一種海上風力發電機組水冷系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種海上風力發電機組水冷系統，包括水冷管路，檢測水冷管路內冷卻液的水壓并發送水壓信號的壓力傳感器，通過補水管與水冷管路的補水接口連接的水箱，水箱內充有冷卻液，補水管上設置有水泵；當水冷管路內的水壓小于第一預設水壓值時控制水泵開啟，當水冷管路內的水壓大于第二預設水壓值時控制水泵關閉的控制器，其與壓力傳感器連接。本發明在需要補水量很小的情況時，可以利用控制器和水泵自動完成冷卻系統的補水任務，水箱內的水可以使用較長時間，待水箱內的水不能滿足補水要求時再進行一次維護，所以能夠減少海上風力發電機組的維護次數，從而減少了風機的停機次數，縮短了維護時間和維護成本，進而減少了機組的停運發電損失。
【專利說明】—種海上風力發電機組水冷系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及風力發電【技術領域】，更具體地說，涉及一種海上風力發電機組水冷系統。
【背景技術】
[0002]由于考慮到大氣中鹽霧的腐蝕，海上風力發電機組的主要發熱部件(如電機、變頻器、變壓器等)均采用水冷的方式進行冷卻。為了保證機組的正常發電，海上風力發電機組水冷系統的系統壓力需保持在一定范圍內運行。
[0003]但是，某些情況如管路發生滴漏或者管路中水分長時間的自然蒸發等均會導致系統水壓下降，當系統的水壓低于設定值時就會影響冷卻系統冷卻液的循環量，大大降低冷卻效果，影響機組的正常發電，所以每當水壓低于設定值時就需要對水冷系統進行一次維護，對其進行補水，維護次數較多，進而造成風機的停機次數較多，影響機組的發電量；即使因冷卻液自然蒸發需要補充很少的水量時，也需要進行一次補水，機組也會停機較長的時間,維護時間較長,并且維護成本較高。
[0004]而特殊的海上風電場環境在每次補水時均需要維護人員帶上加液泵、新的冷卻液和管路到機組進行操作，補水過程中的勞動強度較大，費時費力；而且海上在大風、大浪、黑夜等環境下時會致使維護人員無法上機，進而造成機組停機而損失發電量。
[0005]此外，目前在對水冷系統進行補水時主要通過人工去控制最終系統水壓，較易造成壓力過高使冷卻液從安全閥處泄露的情況，形成浪費，同時污染艙內環境。
[0006]綜上所述，如何減少海上風力發電機組的維護次數，以減少風機的停機次數，縮短維護時間和維護成本，進而減少機組的停運發電損失，是目前本領域技術人員亟待解決的技術問題。
【發明內容】
[0007]有鑒于此，本發明的目的在于提供一種海上風力發電機組水冷系統，以減少海上風力發電機組的維護次數，從而減少風機的停機次數，縮短維護時間和維護成本，進而減少機組的停運發電損失。
[0008]為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案:
[0009]一種海上風力發電機組水冷系統，包括設置在機組的發熱部件外部的水冷管路，用于檢測所述水冷管路內冷卻液的水壓并發送水壓信號的壓力傳感器，還包括:
[0010]通過補水管與所述水冷管路的補水接口連接的水箱，所述水箱內充有冷卻液，所述補水管上設置有用于將所述水箱內的冷卻液輸送到所述水冷管路內的水泵；
[0011]用于接收所述水壓信號，當所述水冷管路內的水壓小于第一預設水壓值時控制所述水泵開啟，當所述水冷管路內的水壓大于第二預設水壓值時控制所述水泵關閉的控制器，所述控制器與所述壓力傳感器連接，所述第二預設水壓值大于所述第一預設水壓值。
[0012]優選的，上述海上風力發電機組水冷系統還包括:[0013]用于檢測所述水箱內冷卻液的液位并發送液位信號的液位計，所述液位計設置在所述水箱上；
[0014]接收所述液位信號的遠程控制器，所述遠程控制器分別與所述液位計和所述壓力傳感器連接。
