一种风电齿轮箱高效散热系统技术方案

本发明专利技术公开了一种风电齿轮箱高效散热系统，包括储液器、过滤器、温度传感器、压力传感器、调节阀、两相循环泵、中间换热器、齿轮油泵、冷凝器、管路和加排阀，储液器下端的出液口通过管路与两相循环泵连通，储液器与两相循环泵之间的管路上设有压力传感器，两相循环泵通过管路与中间换热器的相连通，中间换热器下方的冷进液口与两相循环泵连通，冷出液口与冷凝器相连通，冷凝器的出口与过滤器的入口相连通，冷凝器与过滤器之间的管路上设有加排阀，过滤器的出口通过管路与两相循环泵连通，两相循环泵与储液器的盘管之间设有旁路，中间换热器上方的热进液口与热出液口通过管路与齿轮油泵相连接。

An efficient cooling system of wind power gearbox

【技术实现步骤摘要】
一种风电齿轮箱高效散热系统
本专利技术属于风电热控
，特别涉及一种风电齿轮箱高效散热系统。
技术介绍
风力发电的风机齿轮箱采用润滑油润滑方式，机组运行过程中齿轮箱齿轮高速旋转会产生很高的热量，导致润滑油温度升高，如果热量不能有效的排散，齿轮箱油温升高，一方面影响风机发电能力，如当油温高于75℃时，风机一般会自动限制出力，从而保护风机。当齿轮箱油温高于80℃时，风机会自动报齿轮箱油温高而故障停机。此外齿轮箱油温的高低对齿轮油的各项化学性能指标影响也较大。因此，齿轮箱油温的高低也是衡量齿轮箱是否正常运行的一个重要条件。目前风机通过油水交换系统或者通过风冷换热器使润滑油温度降低。上述两种方式均存在瓶颈。风冷换热器是目前广泛采用的齿轮箱散热方式，但是由于其换热能力有限导致在外界环境比较恶劣时油温容易超温，而且由于机舱空间限制，无法通过大量增加换热面积的方式来强化换热。利用油水交换系统将齿轮箱润滑油的热量传递给液冷回路，再通过液冷回路将热量传递给机舱外的风冷换热器，一般用乙二醇水溶液作为循环工质。这种方式传热能力优于风冷冷凝器，但这种方式也有其不足之处。一方面乙二醇水溶液冰点较高，当环境温度低于-30℃时，粘度增大，温度继续降低时可能发生冻结，因此其不能在有极端低温的场合使用，此外乙二醇水溶液与常见的回路材料铝、铜的相容性不好，容易发生腐蚀，腐蚀产物易阻塞回路，导致系统流量不断下降，换热能力也不断下降，这也是某些风机在使用一段时间后易发生齿轮箱超温的一个原因，腐蚀严重时甚至可能发生泄漏，对风机的维护要求高。除了上述两个原因外，随着风机功率不断增大，齿轮箱的功率也不断增大，采用上述散热方式的液冷系统流量不断增大，管路也不断变粗，使得整个液冷系统在机舱狭小的空间内布局困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对风力发电系统风机齿轮箱散热的技术难点，提供一种风电齿轮箱高效散热系统。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供一种风电齿轮箱高效散热系统，包括储液器、过滤器、温度传感器、压力传感器、调节阀、两相循环泵、中间换热器、齿轮油泵、冷凝器、管路和加排阀，所述储液器下端的出液口通过管路与两相循环泵连通，所述储液器与两相循环泵之间的管路上设有压力传感器，所述两相循环泵通过管路与中间换热器的相连通，所述中间换热器下方的冷进液口与两相循环泵连通，中间换热器的冷出液口与冷凝器相连通，所述冷凝器的出口与过滤器的入口相连通，所述冷凝器与过滤器之间的管路上设有加排阀，所述过滤器的出口通过管路与两相循环泵连通，所述两相循环泵与储液器的盘管之间设有旁路，所述中间换热器上方的热进液口与热出液口通过管路与齿轮油泵相连接，齿轮油经过热进液口进入中间换热器，换热后，由热出液口流出。所述储液器内安装热管，所述热管的下端伸出储液器与加热器连接，所述储液器内的中部径向设置盘管，所述盘管的外表面布置有翅片；所述中间换热器包括芯体、面板和封头，所述芯体由多层散热板从上到下依次排布形成换热流道，所述散热板通过模具打褶挤压形成微槽道和翅片，所述芯体的上、下表面分别通过钎焊连接面板，所述芯体的四个侧面中面积较大的两侧面沿长度方向的两端分别通过钎焊连接一个封头，其中位于芯体一端的两个封头上分别设有两个进出液口，一个封头的上方设有热进液口，其下方设有热出液口，与其相对的封头的上方设有冷出液口，其下方设有冷进液口，冷进液口与热出液口相对，热进液口与冷出液口相对。优选地，旁路的进液管路上设有调节阀。优选地，所述储液器上还设有温度传感器。优选地，所述散热板的材质为铝合金。优选地，所述散热板的外表面喷涂金属颗粒。优选地，所述芯体的表面通过烧结形成一种多孔层。优选地，所述芯体的连接封头的两侧面下部分别钎焊三个安装耳片。优选地，所述冷凝器采用铝制板翅式换热器，其风道为波纹式风道。本专利技术的有益效果在于：(1)换热能力强，在齿轮箱润滑油和传热工质换热的中间换热器内部发生相变换热，剧烈的两相换热过程减少了中间换热器两侧换热温差，从而降低了润滑油的温度，此外由于中间换热器采用表面处理的方式，进一步强化了沸腾换热，使得换热更充分。(2)适应性强，本方法所采用的两相换热系统适应于各种外部环境，特别是在极低温度下不会发生冻结。(3)温度控制准确，响应速度快，由于通过冷凝器出口的冷液体与热管上的加热器结合进行储液器温度控制，温度控制准确，相应速度快。(4)安全性高，不导电的氟基工质，发生泄漏情况工质迅速挥发，不会对电子设备产生损害。(5)两相循环泵与储液器的盘管之间设有旁路，旁路的进液管路上设有调节阀，当需要对储液器内工质进行降温时，打开调节阀，过冷工质进入储液器，可以对储液器内的工质进行冷却，结合加热器和储液器内部的盘管可以对储液器进行迅速的温度控制。(6)中间换热器的散热板的外表面喷涂金属颗粒，强化两相换热，为了强化中间换热器内的沸腾换热，芯体的表面通过烧结形成一种多孔层，它能够对沸腾换热进行显著的强化，其中有大量的气化核心和较高的气泡脱离频率，同时其结构特点使得多孔层中可以建立起稳定的气液两相流。芯体的连接封头的两侧面下部分别钎焊三个安装耳片，以方便中间换热器的安装。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为泵驱两相流体回路流程；图2为储液器的结构示意图；图3为中间换热器的结构示意图；图4为中间换热器表面放大图；图5为散热板的结构示意图。附图标记说明：1-储液器、2-过滤器、3-温度传感器、4-压力传感器、5-调节阀、6-两相循环泵、7-中间换热器、芯体71、面板72、封头73、731-热进液口、732-热出液口、733-冷进液口、734-冷出液口、安装耳片74、8-齿轮油泵、9-冷凝器、10-管路、11-加排阀、热管12、加热器13、盘管14。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例：如图1-5所示，本专利技术提供了一种风电齿轮箱高效散热系统，包括储液器1、过滤器2、温度传感器3、压力传感器4、调节阀5、两相循环泵6、中间换热器7、齿轮油泵8、冷凝器9、管路10和加排阀11，所述储液器1下端的出液口通过管路10与两相循环泵6连通，所述储液器1与两相循环泵6之间的管路10上设有压力传感器4，所述两相循环泵6通过管路10与中间换热器7的相连通，所述中间换热器7下方的冷进液口7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电齿轮箱高效散热系统，其特征在于，包括储液器、过滤器、温度传感器、压力传感器、调节阀、两相循环泵、中间换热器、齿轮油泵和冷凝器，所述储液器下端的出液口通过管路与两相循环泵连通，所述储液器与两相循环泵之间的管路上设有压力传感器，所述两相循环泵通过管路与中间换热器的相连通，所述中间换热器下方的冷进液口与两相循环泵连通，中间换热器的冷出液口与冷凝器相连通，所述冷凝器的出口与过滤器的入口相连通，所述冷凝器与过滤器之间的管路上设有加排阀，所述过滤器的出口通过管路与两相循环泵连通，所述两相循环泵与储液器的盘管之间设有旁路，所述中间换热器上方的热进液口与热出液口通过管路与齿轮油泵相连接，齿轮油经过热进液口进入中间换热器，换热后，由热出液口流出；/n所述储液器内安装热管，所述热管的下端伸出储液器与加热器连接，所述储液器内的中部径向设置盘管，所述盘管的外表面布置有翅片；/n所述中间换热器包括芯体、面板和封头，所述芯体由多层散热板从上到下依次排布形成换热流道，所述散热板通过模具打褶挤压形成微槽道和翅片，所述芯体的上、下表面分别通过钎焊连接面板，所述芯体的四个侧面中面积较大的两侧面沿长度方向的两端分别通过钎焊连接一个封头，其中位于芯体一端的两个封头上分别设有两个进出液口，一个封头的上方设有热进液口，其下方设有热出液口，与其相对的封头的上方设有冷出液口，其下方设有冷进液口。/n...

