风力发电机组塔底冷却装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了风力发电机组塔底冷却装置，包括塔架(1)和散热器(2)，所述塔架(1)内部设有主风道，所述散热器(2)内置于所述主风道中；所述主风道中设有第一风机(6)，并通过所述第一风机(6)驱动所述主风道中的空气流动冷却所述散热器(2)；所述主风道与所述塔架(1)外环境组成开式循环。该塔底冷却装置将散热器内置于塔架内，可以提高散热系统集成度，对于海上机组，可降低基础外平台建造成本及海上吊装所需时间，同时减少塔架上用于进出水管及电缆的穿出而所需的开孔数量以及随之而来的密封问题。本发明专利技术还公开了用于控制上述风力发电机组塔底冷却装置的控制方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风电
，特别涉及风力发电机组塔架底部的冷却装置及控制方法。
技术介绍
随着陆上风资源开发日趋饱和，风电开发逐渐转到海上。但是海上风电面临成本高、维护难、环境恶劣等挑战。为降低海上风电单位千瓦投资成本，机组逐渐趋于大型化，而提升单机功率，会使各个子部件发热量增大，需要主动散热的部件增多。目前，大功率风电机组内各个发热部件往往单独设置散热系统。这种分散式冷却方式不仅成本高，而且故障点也较多，海上的高湿环境还容易造成凝露，导致电子元件短路。另外，海上风机维护难度大，出海维护频次不宜过高，因此要求系统具备较高的可靠性。针对这一问题，申请公布号为CN105179180A的专利技术专利申请公开了“一种大功率海上风力发电机组塔底冷却系统”，其将变流散热器和箱变散热器进行集成设计共用一套散热器系统并放置于塔架外部，另外在塔架放置电控柜体的三层内设置密闭循环风路系统，来控制塔架下部三层空间内的温湿度。但是，这种技术方案将散热器外置，在吊装时需要花费更多时间，并需要占用较多空间，尤其对于海上机组而言，会占用基础外平台较多空间，增大基础外平台建造成本；而且，散热器外置，还需要在塔架上开较多的孔洞用于布设水冷散热器的进出水管以及给水冷风扇提供电源的电缆。另外，此技术方案仅能控制塔架下面三层密闭空间中的温湿度，无法调节塔架内其它空间的温湿度。此外，其虽然提出在塔架底部三层内实行密闭风循环环路，但实际上，运维人员是需要进入这一层空间内进行作业的，在人员进出时，必然带来外界气体(盐雾，高湿)进入，另外为维持人员在其中作业时的生存需要，在人员作业时，也无法做到完全密封(由于人员呼吸需要氧气)，所以难以控制这三层密封循环风路系统中的空气洁净度。因此，如何克服风力发电机组塔底冷却装置存在的上述不足，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供风力发电机组塔底冷却装置。该塔底冷却装置将散热器内置于塔架内，可以提高散热系统集成度，对于海上机组，可降低基础外平台建造成本及海上吊装所需时间，同时减少塔架上用于进出水管及电缆的穿出而所需的开孔数量以及随之而来的密封问题。本专利技术的另一目的是提供用于上述风力发电机组塔底冷却装置的控制方法。为实现上述目的，本专利技术提供风力发电机组塔底冷却装置，包括塔架和散热器，所述散热器用于对设于所述塔架底部的发热部件进行冷却；所述塔架内部设有主风道，所述散热器内置于所述主风道中；所述主风道中设有第一风机，并通过所述第一风机驱动所述主风道中的空气流动冷却所述散热器；所述主风道与所述塔架外环境组成开式循环。优选地，所述塔架设有进风口和出风口，以所述散热器为界，所述进风口至所述散热器的通路形成进风段，所述散热器至所述出风口的通路形成出风段，所述进风段、散热器和出风段组成所述主风道。优选地，所述塔架设有塔架门以及对应于所述塔架门的分层平台；所述进风口设于所述分层平台下层空间的侧壁上。优选地，所述散热器与所述第一风机之间设有第一通风管，所述第一风机与所述出风口之间设有第二通风管。优选地，所述塔架门为双层门，其第一道门为全开门，第二道门为气密门；所述全开门形成所述出风口，所述全开门与所述气密门的侧壁面和顶部之间形成连通所述出风口的通路。