一种换流阀的循环冷却装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种换流阀的循环冷却装置，其特征在于，包括顺次通过管路实现连通的散热器、热交换器和循环泵，其中所述循环泵的出口与所述散热器的入口通过管路相连接，以形成闭合回路，所述闭合回路中设置有相变微乳液，流出所述散热器的所述相变微乳液流经所述热交换器后，在所述循环泵的作用下，返回至所述散热器中。采用本申请的装置首先将换流阀释放的热量以潜热的方式储存，其储热密度很大，然后再通过热交换器将热量释放至外界，其换热效率高，对换流阀的冷却效果明显。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种冷却装置，具体涉及一种对换流阀进行冷却的装置。
技术介绍
换流阀是直流输电系统中交-直流电转换的核心设备。在运行中会产生大量的热，所以需要对其进行冷却以保证元件的正常使用并防止其老化。低含氧量的水由于其高比热、高电阻等特性，被广泛用作常规换流阀中的冷却液。水冷系统由于其冷却均匀，效果好，噪音小等优点，在各行业得到了广泛应用和大量关注。但在换热过程中，热量完全以显热的方式进行传输，因此单位质量的水所能吸收的热量完全取决于其比热容和温差。在冷却系统规模不变的情况下，随着电网传输发热元件功率的增加，换流阀的功率密度也在不断增加，使得水的温度随吸收热量的增加不断上升，导致散热器出口侧的温度将大大高于入口侧。很容易造成散热器中冷却效果不平均，导致换流阀的温度分布不平均，另外还容易产生局部温度过高的热点，影响换流阀正常运行，加速其老化，严重时将直接导致设备无法工作甚至损坏。而如果以提高冷却水用量为前提来满足发热元件的降温需求，则需要对目前大多数现有冷却设备的结构进行改进，无形中增加了企业的负担，且造成了不必要的浪费。因此，如何在一定的结构条件下，在不增加冷却系统规模以及相关能耗的基础上，提高冷却系统的冷却能力变的尤为重要。中国专利文献CN103146349A公开了一种正十八烷相变微乳液，其包括水、5％～40％的正十八烷、2％～20％的表面活性剂、0～20％的脂肪醇类和0～3％的无机盐类。上述正十八烷相变微乳液可应用于微电子系统热管理中，并作为热管理体系中微通道的高效散热冷却工质使用。其原理是使用相变材料将热量以潜热的形式储存起来，从而提高其有效热容，在一定的工作温度范围内有效的提升其储热密度，这样可以在不改变冷却液使用量的情况下增加其所能携带的热量，从而提升系统的冷却能力。一方面，由于上述微乳液具有一定的导电性能，在采用上述微乳液对换流阀进行冷却时，换流阀本身所具有的高压直流容易击穿散热器，另一方面，由于换流阀的运行温度不能高于80℃，且处理的功率密度大，上述专利文献中提供的散热冷却工质，仅仅适用于处理体积小，温度相对较低的微电子系统，无法适用于换流阀的冷却。
技术实现思路
因此，本技术要解决的技术问题在于克服现有技术中冷却换流阀的冷却工质在散热器进出口侧温差较大，造成换流阀冷却效果差的问题，从而提供一种换流阀的冷却装置。为此,本申请采取的技术方案为，一种换流阀的循环冷却装置，包括顺次通过管路实现连通的散热器、热交换器和循环泵，其中所述循环泵的出口与所述散热器的入口通过管路相连接，以形成闭合回路，所述闭合回路中设置有相变微乳液，流出所述散热器的所述相变微乳液流经所述热交换器后，在所述循环泵的作用下，返回至所述散热器中。上述循环冷却装置中，所述散热器包括散热管道，所述热交换器包括换热管道，所述散热管道与所述换热管道相连通。上述循环冷却装置中，所述换流阀中的直流均压电阻与所述散热器相接触，以实现所述散热器对所述换流阀的冷却。上述循环冷却装置中，所述热交换器为蒸发式冷却塔或翅片散热器。上述循环冷却装置中，所述热交换器的进口端和出口端分别设置有温度检测装置。上述循环冷却装置中，所述管路为铜管路、铝管路、不锈钢管路、合金钢管路、PVDF管路、CPVC管路、PP管路或PE管路。上述循环冷却装置中，所述散热器为铜散热器、铝散热器、不锈钢散热器或合金钢散热器。上述循环冷却装置中，所述相变微乳液包括相变材料、非离子表面活性剂和水，以所述相变微乳液的总质量计，非离子表面活性剂为0-5％，相变材料为0.05-50％，所述相变材料为一种或多种石蜡形成的混合物。所述相变材料满足如下条件ΔT＝T2-T1，其中，Cp为所述相变材料的比热，kJ/kg/K，H为所述相变材料的相变焓kJ/kg，T2为冷却液为水时，换热工作完成后冷却液在出口处的温度，℃，T1为冷却液为水时，冷却液在进口处的温度，℃，χ为相变材料占所述相变微乳液的质量分数。