一種用于直流輸電的換流閥和閥廳的聯合換熱系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于直流輸電的換流閥和閥廳的聯合換熱系統，包括用于換流閥換熱的換流閥回路(I)和用于閥廳換熱的閥廳回路(II)，換流閥回路(I)中，流出換流閥回路換熱器(1)的介質至少分為兩路，第一路流經換流閥回到換流閥回路循環泵(2)，第二路經過閥廳空調冷凝器(6)后回到換流閥回路循環泵(2)。本實用新型通過閥廳空調，將換流閥回路與閥廳回路聯合起來，閥廳空調使用換流閥回路已經進行冷卻(加熱)的介質，不像原來的閥廳空調必須提供冷凝的能量，冷凝器可以采用管殼式散熱器，減少了閥廳空調的能量消耗和成本。
【專利說明】一種用于直流輸電的換流閥和閥廳的聯合換熱系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于直流輸電的換流閥和閥廳的聯合換熱系統。
【背景技術】
[0002]直流輸電工程中使用的交流與直流轉換的核心單元為換流閥，換流閥通常布置在一個密閉的閥廳空間內。換流閥運行時各元件的功耗發熱量主要通過閥冷水系統帶走，同時換流閥元件只能在一定范圍內的正常運行環境溫度和相對濕度條件下工作。此外當閥廳停運檢修時，閥廳內還需要保證適宜的工作環境和清潔度的要求。為此閥廳需要設置必要的空調通風系統，并保持閥廳內的正壓。常規的閥廳空調系統的工藝流程如圖1所示:
[0003]閥廳空調系統主要由空調循環泵、閥廳空氣冷卻器、空調主機構成。
[0004]在制冷工況下，其中，空調主機用蒸發器(管殼式換熱器)和空調循環泵、閥廳空氣冷卻器構成閥廳換熱回路，其特點是:由空調循環泵驅動，使用氟利昂或其類似物質作為閥廳空氣的冷卻介質的回路。
[0005]同時，空調主機內形成空調換熱回路，包括:空調主機用冷凝器(空氣冷卻器)、壓縮機、節流閥等；其特點是:由高效的冷卻工質:氟利昂或其類似物質組成的回路，主要由壓縮機驅動。
[0006]如圖2為常規的換流閥換熱系統:設備主要包括主循環泵和室外換熱設備。其中主循環泵作為換流閥的一次冷卻水循環的動力源；而室外換熱設備是保證換流閥冷卻要求的核心和保證，沒有它整個換流閥冷卻設備將失去效用，室外換熱設備通常為空氣冷卻器或閉式冷卻塔。在換流閥換熱系統中一般只使用純水或純水+乙二醇的混合物作為冷卻介質。
[0007]常規的流閥換熱系統和閥廳空調；第一，每個閥廳設置兩套完全獨立的閥廳空調系統，因此設備占地面積較大；而且，在對換熱效率要求一定的情況下，對一次設備的性能要求很高，導致一次性設備投資成本較高。第二，雖然兩系統獨立控制，但是閥冷系統或閥廳空調系統中任意一個系統故障，換流閥均必須停運，不僅導致工程對兩系統的可靠性和穩定性要求均很高，而且對控制也有較高要求，進一步推高了系統成本。
實用新型內容
[0008]本實用新型的目的是提供一種用于直流輸電的換流閥和閥廳的聯合換熱系統，用以解決現有系統成本高的問題。
[0009]為實現上述目的，本實用新型的方案包括:
[0010]用于直流輸電工程的換流閥與閥廳的聯合換熱系統，包括用于換流閥換熱的換流閥回路(I)和用于閥廳換熱的閥廳回路(II)，換流閥回路(I)包括串聯的換流閥回路循環泵(2)和換流閥回路換熱器(I);閥廳回路(II)包括串聯的閥廳空調(3)、閥廳室內換熱器(10)和閥廳回路循環泵(9);所述換流閥回路(I)中，流出換流閥回路換熱器(I)的介質至少分為兩路，第一路流經換流閥回到換流閥回路循環泵(2)，第二路經過閥廳空調冷凝器(6)后回到換流閥回路循環泵(2);閥廳空調(3)包括所述閥廳空調冷凝器(6)、閥廳空調蒸發器(8)、節流閥(7)和壓縮機(4)。
[0011]所述換流閥回路換熱器(I)為風力換熱器和/或噴淋換熱器，或是空冷器。
[0012]閥廳空調冷凝器￠)、閥廳空調蒸發器(8)為管殼式換熱器和/或液-液換熱器。
[0013]所述換流閥回路(I)和閥廳回路(II)的介質為純水或純水與乙二醇的混合物。