优选地，所述散热器和所述第一风机设于所述分层平台的下层空间。优选地，所述第一风机为并列的双路风机或多路风机，各所述第一风机的出风口分别通过相对应的所述第二通风管与所述双层门的下底面连接形成通路。优选地，所述散热器和所述第一风机设于所述分层平台的上层空间，所述进风口与所述散热器之间设有第三通风管路。优选地，所述第一风机的所述出风口与所述双层门的顶部连接形成通路。优选地，所述主风道上设置有旁通风道；所述旁通风道设有第二风机，所述旁通风道的进风口设有风道切换装置，所述旁通风道的出风口通往所述分层平台的上层空间。优选地，所述风道切换装置具有三种工作状态：在第一工作状态，所述旁通风道与所述主风道的进风段连通，并与所述主风道的出风段关闭；在第二工作状态，所述旁通风道与所述主风道的出风段连通，并与所述主风道的进风段关闭；在第三工作状态，所述旁通风道与所述主风道的进风段和出风段均关闭。优选地，所述旁通风道设有盐雾过滤器。优选地，所述旁通风道进一步设有除湿机和/或电加热装置。优选地，所述旁通风道设有单向阀、用于连通所述主风道进风段的第一进风口，以及用于连通所述主风道出风段的第二进风口；所述风道切换装置包括盖板以及通过旋转轴驱动所述盖板转动的电机，所述盖板固定在所述旋转轴上，所述旋转轴与所述电机连接；在第一工作状态，所述单向阀导通，所述电机驱动所述盖板转动至关闭所述第二进风口的位置；在第二工作状态，所述单向阀导通，所述电机驱动所述盖板转动至关闭所述第一进风口的位置；在第三工作状态，所述单向阀关闭。优选地，所述旁通风道设有用于连通所述主风道进风段的第一进风口，以及用于连通所述主风道出风段的第二进风口；所述风道切换装置包括设于所述第一进风口的第一单向阀和设于所述第二进风口的第二单向阀；在第一工作状态，所述第一单向阀导通，且所述第二单向阀关闭；在第二工作状态，所述第二单向阀导通，且所述第一单向阀关闭；在第三工作状态，所述第一单向阀和第二单向阀均关闭。优选地，所述主风道中的气流改向，其进风段变为出风段、出风段变为进风段。为实现上述第二目的，本专利技术提供控制方法，用于控制上述多项方案所述的风力发电机组塔底冷却装置，所述散热器的进水口设置温度传感器，包括：当T(水，in)低于设定的温度值时，关闭所述第一风机；当T(水，in)高于设定的温度值时，启动所述第一风机；所述T(水，in)为所述温度传感器测量的温度值。为实现上述第二目的，本专利技术提供另一控制方法，用于控制上述多项方案所述的风力发电机组塔底冷却装置，所述旁通风道通往的塔架底部空间内设置温度传感器和湿度传感器，包括：当T高于设定温度值时，所述风道切换装置切换到主风道进风段引入冷空气，过滤后提供给塔架内部环境，用于冷却塔架内部环境；当RH高于设定相对湿度值时，同时T低于设定的温度值时，所述风道切换装置切换到主风道出风段引入热空气，过滤后提供给塔架内部环境，用于降低塔架内部环境的相对湿度；当RH高于设定的相对湿度值时，同时T高于设定的温度值时，所述风道切换装置切换到主风道进风段引入冷空气，过滤后提供给塔架内部环境，用于冷却塔架内部环境，并降低塔架内部环境的湿度；所述T为单个所述温度传感器的测量值或多个所述温度传感器测量的最大值，所述RH为单个所述湿度传感器的测量值或多个所述湿度传感器测量的最大值。本专利技术在塔架内部设置主风道，并将塔架底部大发热量部件的散热器放置于主风道中。由于散热器内置，可以在码头上完成组装，从而降低了在海上吊装时所需时间，同时由于散热器不再放置到塔架外平台上，减小了塔架外平台尺寸。另外，散热器内置后，不再需要进出水管及电缆在塔架壁上穿出，由此提高了塔架的密封性。在优选方案中，通过双层门设计，在保证进出风口所需通风截面积的情况下，可有效的减少塔架壁上的开孔数量及面积。在另一优选方案中，由风道切换装置、第二风机以及盐雾过滤器等组成的旁通风道，可以根据工况需要引入主风道进风段的冷风来冷却塔架内的空气，或引入主风道出风段的热本文档来自技高网...