[0015]優選的，上述海上風力發電機組水冷系統，所述水箱的頂端設置有加液口 ；
[0016]所述遠程控制器上還設置有報警裝置，當所述水箱內冷卻液的液位低于預設液位值時所述遠程控制器控制所述報警裝置發送補水信號以提醒工作人員向所述水箱內添加冷卻液。
[0017]優選的，上述海上風力發電機組水冷系統中，所述報警裝置為警示燈或者語音警不器中的一種。
[0018]優選的，上述海上風力發電機組水冷系統中，所述水冷管路上還設置有安全閥，當所述水冷管路內的水壓大于所述第二預設水壓值時所述安全閥向外排放冷卻液。
[0019]優選的，上述海上風力發電機組水冷系統還包括回流管，所述回流管的進口與所述安全閥的出口連通，所述回流管的出口與所述水箱連通。
[0020]優選的，上述海上風力發電機組水冷系統還包括設置在所述補水管上的單向閥，所述單向閥位于所述水泵的出口與所述水冷管路的補水接口之間。
[0021]優選的，上述海上風力發電機組水冷系統還包括設置在所述補水管上的過濾器，所述過濾器位于所述水泵的出口和所述單向閥的進口之間。
[0022]優選的，上述海上風力發電機組水冷系統還包括:
[0023]用于檢測所述水冷管路進口處的冷卻液溫度并發送溫度信號的溫度傳感器，所述溫度傳感器設置在所述水冷管道的進口處；
[0024]用于加熱冷卻液的加熱器，所述加熱器與所述控制器連接，當所述水冷管路進口處的冷卻液溫度低于預設溫度值時所述控制器控制所述加熱器開啟。
[0025]從上述的技術方案可以看出，本發明提供的海上風力發電機組水冷系統包括水冷管路、壓力傳感器、水箱、水泵和控制器；其中，水冷管路設置在機組的發熱部件外部；壓力傳感器用于檢測水冷管路內冷卻液的水壓并發送水壓信號；水箱通過補水管與水冷管路的補水接口連接，水箱內充有冷卻液；水泵用于將水箱內的冷卻液輸送到水冷管路內，其設置在補水管上；控制器用于接收水壓信號，當水冷管路內的水壓小于第一預設水壓值時控制水泵開啟，當水冷管路內的水壓大于第二預設水壓值時控制水泵關閉，該控制器與壓力傳感器連接，上述第二預設水壓值大于第一預設水壓值。
[0026]本發明通過壓力傳感器檢測水冷管路即水冷系統內冷卻液的水壓，并將水壓信號發送給控制器；當水冷管路內的水壓小于第一預設水壓值時利用控制器控制水泵開啟，通過水泵將水箱內的冷卻液輸送到水冷管路內，以提高水冷管路的水壓；當水冷管路內的水壓大于第二預設水壓值時利用控制器控制水泵關閉，停止向水冷管路內輸送冷卻，所以能夠使水冷管路內的水壓保持在第一預設水壓值和第二預設水壓值之間，從而能夠保證冷卻系統冷卻液的循環量，達到機組正常運行的冷卻效果。
[0027]綜上可知，本發明利用控制器根據水冷管路內冷卻液的水壓自動控制水泵的啟停，從而能夠將水箱內的冷卻液自動補入水冷管路內；在需要補水量很小的情況如水冷管路由于長時間的自然蒸發導致系統水壓下降時，可以利用控制器和水泵自動完成冷卻系統的補水任務，由于每次補水量較少，水箱內的水可以使用較長時間，待水箱內的水不能滿足補水要求時再進行一次維護，對其進行補水，避免每當水壓低于設定值時維護人員就必須上到機組對水冷系統進行維護，所以本發明的海上風力發電機組水冷系統能夠減少海上風力發電機組的維護次數，從而減少了風機的停機次數，縮短了維護時間和維護成本，進而減少了機組的停運發電損失。
[0028]同時，本發明在進行維護時僅需維護人員帶上新的冷卻液，將冷卻液加入到水箱內，便于操作，降低了維護勞動強度，進一步提高了維護效率。而且當因冷卻管路輕微滲漏造成水壓降低，而海上受天氣、海浪等諸多因素的影響致使維護人員無法上機時，本發明能夠向冷卻管路自動補入冷卻液，從而有效延緩發熱部件超溫，為上機解決故障或正常添加冷卻液爭取時間，增加發電量，同時減少因發發熱部件溫度升高而發生報警停機的情況。
