渡高于設(shè)定值，控制器2輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)預(yù)前處理系統(tǒng)、預(yù)處理系統(tǒng)、齒輪箱冷卻系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)、變流器冷卻系統(tǒng)中的泵7開始工作，同時(shí)，預(yù)前處理系統(tǒng)中的泵7c把溫度較低的海水抽入管道中，第一級(jí)預(yù)處理系統(tǒng)的泵7a、第二級(jí)預(yù)處理系統(tǒng)的泵7b,、齒輪箱冷卻系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)、變流器冷卻系統(tǒng)中的泵7使其系統(tǒng)中液體自循環(huán)，預(yù)前處理系統(tǒng)中通過其系統(tǒng)中的套管式換熱器8c降低預(yù)處理系統(tǒng)中液體的溫度，通過同樣的原理，最后分別降低了齒輪箱冷卻系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)、變流器冷卻系統(tǒng)中的液體溫度，齒輪箱冷卻系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)、變流器冷卻系統(tǒng)分別通過其系統(tǒng)中的套管式換熱器
8、空氣冷卻器9冷卻齒輪箱、發(fā)電機(jī)、變流器；壓力表11的信號(hào)實(shí)時(shí)傳遞給控制器2，當(dāng)發(fā)生壓力不足時(shí)，控制器2發(fā)出信號(hào)啟動(dòng)試劑補(bǔ)給器6，當(dāng)壓力過大時(shí)，開啟減壓閥10，可以很好的保證齒輪箱冷卻系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)、變流器冷卻系統(tǒng)中的壓力。使用二級(jí)預(yù)處理系統(tǒng)，可以克服因海上風(fēng)電機(jī)組支撐桿太高，需要大功率的抽水泵，減少對(duì)泵7a,泵7b要求。上列詳細(xì)說明是針對(duì)本發(fā)明可行實(shí)施例的具體說明，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，可以做出若干簡單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所提交權(quán)利要求書確定專利保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種海上風(fēng)電機(jī)組的水冷系統(tǒng)，其特征在于在風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙內(nèi)部構(gòu)成冷卻回路由套管式換熱器(8)、泵(7)串聯(lián)和空氣冷卻器(9)、泵(7)串聯(lián)組成；風(fēng)電機(jī)組的齒輪箱、發(fā)電機(jī)以及變流器都設(shè)置溫度傳感器(1)，信號(hào)接入控制器(2)，控制器(2)輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)泵(7)的開或關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風(fēng)電機(jī)組的水冷系統(tǒng)，其特征在于在風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙內(nèi)部構(gòu)成冷卻回路還包括電動(dòng)閘閥(3 )和/或調(diào)節(jié)閥(4 )，所述電動(dòng)閘閥(3 )和/或調(diào)節(jié)閥(4 )與泵(7)串聯(lián)，所述控制器(2)輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)閘閥(3)和/或調(diào)節(jié)閥(4)的開或關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風(fēng)電機(jī)組的水冷系統(tǒng)，其特征在于在風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙內(nèi)部構(gòu)成冷卻回路中還包括減壓閥(10)、壓力表(11)、試劑補(bǔ)給器(6)，所述的減壓閥(10)、壓力表(11)、試劑補(bǔ)給器(6)與泵(7)串聯(lián)，所述壓力表(11)信號(hào)接入控制器(2)，控制器(2)輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)減壓閥(10)或試劑補(bǔ)給器(6)的開或關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海上風(fēng)電機(jī)組的水冷系統(tǒng)，其特征在于在風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙內(nèi)部構(gòu)成冷卻回路中還包括過濾器(5)，所述的過濾器(5)與泵(7)串聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的海上風(fēng)電機(jī)組的水冷系統(tǒng)，其特征在于所述齒輪箱設(shè)有套管式換熱器(8 )，所述發(fā)電機(jī)、變流器設(shè)有空氣冷卻器(9 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的海上風(fēng)電機(jī)組的水冷系統(tǒng)，其特征在于所述的齒輪箱上設(shè)套管式換熱器(8)，套管式換熱器(8)與泵(7)串聯(lián)組成回路式齒輪箱冷卻系統(tǒng)；所述發(fā)電機(jī)上設(shè)一個(gè)空氣冷卻器(9)，空氣冷卻器(9)與泵(7)串聯(lián)組成回路式發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)；所述變流器上設(shè)一個(gè)空氣冷卻器(9)，空氣冷卻器(9)與泵(7)串聯(lián)組成回路式變流器冷卻系統(tǒng)；所述的套管式換熱器(8a，8b)與泵(7a，7b)組成的回路預(yù)處理冷卻系統(tǒng)；所述的齒輪箱冷卻系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)、變流器冷卻系統(tǒng)的管道通過預(yù)處理冷卻系統(tǒng)的套管式換熱器(8a, 8b)與預(yù)處理冷卻系統(tǒng)進(jìn)行能量交換。
全文摘要
本發(fā)明海上風(fēng)電機(jī)組的水冷系統(tǒng)是在風(fēng)電機(jī)組機(jī)艙內(nèi)部構(gòu)成冷卻回路的由套管式換熱器、泵串聯(lián)和空氣冷卻器、泵串聯(lián)組成；風(fēng)電機(jī)組的齒輪箱、發(fā)電機(jī)以及變流器都設(shè)置溫度傳感器，信號(hào)接入控制器，控制器輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)泵的開或關(guān)。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是一種高效冷卻、延長大型化風(fēng)電機(jī)組使用壽命的水冷系統(tǒng)。
文檔編號(hào)F03D11/00GK103061996SQ20131002827
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者陳華, 鄭主平, 賈式科, 張鵬, 彭玉海 申請(qǐng)人:中國長江三峽集團(tuán)公司