【技术保护点】
风力发电机组塔底冷却装置，包括塔架(1)和散热器(2)，所述散热器(2)用于对设于所述塔架(1)底部的发热部件进行冷却；其特征在于，所述塔架(1)内部设有主风道，所述散热器(2)内置于所述主风道中；所述主风道中设有第一风机(6)，并通过所述第一风机(6)驱动所述主风道中的空气流动冷却所述散热器(2)；所述主风道与所述塔架(1)外环境组成开式循环。

【技术特征摘要】
1.风力发电机组塔底冷却装置，包括塔架(1)和散热器(2)，所述散热器(2)用于对设于所述塔架(1)底部的发热部件进行冷却；其特征在于，所述塔架(1)内部设有主风道，所述散热器(2)内置于所述主风道中；所述主风道中设有第一风机(6)，并通过所述第一风机(6)驱动所述主风道中的空气流动冷却所述散热器(2)；所述主风道与所述塔架(1)外环境组成开式循环。2.根据权利要求1所述的风力发电机组塔底冷却装置，其特征在于，所述塔架(1)设有进风口(7)和出风口(10)，以所述散热器(2)为界，所述进风口(7)至所述散热器(2)的通路形成进风段，所述散热器(2)至所述出风口(10)的通路形成出风段。3.根据权利要求2所述的风力发电机组塔底冷却装置，其特征在于，所述塔架(1)设有塔架门(3)以及对应于所述塔架门(3)的分层平台(4)；所述进风口(7)设于所述分层平台(4)下层空间的侧壁上。4.根据权利要求3所述的风力发电机组塔底冷却装置，其特征在于，所述散热器(2)与所述第一风机(6)之间设有第一通风管(5)，所述第一风机(6)与所述出风口(10)之间设有第二通风管(9)。5.根据权利要求4所述的风力发电机组塔底冷却装置，其特征在于，所述塔架门(3)为双层门，其第一道门(31)为全开门，第二道门(32)为气密门；所述全开门形成所述出风口(10)，所述全开门与所述气密门的侧壁面和顶部之间形成连通所述出风口(10)的通路。6.根据权利要求5所述的风力发电机组塔底冷却装置，其特征在于，所述散热器(2)和所述第一风机(6)设于所述分层平台(4)的下层空间。7.根据权利要求6所述的风力发电机组塔底冷却装置，其特征在于，所述第一风机(6)为并列的双路风机或多路风机，各所述第一风机(6)的出风口分别通过所述第二通风管(9)与所述双层门的下底面连接形成通路。8.根据权利要求5所述的风力发电机组塔底冷却装置，其特征在于，所述散热器(2)和所述第一风机(6)设于所述分层平台(4)的上层空间，所述进风口(7)与所述散热器(2)之间设有第三通风管路(14)。9.根据权利要求8所述的风力发电机组塔底冷却装置，其特征在于，所述第一风机(6)的所述出风口(10)与所述双层门的顶部连接形成通路。10.根据权利要求3至9任一项所述的风力发电机组塔底冷却装置，其特征在于，所述主风道上设置有旁通风道；所述旁通风道设有第二风机(13)，所述旁通风道的进风口设有风道切换装置(11、11’)，所述旁通风道的出风口通往所述分层平台(4)的上层空间。11.根据权利要求10所述的风力发电机组塔底冷却装置，其特征在于，所述风道切换装置(11、11’)具有三种工作状态：在第一工作状态，所述旁通风道与所述主风道的进风段连通，并与所述主风道的出风段关闭；在第二工作状态，所述旁通风道与所述主风道的出风段连通，并与所述主风道的进风段关闭；在第三工作状态，所述旁通风道与所述主风道的进风段和出风段均关闭。12.根据权利要求11所述的风力发电机组塔底冷却装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴立洲，潘大志，许名扬，李晔，
申请(专利权)人：江苏金风科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32