一种换流阀内冷水系统散热器腐蚀试验平台技术方案

一种换流阀内冷水系统散热器腐蚀试验平台，包括冷却水驱动及检测模块、冷却散热模块、电源分压模块以及用于各模块连接的管路和线路，冷却水驱动及检测模块用于给冷却散热模块供循环水、并且可检测和控制循环水的水质参数，冷却水驱动及检测模块中还设有去离子支路，冷却散热模块包括n个铝制散热器、单个透明模拟散热器、若干均压电极和若干水压表通过管道连接，用于对换流阀内水冷系统金属散热器腐蚀问题进行系统性模拟试验研究，通过还原换流阀内冷水系统的运行环境，以期在实验室模拟金属散热器内壁的腐蚀环境，能够定性与定量控制试验条件，探究不同工况下散热器的腐蚀量、腐蚀形貌等，揭示相关腐蚀机理，为抑制散热器腐蚀提供思路。

【技术实现步骤摘要】
一种换流阀内冷水系统散热器腐蚀试验平台
本专利技术涉及直流输电
，具体而言，涉及一种换流阀内冷水系统散热器腐蚀试验平台。
技术介绍
换流阀是高压直流输电系统的核心设备，运行过程中其核心部件晶闸管会产生大量热量，需要阀冷却系统将热量向阀厅外排放，使晶闸管维持正常工作所必备的温度，冷却系统的散热能力是影响换流性能的重要因素。换流阀工作时不同晶闸管元件之间存在高的电位差，水路将其连接后可能产生泄漏电流，该电流形成电解电流从而使散热器等金属部件发生电化学腐蚀。腐蚀产生的金属离子在流场及电场作用下沉积于安装在管道内的均压电极上，影响内冷水系统的散热能力，严重时危及换流阀的安全运行。
技术实现思路
本专利技术的目的包括提供一种换流阀内冷水系统散热器腐蚀试验平台，可用于对换流阀内水冷系统金属散热器腐蚀问题进行系统性模拟试验研究，通过还原换流阀内冷水系统的运行环境，包括循环主回路、去离子支路、散热部件及流场条件、电气条件、水质参数等，以期在实验室模拟金属散热器内壁的腐蚀环境，能够定性与定量控制试验条件，进行模拟试验以探究不同工况下散热器的腐蚀量、腐蚀形貌等，揭示相关腐蚀机理，为抑制散热器腐蚀提供思路。本专利技术的实施例通过以下技术方案实现：一种换流阀内冷水系统散热器腐蚀试验平台，包括冷却水驱动及检测模块、冷却散热模块、电源分压模块以及用于各模块连接的管路和线路，冷却水驱动及检测模块用于给冷却散热模块供循环水、并且可检测和控制循环水的水质参数，冷却水驱动及检测模块中还设有去离子支路，冷却散热模块包括n个铝制散热器、单个透明模拟散热器、若干均压电极和若干水压表通过管道连接，n选取为大于1的正整数，其中n个铝制散热器与单个透明模拟散热器采用并联的方式，于最外侧的两铝制散热器的进出水支流水路上分别安装有一均压电极，电源分压模块包括电阻、高压试验电源和电流表，分压线路由若干兆欧级电阻串联而成，两端分别与高压试验电源和大地相连，分压线路上不同结点与n个铝制散热器及均压电极通过导线进行连接，并且每条连接线路上设有电流表，通过研究不同工况下散热器腐蚀形貌以及腐蚀效率，揭示散热器的腐蚀机理并对一定工况下散热器的腐蚀趋势进行预测。目前有关换流阀内冷水系统腐蚀试验相关的平台，多是由企业针对某一具体问题临时搭建，并无用于换流阀内冷水系统腐蚀问题系统性研究的试验平台。相比现有技术，本专利技术提供的试验平台高度集成化、功能完善、检测设备精度高，系统结构设计更合理，可准确对内冷却系统的散热器腐蚀问题展开研究。进一步地，冷却水驱动及检测模块包括蓄水池、补气池、循环泵、液体流量计、水质参数测量箱、去离子树脂装置和气瓶，蓄水池的入口端与冷却散热模块连接，蓄水池的出口端与补气池的入口端连接；补气池的出口端与循环泵的入口端相连，循环泵的出口端管路上安装有第一球阀和液体流量计；气瓶与补气池底部通孔连接、并在连接管路上安装有气体流量计；液体流量计出口端和补气池入口端之间设有一段支流水管，支流水管上安装有第二球阀和去离子树脂装置。进一步地，蓄水池在顶盖设有限压阀和气压表，蓄水池于池身下方安装有一阀门用于冷却水取样。进一步地，补气池内部下方设有若干十字形气孔通道与池外连通，补气池顶盖设有限压阀和气压表。