【技术特征摘要】
1.一种风电齿轮箱高效散热系统，其特征在于，包括储液器、过滤器、温度传感器、压力传感器、调节阀、两相循环泵、中间换热器、齿轮油泵和冷凝器，所述储液器下端的出液口通过管路与两相循环泵连通，所述储液器与两相循环泵之间的管路上设有压力传感器，所述两相循环泵通过管路与中间换热器的相连通，所述中间换热器下方的冷进液口与两相循环泵连通，中间换热器的冷出液口与冷凝器相连通，所述冷凝器的出口与过滤器的入口相连通，所述冷凝器与过滤器之间的管路上设有加排阀，所述过滤器的出口通过管路与两相循环泵连通，所述两相循环泵与储液器的盘管之间设有旁路，所述中间换热器上方的热进液口与热出液口通过管路与齿轮油泵相连接，齿轮油经过热进液口进入中间换热器，换热后，由热出液口流出；
所述储液器内安装热管，所述热管的下端伸出储液器与加热器连接，所述储液器内的中部径向设置盘管，所述盘管的外表面布置有翅片；
所述中间换热器包括芯体、面板和封头，所述芯体由多层散热板从上到下依次排布形成换热流道，所述散热板通过模具打褶挤压形成微槽道和翅片，所述芯体的上、下表面分别通过钎焊连接面板，所述芯体的四个侧面中面积较大的两侧面沿长度方向的两端分别通过钎焊连...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瀚曦，丰俊山，李国栓，
申请(专利权)人：安徽瀚程机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34