[0014]本實用新型中，閥廳回路也與原回路相同，換流閥回路在原回路基礎上，在流出換流閥回路換熱器的介質至少分為兩路，一路流經換流閥，另一路流入閥廳空調冷凝器。通過閥廳空調，將換流閥回路與閥廳回路聯合起來，閥廳空調使用換流閥回路已經進行冷卻(加熱)的介質，不像原來的閥廳空調必須提供冷凝的能量，冷凝器可以采用管殼式散熱器，減少了閥廳空調的能量消耗和成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是常規閥廳空調系統；
[0016]圖2是常規換流閥換熱系統；
[0017]圖3是實施例1的換熱系統原理圖；
[0018]圖4是實施例2的換熱系統原理圖；
[0019]圖5是實施例3的換熱系統原理圖；
[0020]I換流閥回路換熱器，2換流閥回路循環泵，3閥廳空調，4，壓縮機，6，閥廳空調冷凝器，7節流閥，8閥廳空調蒸發器，9閥廳回路循環泵，10閥廳室內換熱器，11噴淋泵，12淋水池。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明。
[0022]以下說明中，將換流閥相關的介質循環回路簡稱為換流閥回路，閥廳系統相關的介質循環回路簡稱為閥廳回路。
[0023]實施例1
[0024]如圖3所示，虛線框I中為換流閥回路，虛線框II中為閥廳回路。
[0025]閥廳回路與常規組成一致，包括串聯設置的閥廳空冷器10、閥廳回路循環泵9、閥廳空調3 ;換流閥回路包括換流閥回路循環泵2和換流閥回路換熱器I。
[0026]本實用新型的基本方案在于，通過閥廳空調將換流閥回路與閥廳回路聯合起來。流出換流閥回路換熱器I的介質除了一部分直接進入換流閥，另一部分進入了閥廳空調冷凝器6后回到換流閥回路循環泵入口。基于以上設置，閥廳空調3的冷凝器不需要主動散熱，可以采用管殼式換熱器。
[0027]具體的，本實用新型的系統實際上由三個循環回路構成，如圖3所示，一個循環回路為換流閥回路I，一個為閥廳回路II，一個為閥廳空調循環回路。
[0028]換流閥回路1:在換流閥回路循環泵2的驅動下，被經過室外換熱設備(即換流閥回路換熱器I)的內冷水(換流閥回路冷卻介質)部分進入換流閥中冷卻換流閥，另一部分進入閥廳空調中的冷凝器冷卻(加熱)空調中的壓縮機換熱介質，其后兩部分在換流閥出口混合，混合后的內冷水進入室外換熱設備中被重新冷卻......如此不斷往復循環。
[0029]閥廳回路I1:設置在控制樓中的閥廳空冷器10吸入閥廳內的空氣，空氣與閥廳回路冷卻介質進行換熱而使空氣不斷被冷卻(加熱)。被空氣加熱(冷卻)后的空調循環水被閥廳回路循環泵9泵送至閥廳空調中的蒸發器8中，閥廳回路冷卻介質在閥廳空調蒸發器換熱后，形成溫度較低(高)的介質，重新回到閥廳空冷器中……，如此不斷往復循環。
[0030]閥廳空調循環回路:在閥廳空調蒸發器8中的空調冷卻介質在壓縮機的驅動作用下進入冷凝器6使空調冷卻介質被冷卻(加熱)后重新進入蒸發器……，如此不斷往復循環。
[0031]具體的，如圖3所示，換流閥回路換熱器I采用變頻風機。
[0032]系統分為兩種工況，一種是制冷工況，一種是制熱工況。
[0033]I)制冷工況下:
[0034]換流閥回路1:在換流閥回路循環泵2的驅動下，被經過室外換熱設備(即換流閥回路換熱器I)的內冷水(換流閥回路冷卻介質)部分進入換流閥中冷卻換流閥，另一部分進入閥廳空調中的冷凝器冷卻空調中的壓縮機換熱介質，其后兩部分在換流閥出口混合，混合后的內冷水進入室外換熱設備中被重新冷卻......如此不斷往復循環。
[0035]閥廳回路I1:設置在控制樓中的閥廳空冷器10吸入閥廳內的空氣，空氣與閥廳回路冷卻介質進行換熱而使空氣不斷被冷卻。被空氣加熱后的空調循環水被閥廳回路循環泵9泵送至閥廳空調中的蒸發器8中，閥廳回路冷卻介質在閥廳空調蒸發器換熱后，形成溫度較低的介質，重新回到閥廳空冷器中……，如此不斷往復循環。
[0036]閥廳空調循環回路:在閥廳空調蒸發器8中的空調冷卻介質在壓縮機的驅動作用下進入冷凝器6使空調冷卻介質被冷卻后重新進入蒸發器……，如此不斷往復循環。
[0037]2)制熱工況下:
