風力發電機組密閉式冷卻系統技術方案

本實用新型專利技術提供一種風力發電機組密閉式冷卻系統，包括設置在變流器柜內的泵站，泵站包括循環泵、水囊式穩壓罐、三通閥、旁路管路、第一至第四管路，循環泵的出口連接到三通閥的進口，旁路管路和第一管路的一端連接到三通閥的兩個出口，第一管路的另一端用于連接外部熱交換器的進口，第二管路用于連接外部熱交換器的出口和旁路管路的另一端，第三管路用于連接旁路管路與第二管路的匯合點和變流器換熱模塊進口，水囊式穩壓罐的出口連接到循環泵的進口，水囊式穩壓罐的進口連接到第四管路的一端，第四管路的另一端用于連接變流器換熱模塊的出口。根據本實用新型專利技術，提高了冷卻系統的集成度和可靠性，便于安裝和維護。

Closed cooling system of wind turbine generator set

The utility model provides a wind turbine closed cooling system, arranged in the converter cabinet in the pumping station, pumping station including circulating pump, water sac type surge tank, three-way valve, bypass pipe, the first to the fourth line, the outlet of the circulating pump is connected to the inlet end of the three-way valve, bypass pipeline and the pipeline is connected to the first two a three-way valve outlet, the other end of the first pipeline for inlet connection of an external heat exchanger, the second line for the other end is connected with an external heat exchanger outlet and a bypass pipeline, the third pipeline used for connecting the bypass line and second line junction and heat converter module imported water bag type surge tank outlet connected to the inlet circulating pump, inlet water sac type surge tank is connected to one end of the fourth line, the other end of the fourth line for connecting converter heat transfer module Exit\u3002 According to the utility model, the integration degree and the reliability of the cooling system are improved, and the installation and maintenance are convenient.