[0029]此外，本發明通過壓力傳感器實時檢測水冷管路的水壓，并通過控制器控制水泵的啟閉，能夠自動控制最終系統水壓，從而減少了因壓力過高使冷卻液從安全閥處泄露的情況。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0031]圖1是本發明實施例提供的海上風力發電機組水冷系統的結構示意圖；
[0032]圖2是圖1中A的局部放大結構圖。
【具體實施方式】
[0033]本發明實施例提供了一種海上風力發電機組水冷系統，能夠減少海上風力發電機組的維護次數，從而減少了風機的停機次數，縮短了維護時間和維護成本，進而減少了機組的停運發電損失。
[0034]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0035]請參考附圖1-2，本發明實施例提供的海上風力發電機組水冷系統包括水冷管路
10、壓力傳感器12、水箱2、水泵6和控制器I ;其中，水冷管路10設置在機組的發熱部件外部；壓力傳感器12用于檢測水冷管路10內冷卻液的水壓并發送水壓信號；水箱2通過補水管與水冷管路10的補水接口連接，水箱2內充有冷卻液；水泵6用于將水箱2內的冷卻液輸送到水冷管路10內，其設置在補水管上；控制器I用于接收水壓信號，當水冷管路10內的水壓小于第一預設水壓值時控制水泵6開啟，當水冷管路10內的水壓大于第二預設水壓值時控制水泵6關閉，該控制器I與壓力傳感器12連接，上述第二預設水壓值大于第一預設水壓值。本實施例中，第一預設水壓值具體為0.8bar，第二預設水壓值具體為2.8bar,當然，根據不同的工作溫度上述第一預設水壓值和第二預設水壓值還可以為其他數值。[0036]需要說明的是，上述冷卻液優選為水和乙二醇的混合物，與水冷管路10內部本身的冷卻液物質相同，具有低溫防冰凍的優點，當然，在氣溫較高時，上述冷卻液也可以僅為水。為了便于描述本說明書中將“補入冷卻液”簡稱為補水。
[0037]本發明通過壓力傳感器12檢測水冷管路10即水冷系統內冷卻液的水壓，并將水壓信號發送給控制器I ;當水冷管路10內的水壓小于0.Sbar時利用控制器I控制水泵6開啟，通過水泵6將水箱2內的冷卻液輸送到水冷管路10內，以提高水冷管路10的水壓；當水冷管路10內的水壓大于2.Sbar時利用控制器I控制水泵6關閉，停止向水冷管路10內輸送冷卻，所以能夠使水冷管路10內的水壓保持在0.Sbar和2.Sbar之間，從而能夠保證冷卻系統冷卻液的循環量，達到機組正常運行的冷卻效果。
[0038]綜上可知，本發明利用控制器I根據水冷管路10內冷卻液的水壓自動控制水泵6的啟停，從而能夠將水箱2內的冷卻液自動補入水冷管路10內；在需要補水量很小的情況如水冷管路10由于長時間的自然蒸發導致系統水壓下降時，可以利用控制器I和水泵6自動完成冷卻系統的補水任務，由于每次補水量較少，水箱2內的水可以使用較長時間，待水箱2內的水不能滿足補水要求時再進行一次維護，對其進行補水，避免每當水壓低于設定值時維護人員就必須上到機組對水冷系統進行維護，所以本發明的海上風力發電機組水冷系統能夠減少海上風力發電機組的維護次數，從而減少了風機的停機次數，縮短了維護時間和維護成本，進而減少了機組的停運發電損失。
[0039]同時，本發明在進行維護時僅需維護人員帶上新的冷卻液，將冷卻液加入到水箱2內，便于操作，降低了維護勞動強度，進一步提高了維護效率。而且當因水冷管路10輕微滲漏造成水壓降低，而海上受天氣、海浪等諸多因素的影響致使維護人員無法上機時，本發明能夠向水冷管路10自動補入冷卻液，從而有效延緩發熱部件超溫，為上機解決故障或正常添加冷卻液爭取時間，增加發電量，同時減少因發熱部件溫度升高而發生報警停機的情況。
[0040]此外，本發明通過壓力傳感器12實時檢測水冷管路10的水壓，并通過控制器I控制水泵6的啟閉，能夠自動控制最終系統水壓，從而減少了因壓力過高使冷卻液從安全閥13處泄露的情況。