进一步地，冷却散热模块包括n个铝制散热器、单个透明模拟散热器、若干均压电极和若干水压表通过管道连接，n选取为大于1的正整数，其中管道包括相互平行的两条主水路，两主水路之间均匀设有n+1条支流水路，n+1条支流水路上依次对应设有第一铝制散热器至第n铝制散热器和一透明模拟散热器，第一铝制散热器所在支流水路入口管道上安装有第一均压电极，第一铝制散热器所在支流水路出口管道上安装有第二均压电极；第n铝制散热器所在支流水路入口管道上安装有第三均压电极，第n铝制散热器所在支流水路出口管道上安装有第四均压电极，冷却散热模块入口端管道上安装有第一水压表，冷却散热模块出口端管道上安装有第二水压表。进一步地，n选取为5，冷却散热模块包括5个铝制散热器、单个透明模拟散热器、若干均压电极和若干水压表通过管道连接。进一步地，研究不同工况下腐蚀形貌及腐蚀效率，包括以下步骤：在不同工况下进行腐蚀试验，包括设置不同的CO2浓度、不同溶解氧含量、不同pH、不同电导率以及不同杂散电流大小；试验结束后对透明模拟散热器内壁腐蚀状况进行观察，并与试验前其形貌进行比较；试验结束后对实现平台运行冷却水进行取样分析，检测其金属离子浓度，并根据浓度计算实际腐蚀总量、腐蚀速率，建立腐蚀总量与试验变量之间的关系式；根据试验中施加的杂散电路大小对散热器理论腐蚀量进行计算，与实际腐蚀量比较以得出腐蚀效率；通过研究不同工况下的腐蚀形貌以及腐蚀效率，揭示散热器的腐蚀机理，并对一定工况下散热器的腐蚀趋势进行预测。进一步地，试验结束后对试验平台运行冷却水进行取样分析，检测其金属离子浓度，并由下式计算其实际腐蚀总量：Δm＝V·(c-c0)其中，△m：金属腐蚀总量，V——冷却水总量，c0——初始金属离子浓度；c——试验后金属离子浓度；进一步可由下式计算其平均腐蚀速率：其中，v——金属平均腐蚀速率；Δm——金属腐蚀总量；t——腐蚀时间；进一步可通过函数拟合建立腐蚀总量与各个试验变量之间的关系式。进一步地，根据试验中施加的杂散电流大小应用下式对散热器理论腐蚀量进行计算：其中，Δm′——金属理论腐蚀总量；A——摩尔质量；Q——通过散热器的电荷量；n——金属被氧化后的化合价；F——法拉第常数；进一步将其与实际腐蚀量比较可由下式计算腐蚀效率：其中，η——腐蚀效率；Δm——金属腐蚀总量；Δm′——金属理论腐蚀总量。本专利技术实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：可用于对换流阀内水冷系统金属散热器腐蚀问题进行系统性模拟试验研究，通过还原换流阀内冷水系统的运行环境，包括循环主回路、去离子支路、散热部件及流场条件、电气条件、水质参数等，以期在实验室模拟金属散热器内壁的腐蚀环境，能够定性与定量控制试验条件，进行模拟试验以探究不同工况下散热器的腐蚀量、腐蚀形貌等，揭示相关腐蚀机理，为抑制散热器腐蚀提供思路。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。图1为本专利技术实施例提供换流阀内冷水系统散热器腐蚀试验平台的第一结构示意图；图2为本专利技术实施例提供研究阀冷系统铝制散热器腐蚀机理的试验方法的示意图；图3为本专利技术实施例提供换流阀内冷水系统散热器腐蚀试验平台设有并联冷却散热模块和串并联冷却散热模块的结构示意图。图标：1-冷却水驱动及检测模块，11-蓄水池，12-补气池，13-循环泵，14-第一球阀，15-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种换流阀内冷水系统散热器腐蚀试验平台，其特征在于：/n包括冷却水驱动及检测模块、冷却散热模块、电源分压模块以及用于各模块连接的管路和线路；/n所述冷却水驱动及检测模块用于给所述冷却散热模块供循环水、并且可检测和控制循环水的水质参数，所述冷却水驱动及检测模块中还设有去离子支路；/n所述冷却散热模块包括n个铝制散热器、单个透明模拟散热器、若干均压电极和若干水压表通过管道连接，n选取为大于1的正整数，其中n个所述铝制散热器与单个所述透明模拟散热器采用并联的方式，于最外侧的两铝制散热器的进出水支流水路上分别安装有一均压电极；/n所述电源分压模块包括电阻、高压试验电源和电流表，分压线路由若干兆欧级电阻串联而成，两端分别与所述高压试验电源和大地相连，分压线路上不同结点与n个所述铝制散热器及均压电极通过导线进行连接，并且每条连接线路上设有电流表；/n通过研究不同工况下散热器腐蚀形貌以及腐蚀效率，揭示散热器的腐蚀机理并对一定工况下散热器的腐蚀趋势进行预测。/n