【技術實現步驟摘要】
風力發電機組密閉式冷卻系統
本技術涉及風力發電領域，特別涉及一種風力發電機組密閉式冷卻系統。
技術介紹
風能作為綠色清潔能源，近年來得到快速發展。隨著陸上風資源開發日趨飽和，優質的海上風能資源逐漸成為各國開發的重點，且風力發電機組越來越向大型發展。雖然海上風電有風資源優質、不占地、并網條件好等優勢，同時也面臨著成本高、維護難、環境條件惡劣等挑戰。隨著海上風電的發展，風力發電機組離海岸線越來越遠，再加上海上環境特別惡劣，其維護難度越來越大，維護成本越來越高，因此要求設備有較高的可靠性、可維護性。隨著機組功率的增長，相應的部件發熱量也增大。變流器和主變壓器作為機組主要的發熱部件，解決其散熱是風力發電機組的關鍵點之一。變流器用于將發電機發出的頻率和電壓均在變化的交流電轉換為符合電網接入規范的電壓、頻率恒定，波形為正弦波的交流電。主變壓器又稱箱變、升壓變壓器，用來將來自變流器的低壓電升壓后送往集電線路。變流器和主變壓器放置在塔筒內部的不同層上，例如主變壓器配置在塔筒內部的塔底基礎平臺，變流器配置在塔筒內部的第一層平臺。變流器和主變壓器之間有電纜連接。而且，變流器和主變壓器分別設置在起保護作用的柜體內。以往，在塔底基礎平臺和第一層平臺上安裝的兩個重要部件主變壓器和變流器，雖然兩者之間的距離很短，但使用了兩套獨立的冷卻系統，這兩套冷卻系統不僅在硬件上完全獨立，而且在軟件控制上亦是相互獨立的，這樣兩套冷卻系統不僅成本較高，且相對故障也較多，與海上機組降成本、提高可靠性的要求是相悖的。針對此，近來出現了利用一套冷卻系統同時完成機組兩種主要發熱部件變流器和主變壓器的散熱的方案。在這些方案中，從泵站流出的冷卻液先進入發熱部件帶走其熱量，然后流入設置在塔筒外部的外部熱交換器，將熱量釋放到外部空氣中，釋放熱量后的冷卻液回流到泵站，從而完成一個循環。但是，對于這種循環可能存在的問題卻缺乏認識。泵站的出口側是整個冷卻系統的壓力最高點，因此上述循環導致高壓冷卻液直接流入到發熱部件內的換熱模塊，換熱模塊所受到的沖擊較大，易發生故障。特別是，當變流器、主變壓器等發熱部件內的換熱模塊使用微通道換熱器時，因結構較脆弱，更容易損壞。而且，目前風電機組廠家都是外購冷卻系統，缺乏與變流器、主變壓器的一體化設計。而且，冷卻系統的泵站作為獨立產品，設置在單獨的柜體內，不僅占用塔筒內較大的空間，而且接口較多，現場吊裝、接線、管路連接等工作量較大。另外，上述的冷卻系統中的穩壓設備基本為傳統的氣囊式膨脹罐或隔膜式膨脹罐，利用預沖壓氣體和隔膜或氣囊式的作用，來緩沖調節系統壓力不會有巨大的變化，以保證冷卻系統的正常工作。然而，氣囊由于長期受到的扭力較大易斷裂，罐體內部預沖壓氣體易漏氣。這些問題使得密閉式系統的系統壓力極不穩定。而且，氣囊式膨脹罐或隔膜式膨脹罐會頻繁報出系統壓力低的故障，影響正常使用。同時，傳統氣囊式膨脹罐的使用，也使得機組的維護、更換器件的工作非常頻繁。此外，目前的風力發電機組密閉式冷卻系統通常使用一臺循環泵或者兩臺循環泵一備一用的方式，來驅動系統中冷卻介質的流動。對于使用一臺循環泵的冷卻系統，因為循環泵的機封為薄弱點，機組經常由于機封不可預見性的損壞導致機組長時間停機。對于采用一備一用循環泵的冷卻系統，雖然在一臺循環泵損壞的情況下，可切入備用循環泵，以使機組繼續正常工作，但是目前的一備一用的切換需要手動進行切換，而且在一臺主循環泵長時間運行不損壞的情況下，備用泵就不會啟動，這樣就導致兩臺循環泵的壽命不一致。綜上所述，設計一套具有高可靠性、高集成化、高可維護性，同時可滿足發熱部件散熱需求的冷卻系統，對整個機組具有非常重大的意義。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種提高集成度和可靠性的風力發電機組密閉式冷卻系統。為了解決上述技術問題，本技術采用的一個技術方案是：提供一種風力發電機組密閉式冷卻系統，包括設置在變流器柜內的泵站，泵站包括循環泵、水囊式穩壓罐、三通閥、旁路管路、第一管路、第二管路、第三管路、第四管路，循環泵的出口連接到三通閥的進口，旁路管路和第一管路的一端分別連接到三通閥的兩個出口，第一管路的另一端用于連接外部熱交換器的進口，第二管路的一端連接到旁路管路的另一端，第二管路的另一端用于連接外部熱交換器的出口，第三管路的一端連接到旁路管路與第二管路的匯合點，第三管路的另一端用于連接變流器換熱模塊的進口，水囊式穩壓罐的流出口連接到循環泵的進口，水囊式穩壓罐的流入口連接到第四管路的一端，第四管路的另一端用于連接變流器換熱模塊的出口。所述第三管路可分支出第五管路，用于連接主變壓器換熱模塊的進口，所述第四管路可分支出第六管路，用于連接主變壓器換熱模塊的出口。所述水囊式穩壓罐可包括水囊和保護殼體，水囊為由彈性材質形成的冷卻液通道，其一端設有流入口，另一端設有流出口，而且保護殼體的內部形成用于收容水囊的非密閉空腔。水囊的兩端可形成法蘭盤，保護殼體的兩端可形成與之對應的支撐法蘭，法蘭盤與支撐法蘭抵接。可在循環泵上設置用于檢測機封處是否發生泄漏的機封泄漏檢漏裝置。機封泄漏檢漏裝置可包括泵頭襯里組件和檢漏傳感器，泵頭襯里組件包括泵頭襯里、位于泵頭襯里上側而與泵體軸孔連通的蓄水筒以及位于蓄水筒的側部而與蓄水筒內部空間連通的絲頭，檢漏傳感器設置于絲頭中。循環泵的數量可以為兩個，兩個循環泵并聯運行，且在循環泵的進口和出口分別設有電動球閥。循環泵與三通閥之間還可設有過濾器和/或加熱器。泵站可包括安裝底座，用于固定安裝構成泵站的部件。為了解決上述技術問題，本技術采用的另一個技術方案是：提供一種風力發電機組密閉式冷卻系統，包括設置在變流器柜內的泵站，泵站包括循環泵、水囊式穩壓罐、三通閥、旁路管路、第一管路、第二管路、第三管路、第四管路，循環泵的進口連接到水囊式穩壓罐的流出口，水囊式穩壓罐的流入口連接到三通閥的出口，旁路管路和第一管路的一端分別連接到三通閥的兩個進口，第一管路的另一端用于連接外部熱交換器的出口，第二管路的一端連接到旁路管路的另一端，第二管路的另一端用于連接外部熱交換器的進口，第三管路的一端連接到旁路管路與第二管路的匯合點，第三管路的另一端用于連接變流器換熱模塊的出口，第四管路的一端連接到循環泵的出口，第四管路的另一端用于連接變流器換熱模塊的進口。根據本技術，泵站被集成到變流器柜內，從而可在滿足變流器冷卻功能的同時充分利用變流器柜空間，節省了空間和成本。而且，泵站被構成為設置在變流器柜內的一個模塊，通過向外伸出的管路與外部熱交換器以及其他待冷卻設備連接，因此使安裝和維護更加簡單。而且，從泵站流出的冷卻液可先進入外部熱交換器，因此可防止高壓冷卻液直接流入到變流器換熱模塊，減少冷卻液的沖擊，保護變流器換熱模塊，從而降低故障率，提高可靠性。而且，通過使用水囊式穩壓罐，能夠更好地穩定系統壓力，避免了傳統氣囊式膨脹罐需頻繁補氣以及頻繁報出系統壓力低的故障的缺點，延長了穩壓設備的壽命，提高了可靠性，提高了冷卻系統的整體效率。而且，在循環泵的機封處增加機封泄漏檢漏裝置實時檢測循環泵機封狀態，使得冷卻系統更加智能化，故障原因更加明確，系統可靠性和效率變得更高。而且，故障原因的明確，一定程度上會減少維護人員不定期的檢修時間，也可減少因故障本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種風力發電機組密閉式冷卻系統，其特征在于，所述風力發電機組密閉式冷卻系統包括設置在變流器柜(200)內的泵站(100)，所述泵站(100)包括循環泵(10)、水囊式穩壓罐(20)、三通閥(15)、旁路管路(110a)、第一管路(111)、第二管路(112)、第三管路(113)、第四管路(114)，所述循環泵(10)的出口連接到所述三通閥(15)的進口，所述旁路管路(110a)和所述第一管路(111)的一端分別連接到所述三通閥(15)的兩個出口，所述第一管路(111)的另一端用于連接外部熱交換器(110)的進口，所述第二管路(112)的一端連接到所述旁路管路(110a)的另一端，所述第二管路(112)的另一端用于連接所述外部熱交換器(110)的出口，所述第三管路(113)的一端連接到所述旁路管路(110a)與所述第二管路(112)的匯合點，所述第三管路(113)的另一端用于連接變流器換熱模塊(120)的進口，所述水囊式穩壓罐(20)的流出口(212)連接到所述循環泵(10)的進口，所述水囊式穩壓罐(20)的流入口(211)連接到所述第四管路(114)的一端，所述第四管路(114)的另一端用于連接所述變流器換熱模塊(120)的出口。...