[0041]在本發明一具體實施例中，海上風力發電機組水冷系統還包括液位計4和遠程控制器3，液位計4用于檢測水箱2內冷卻液的液位并發送液位信號，其設置在水箱2上；遠程控制器3用于接收液位信號，其分別與液位計4和壓力傳感器12連接。本發明利用液位計4檢測水箱2內冷卻液的液位并將液位信號發送給遠程控制器3，則遠程控制器3可以遠程監控水箱2中冷卻液的消耗，并可根據冷卻液的消耗的間接判斷冷卻系統是否存在泄漏，若水箱2中水的消耗較快，提醒維護人員需要檢查冷卻系統的管路是否存在泄露現象；同時維護人員可以根據水箱2內液位適時地做好添加新冷卻液的準備，一旦時機允許，SP可為自動補水裝置的水箱2補充新冷卻液。而且，壓力傳感器12同時將壓力信號發送給遠程控制器3，遠程控制器3可同時采集冷卻系統的壓力信號和水箱2的液位信號，以此判定系統運行是否正常。具體的，本發明采用風機主控作為遠程控制器3。
[0042]優選的，上述水箱2的頂端設置有加液口 5 ;由于水箱2在使用一段時間后，水箱2內的冷卻液會減少，本發明可以從加液口 5將新的冷卻液直接倒入水箱2即可實現加液，操作方便，加快了維護效率；而且在加液的過程中不會影響水泵6的正常運行，可以照常進行自動補水，縮短了停機時間。上述水箱2還可以不設置加液口 5，通過直接將補水管從原水箱2上拆下再連接上新的水箱2，或者通過將水箱2的蓋打開加入新的冷卻液，以實現同樣的加液的效果。
[0043]上述遠程控制器3上還設置有報警裝置，當水箱2內冷卻液的液位低于預設液位值時遠程控制器3控制報警裝置發送補水信號以提醒工作人員向水箱2內添加冷卻液。本發明在水箱2內冷卻液的液位低于預設液位值時，通過遠程控制器3控制報警裝置發送補水信號，提醒工作人員需要向水箱2內添加冷卻液，所以能夠使維護人員及早地發現水箱2缺水的情況，盡早地補水，提高了機組正常運行發電的可靠性。
[0044]維護人員可根據為水箱2加水時間間隔的長短，判定水冷管路10是否存在泄漏。當然，本發明還可以通過水泵6的啟動頻次，判定冷卻系統中管路是否存在泄露。
[0045]上述報警裝置為警示燈或者語音警示器中的一種。本發明在水箱2內冷卻液的液位低于預設液位值時，通過警示燈的閃動或者語音警示器的語音提醒來通知維護人員，便于維護人員察覺。當然，報警裝置還可以同時包括警示燈和語音警示器，進一步加大警示效果。上述報警裝置還可以通過數據輸出到顯示屏上使維護人員察覺。
[0046]在本發明一具體實施例中，水冷管路10上還設置有安全閥13，當水冷管路10內的水壓大于第二預設水壓值時安全閥13向外排放冷卻液。此時，當水冷管路10的水壓過高時冷卻液會從安全閥13處泄露出來，進而保證水壓的穩定性。
[0047]優選的，上述海上風力發電機組水冷系統還包括回流管，回流管的進口與安全閥13的出口連通，回流管的出口與水箱2連通。這樣一來，從安全閥13處即使溢流出少量的冷卻液，其也會通過回流管回流至水箱2，并可重復使用，不存在浪費，不會污染艙內環境。
[0048]為了避免冷卻液回流，上述實施例提供的海上風力發電機組水冷系統還包括設置在補水管上的單向閥8，該單向閥8位于水泵6的出口與水冷管路10的補水接口之間。這樣一來，水箱2內的冷卻液僅能由水泵6出口流入水冷管路10內，加快了補水效率，能夠避免因冷卻液發生回流造成水冷管路10水壓下降的情況。
[0049]在本發明一具體實施例中，海上風力發電機組水冷系統還包括設置在補水管上的過濾器7，該過濾器7位于水泵6的出口和單向閥8的進口之間。
[0050]本發明在補水時通過過濾器7在冷卻液進入水冷管路10之前對冷卻液進行過濾，能夠避免將外界的雜質帶入冷卻系統中，保證了進入冷卻系統中的冷卻液的清潔，進而能夠避免運行中發生堵塞管路的情況。