【技术特征摘要】
1.一种换流阀内冷水系统散热器腐蚀试验平台，其特征在于：
包括冷却水驱动及检测模块、冷却散热模块、电源分压模块以及用于各模块连接的管路和线路；
所述冷却水驱动及检测模块用于给所述冷却散热模块供循环水、并且可检测和控制循环水的水质参数，所述冷却水驱动及检测模块中还设有去离子支路；
所述冷却散热模块包括n个铝制散热器、单个透明模拟散热器、若干均压电极和若干水压表通过管道连接，n选取为大于1的正整数，其中n个所述铝制散热器与单个所述透明模拟散热器采用并联的方式，于最外侧的两铝制散热器的进出水支流水路上分别安装有一均压电极；
所述电源分压模块包括电阻、高压试验电源和电流表，分压线路由若干兆欧级电阻串联而成，两端分别与所述高压试验电源和大地相连，分压线路上不同结点与n个所述铝制散热器及均压电极通过导线进行连接，并且每条连接线路上设有电流表；
通过研究不同工况下散热器腐蚀形貌以及腐蚀效率，揭示散热器的腐蚀机理并对一定工况下散热器的腐蚀趋势进行预测。


2.根据权利要求1所述的换流阀内冷水系统散热器腐蚀试验平台，其特征在于：所述冷却水驱动及检测模块包括蓄水池、补气池、循环泵、液体流量计、水质参数测量箱、去离子树脂装置和气瓶，所述蓄水池的入口端与所述冷却散热模块连接，所述蓄水池的出口端与所述补气池的入口端连接；所述补气池的出口端与所述循环泵的入口端相连，所述循环泵的出口端管路上安装有第一球阀和所述液体流量计；所述气瓶与所述补气池底部通孔连接、并在连接管路上安装有气体流量计；所述液体流量计出口端和所述补气池入口端之间设有一段支流水管，所述支流水管上安装有第二球阀和所述去离子树脂装置。


3.根据权利要求2所述的换流阀内冷水系统散热器腐蚀试验平台，其特征在于：所述蓄水池在顶盖设有限压阀和气压表，所述蓄水池于池身下方安装有一阀门用于冷却水取样。


4.根据权利要求2所述的换流阀内冷水系统散热器腐蚀试验平台，其特征在于：所述补气池内部下方设有若干十字形气孔通道与池外连通，所述补气池顶盖设有限压阀和气压表。


5.根据权利要求1所述的换流阀内冷水系统散热器腐蚀试验平台，其特征在于：所述冷却散热模块包括n个铝制散热器、单个透明模拟散热器、若干均压电极和若干水压表通过管道连接，n选取为大于1的正整数，其中管道包括相互平行的两条主水路，两所述主水路之间均匀设有n+1条支流水路，n+1条所述支流水路上依次对应设有第一铝制散热器至第n铝制散热器和一所述透明模拟散热器，第一铝制散热器所在支流水路入口管道上安装有...

【专利技术属性】
技术研发人员：李道豫，杨泽明，田应富，谭劲，邱志远，冯文昕，刘浩，徐华平，卢世才，邢方勃，姚纳，吴才庆，余宁，吕刚，周培，李学武，刘学忠，王行飞，刘倩，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司贵阳局，
类型：发明
国别省市：贵州;52