本技术的技术方案，具有如下优点：1、本申请的换流阀循环冷却装置，包括顺次通过管路实现连通的散热器、热交换器和循环泵，其中所述循环泵的出口与所述散热器的入口通过管路相连接，以形成闭合回路，所述闭合回路中设置有相变微乳液，流出所述散热器的所述相变微乳液流经所述热交换器后，在所述循环泵的作用下，返回至所述散热器中。采用本申请的装置在对换流阀进行冷却的过程中，首先将换流阀释放的热量以潜热的方式储存，储热密度很大，然后再通过热交换器将其释放到空气中，换热效率高，缩小了散热器进出口侧温差，换流阀冷却效果好。2、本申请的换流阀循环冷却装置，所述热交换器的进口端和出口端分别设置有温度检测装置，以对相变微乳液的温度进行检测，从而调整循环泵的流量，实现对相变微乳液温度的准确调控，从而更好的对换流阀进行冷却。3、本申请的换流阀循环冷却装置，采用的相变微乳液包括相变材料、非离子表面活性剂和水，以所述相变微乳液的总质量计，非离子表面活性剂为0-5％，相变材料为0.05-50％，所述相变材料为一种或多种石蜡形成的混合物。采用本申请的装置在对换流阀进行冷却时，将换流阀释放的热量以潜热的方式储存。其储热密度很大，在体积相同的情况下，能够得到比使用去离子水更佳的冷却效果。所述相变微乳液中的石蜡材料无毒，对环境无害。其电阻率为1015-1019Ωcm，大于换流阀散热器中纯水的电阻率要求(5×106Ωcm)，因此不会导致冷却液电阻率下降。采用的相变微乳液，其相变材料需同时满足以下条件，ΔT＝T2-T1，其中，Cp为所述相变材料的比热，kJ/kg/K，H为所述相变材料的相变焓kJ/kg，T2为冷却液为水时，换热工作完成后冷却液在出口处的最高温度℃，T1为冷却液为水时，冷却液在进口处的温度℃，χ为相变材料占所述相变微乳液的质量分数。满足上述条件的相变材料形成的相变微乳液，满足发热元件高负荷工作时的散热需求，同时选择种类多，可选范围广。附图说明图1为本申请一种换流阀的循环冷却装置的结构示意图。其中附图标记表示为，1-散热器，2-热交换器，3-循环泵。具体实施方式如图1所示，本申请的一种换流阀的循环冷却装置，包括顺次通过管路实现连通的散热器1、热交换器2和循环泵3，其中所述循环泵3的出口与所述散热器2的入口通过管路相连接，以形成闭合回路，所述闭合回路中设置有本申请的相变微乳液，流出所述散热器的所述相变微乳液流经所述热交换器后，在所述循环泵的作用下，返回至所述散热器中。其中，所述散热器包括散热管道，所述热交换器包括换热管道，所述散热管道与所述换热管道相连通。所述换流阀中的直流均压电阻与所述散热器相接触，以实现所述散热器对所述换流阀的冷却。在上述实施方式的基础上，所述热交换器为蒸发式冷却塔，在其它实施方式中还可以是翅片散热器，只要能实现换热即可。在上述实施方式的基础上，所述热交换器的进口端和出口端分别设置有温度检测装置。在上述实施方式的基础上，所述管路为铜管路，在其它实施方式中还可以是铝管路、不锈钢管路、合金钢管路、PVDF管路、CPVC管路、PP管路或PE管路。在上述实施方式的基础上，所述散热器为铜散热器，在其它实施方式中还可以是铝散热器、不锈散热器钢或合金钢散热器。本申请冷却装置的工作流程为，被冷却的相变微乳液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种换流阀的循环冷却装置，其特征在于，包括顺次通过管路实现连通的散热器、热交换器和循环泵，其中所述循环泵的出口与所述散热器的入口通过管路相连接，以形成闭合回路，所述闭合回路中设置有相变微乳液，流出所述散热器的所述相变微乳液流经所述热交换器后，在所述循环泵的作用下，返回至所述散热器中。

【技术特征摘要】
1.一种换流阀的循环冷却装置，其特征在于，包括顺次通过管路实现连通的散热器、热交换器和循环泵，其中所述循环泵的出口与所述散热器的入口通过管路相连接，以形成闭合回路，所述闭合回路中设置有相变微乳液，流出所述散热器的所述相变微乳液流经所述热交换器后，在所述循环泵的作用下，返回至所述散热器中。2.根据权利要求1所述的循环冷却装置，其特征在于，所述散热器包括散热管道，所述热交换器包括换热管道，所述散热管道与所述换热管道相连通。3.根据权利要求1或2所述的循环冷却装置，其特征在于，所述换流阀中的直流均压电阻与所述散...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷宪章，丁玉龙，谯耕，贺之渊，张译文，彭笑东，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院，全球能源互联网欧洲研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11