[实用新型]一种换流阀冷却系统

说明书

本实用新型属于换流阀冷却技术领域，具体涉及一种换流阀冷却系统，用于对高压直流输电工程中的换流阀冷却，包括储液罐、内冷系统动力循环泵、供液回液热交换器、流量分配阀组、换流阀和散热单元，储液罐、内冷系统动力循环泵、供液回液热交换器、流量分配阀组、换流阀顺次连接，换流阀冷却介质出口管路又与供液回液热交换器连接，出来经过散热单元后连接到储液罐上，形成内冷却回路。本实用新型一方面通过内冷系统结合外冷系统，能够大大提升冷却能力，另一方面在换流阀之前增加冷却介质的升温装置，有利于冷却介质在换流阀处发生相变，大大提高吸收的热量。

技术领域

本实用新型属于换流阀冷却技术领域，具体涉及一种换流阀冷却系统，用于对高压直流输电工程中的换流阀冷却。

背景技术

高压直流输电(High-Voltage Direct Current Transmission，HVDC)以其具有较高的经济性和优异的控制性能等突出优点，被广泛应用于远距离输电，充分发挥其高电压、远距离、大容量等优点，解决我国发电能源资源分布和负荷分布极其不均衡问题。

换流阀在高压直流输电中承担着交流/直流变换的重要功能，其性能直接关系整个高压直流输电系统的可靠运行。换流阀在电流变换中的功率损耗转换为废热，换流阀功耗较大，废热热耗大，为大热耗部件，需对换流阀采取有效冷却措施，以控制其内部晶闸管等元器件温度处于允许范围内，保证换流阀稳定工作。换流阀冷却是关系换流阀乃至整个高压直流输电系统稳定可靠运行的关键问题。

换流阀冷却方式先后出现过自然对流冷却、通风冷却、液冷冷却(包括水冷和油冷)和蒸发冷却。自然对流冷却和通风冷却是通过空气自然对流和强迫通风将换流阀热量带走的冷却方式，由于风冷散热能力不能适应日益增加的换流阀功率密度，已经淘汰；油冷的冷却效率优于风冷，但相比于水冷系统，存在油的粘度大导致阻力大流速低，导致冷却效率低于水冷，同时相比于水冷，存在成本高的缺点。蒸发冷却是将冷却介质放在密闭设备中，依靠冷却介质蒸发吸收热量，换热系数较风冷和液冷有显著提高，但是缺乏动力驱动难于适应换流阀大规模冷却系统需求。目前换流阀广泛采用的冷却方式为水冷系统，水冷系统一般包括内水冷系统和外水冷系统或外风冷系统，内水冷系统通过水循环收集换流阀内部产生的废热，并最终通过外水冷系统或外风冷系统进行废热排散，实现换流阀冷却控温功能。外水冷系统一般采用冷却塔方式，通过喷淋系统和风机将喷淋在管束表面的水膜在通风作用下发生蒸发冷却，外水冷系统存在低温寒冷地区防冻结问题；外风冷系统一般采用空冷方式对内水冷循环水进行冷却，其冷却效率、占地规模等方面不及外水冷系统，但对寒冷地区环境较外水冷系统具有较好的适应性。

尽管水冷在换流阀冷却中取得广泛应用，但水冷冷却方式存在较多突出问题，比如换热能力不够、内水冷系统频发腐蚀、泄漏、堵塞等问题。内水冷系统中水与电气设备直接接触，水与晶闸管铝散热器发生电化学腐蚀，密封圈腐蚀等导致系统漏水漏电；光触发换流阀塔均压电极在电场的作用下容易形成垢质，脱落后堵塞循环水回路导致器件散热恶化引发烧毁，据统计内冷水系统故障占冷却系统故障总数的71.4％。为解决内水冷系统腐蚀、泄漏等问题，换流阀内水冷系统采用去离子水，相应需配置离子罐去除水中杂质离子、过滤器过滤颗粒物等，增加了水冷系统复杂性、投资成本和定期维护成本，存在长寿命稳定运行风险。此外随着换流阀功率的增加，水冷系统水流量需要不断增加，换流阀冷却系统规模和功率也随之加大，换热热流密度进一步提高，水冷系统规模和冷却能力存在局限性，因而有必要寻求更为安全可靠、冷却效率更高的换流阀冷却方式。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种换流阀冷却系统。

本实用新型是这样实现的，一种换流阀冷却系统，包括储液罐、内冷系统动力循环泵、供液回液热交换器、流量分配阀组、换流阀和散热单元，储液罐、内冷系统动力循环泵、供液回液热交换器、流量分配阀组、换流阀顺次连接，换流阀冷却介质出口管路又与供液回液热交换器连接，出来经过散热单元后连接到储液罐上，形成内冷却回路。