[0051]為了進一步優化上述技術方案，海上風力發電機組水冷系統還包括溫度傳感器9和加熱器11 ;溫度傳感器9用于檢測水冷管路10進口處的冷卻液溫度并發送溫度信號，其設置在水冷管道的進口處；加熱器11用于加熱冷卻液，其與控制器I連接，當水冷管路10進口處的冷卻液溫度低于預設溫度值時控制器I控制加熱器11開啟。本發明在冷卻液溫度較低時利用加熱器11對冷卻液加熱，能夠保證在較低的環境溫度下冷卻液的正常循環，進而保證發熱部件的正常運行。
[0052]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0053]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種海上風力發電機組水冷系統，包括設置在機組的發熱部件外部的水冷管路(10)，用于檢測所述水冷管路(10)內冷卻液的水壓并發送水壓信號的壓力傳感器(12)，其特征在于，還包括: 通過補水管與所述水冷管路(10)的補水接口連接的水箱(2)，所述水箱(2)內充有冷卻液，所述補水管上設置有用于將所述水箱(2)內的冷卻液輸送到所述水冷管路(10)內的水泵⑶; 用于接收所述水壓信號，當所述水冷管路(10)內的水壓小于第一預設水壓值時控制所述水泵(6)開啟，當所述水冷管路(10)內的水壓大于第二預設水壓值時控制所述水泵(6)關閉的控制器(I)，所述控制器(I)與所述壓力傳感器(12)連接，所述第二預設水壓值大于所述第一預設水壓值。
2.如權利要求1所述的海上風力發電機組水冷系統，其特征在于，還包括: 用于檢測所述水箱(2)內冷卻液的液位并發送液位信號的液位計(4)，所述液位計(4)設置在所述水箱(2)上； 接收所述液位信號的遠程控制器(3)，所述遠程控制器(3)分別與所述液位計(4)和所述壓力傳感器(12)連接。
3.如權利要求2所述的海上風力發電機組水冷系統，其特征在于，所述水箱(2)的頂端設置有加液口(5)； 所述遠程控制器(3)上還設置有報警裝置，當所述水箱(2)內冷卻液的液位低于預設液位值時所述遠程控制器(3)控制所述報警裝置發送補水信號以提醒工作人員向所述水箱(2)內添加冷卻液。
4.如權利要求3所述的海上風力發電機組水冷系統，其特征在于，所述報警裝置為警示燈或者語音警示器中的一種。
5.如權利要求1所述的海上風力發電機組水冷系統，其特征在于，所述水冷管路(10)上還設置有安全閥(13)，當所述水冷管路(10)內的水壓大于所述第二預設水壓值時所述安全閥(13)向外排放冷卻液。
6.如權利要求5所述的海上風力發電機組水冷系統，其特征在于，還包括回流管，所述回流管的進口與所述安全閥(13)的出口連通，所述回流管的出口與所述水箱(2)連通。
7.如權利要求1-6任一項所述的海上風力發電機組水冷系統，其特征在于，還包括設置在所述補水管上的單向閥(8)，所述單向閥(8)位于所述水泵(6)的出口與所述水冷管路(10)的補水接口之間。
8.如權利要求7所述的海上風力發電機組水冷系統，其特征在于，還包括設置在所述補水管上的過濾器(7)，所述過濾器(7)位于所述水泵(6)的出口和所述單向閥(8)的進口之間。
9.如權利要求8所述的海上風力發電機組水冷系統，其特征在于，還包括: 用于檢測所述水冷管路(10)進口處的冷卻液溫度并發送溫度信號的溫度傳感器(9)，所述溫度傳感器(9)設置在所述水冷管道的進口處； 用于加熱冷卻液的加熱器(11)，所述加熱器(11)與所述控制器(I)連接，當所述水冷管路(10)進口處的冷卻液溫度低于預設溫度值時所述控制器⑴控制所述加熱器(11)開啟O
【文檔編號】H05K7/20GK103929016SQ201410175558
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月28日 優先權日:2014年4月28日
【發明者】丁學軍, 廖雪松, 吳玉超 申請人:中船重工(重慶)海裝風電設備有限公司