[0038]換流閥回路1:在換流閥回路循環泵2的驅動下，被經過室外換熱設備(即換流閥回路換熱器I)的內冷水(換流閥回路冷卻介質)部分進入換流閥中冷卻換流閥，另一部分進入閥廳空調中的冷凝器加熱空調中的壓縮機換熱介質，其后兩部分在換流閥出口混合，混合后的內冷水進入室外換熱設備中被重新冷卻......如此不斷往復循環。
[0039]閥廳回路I1:設置在控制樓中的閥廳空冷器10吸入閥廳內的空氣，空氣與閥廳回路冷卻介質進行換熱而使空氣不斷被加熱。被空氣冷卻后的空調循環水被閥廳回路循環泵9泵送至閥廳空調中的蒸發器8中，閥廳回路冷卻介質在閥廳空調蒸發器換熱后，形成溫度較高的介質，重新回到閥廳空冷器中……，如此不斷往復循環。
[0040]閥廳空調循環回路:在閥廳空調蒸發器8中的空調冷卻介質在壓縮機的驅動作用下進入冷凝器6使空調冷卻介質被加熱后重新進入蒸發器……，如此不斷往復循環。
[0041]由實施例1可知:閥廳空調中冷凝器采用管殼式換熱器，換熱效率增大，設備占地面積較小，一次性投資費用降低。由于使用閥冷系統已經被冷卻后的水作為閥廳空冷器的冷卻水，減小了設備運行時的冷卻容量要求，體現了節能的特點；閥廳空調系統與閥冷系統有機結合，形成了聯合控制系統，降低了單一系統故障導致換流閥停運的可能性，提高了系統運行的可靠性。
[0042]實施例2
[0043]如圖4，與實施例1區別在于，換流閥回路換熱器I采用變頻風機加噴淋裝置，噴淋裝置包括噴淋泵11和淋水池12。
[0044]實施例3
[0045]如圖5，與實施例1區別在于，換流閥回路換熱器I采用空冷器。
[0046]綜上所述，通過以上工藝，本設備達成了如下目標:①、解決了換流閥系統和閥廳空調系統獨立設置時閥廳空調可靠性差的問題:使用聯合冷卻系統有效避免了閥廳內設備2套獨立空調的問題，降低了設備造價成本；同時將換流閥系統和空調系統有機結合，有效避免了閥冷系統和空調系統相互配合不當引起凝露，而導致的換流閥和直流輸電工程停運問題；②、創造性地將換流閥系統和閥廳空調相結合，形成一體化的工作系統，使其與常規直流輸電工程中獨立使用換流閥系統和閥廳空調系統相比，減少了設備種類，有效降低了設備一次性投資，大大減少了設備運行時的維護工作量。
[0047]以上給出了具體的實施方式，但本實用新型不局限于所描述的實施方式。本實用新型的基本思路在于上述基本方案，對本領域普通技術人員而言，根據本實用新型的教導，設計出各種變形的模型、公式、參數并不需要花費創造性勞動。在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下對實施方式進行的變化、修改、替換和變型仍落入本實用新型的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種用于直流輸電的換流閥和閥廳的聯合換熱系統，其特征在于，包括用于換流閥換熱的換流閥回路(I)和用于閥廳換熱的閥廳回路(II)，換流閥回路(I)包括串聯的換流閥回路循環泵(2)和換流閥回路換熱器(I);閥廳回路(II)包括串聯的閥廳空調(3)、閥廳室內換熱器(10)和閥廳回路循環泵(9); 所述換流閥回路(I)中，流出換流閥回路換熱器(I)的介質至少分為兩路，第一路流經換流閥回到換流閥回路循環泵(2)，第二路經過閥廳空調冷凝器(6)后回到換流閥回路循環栗(2); 閥廳空調(3)包括所述閥廳空調冷凝器(6)、閥廳空調蒸發器(8)、節流閥(7)和壓縮機⑷。
2.根據權利要求1所述的聯合換熱系統，其特征在于，所述換流閥回路換熱器(I)為風力換熱器和/或噴淋換熱器，或是空冷器。
3.根據權利要求1所述的聯合換熱系統，其特征在于，閥廳空調冷凝器(6)、閥廳空調蒸發器(8)為管殼式換熱器和/或液-液換熱器。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的聯合換熱系統，其特征在于，所述換流閥回路(I)和閥廳回路(II)的介質為純水或純水與乙二醇的混合物。
【文檔編號】F24F13/30GK204190601SQ201420662610
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月6日 優先權日:2014年11月6日
【發明者】王大偉, 白杰, 王強 申請人:許昌許繼晶銳科技有限公司