【技術特征摘要】
1.一種風力發電機組密閉式冷卻系統，其特征在于，所述風力發電機組密閉式冷卻系統包括設置在變流器柜(200)內的泵站(100)，所述泵站(100)包括循環泵(10)、水囊式穩壓罐(20)、三通閥(15)、旁路管路(110a)、第一管路(111)、第二管路(112)、第三管路(113)、第四管路(114)，所述循環泵(10)的出口連接到所述三通閥(15)的進口，所述旁路管路(110a)和所述第一管路(111)的一端分別連接到所述三通閥(15)的兩個出口，所述第一管路(111)的另一端用于連接外部熱交換器(110)的進口，所述第二管路(112)的一端連接到所述旁路管路(110a)的另一端，所述第二管路(112)的另一端用于連接所述外部熱交換器(110)的出口，所述第三管路(113)的一端連接到所述旁路管路(110a)與所述第二管路(112)的匯合點，所述第三管路(113)的另一端用于連接變流器換熱模塊(120)的進口，所述水囊式穩壓罐(20)的流出口(212)連接到所述循環泵(10)的進口，所述水囊式穩壓罐(20)的流入口(211)連接到所述第四管路(114)的一端，所述第四管路(114)的另一端用于連接所述變流器換熱模塊(120)的出口。2.如權利要求1所述的風力發電機組密閉式冷卻系統，其特征在于，所述第三管路(113)分支出第五管路(115)，用于連接主變壓器換熱模塊(130)的進口，所述第四管路(114)分支出第六管路(116)，用于連接所述主變壓器換熱模塊(130)的出口。3.如權利要求1或2所述的風力發電機組密閉式冷卻系統，其特征在于，所述水囊式穩壓罐(20)包括水囊(21)和保護殼體(22)，所述水囊(21)為由彈性材質形成的冷卻液通道，其一端設有所述流入口(211)，另一端設有所述流出口(212)，而且所述保護殼體(22)的內部形成用于收容所述水囊(21)的非密閉空腔(220)。4.如權利要求3所述的風力發電機組密閉式冷卻系統，其特征在于，所述水囊(21)的兩端形成法蘭盤(213)，所述保護殼體(22)的兩端形成與之對應的支撐法蘭(223)，所述法蘭盤(213)與所述支撐法蘭(223)抵接。5.如權利要求1或2所述的風力發電機組密閉式冷卻系統，其特征在于，在所述循環泵(10)上設置用于檢測機封...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭海榮，王世歡，付偉，徐曉東，
申請(專利權)人：北京金風科創風電設備有限公司，
類型：新型
國別省市：北京,11