海上风力发电机组的冷却系统及海上风力发电机组的制作方法

本实用新型涉及冷却设备领域，尤其涉及一种海上风力发电机组的冷却系统及海上风力发电机组。

背景技术：

直驱风力发电机组采用的是全功率变流的技术，在风力发电机组运行阶段会产生巨大的热量，对于大功率的风力发电机组一般都采用强制风冷的方式来降低变流器的温度。现阶段，随着海上风力发电的发展，更大功率的直驱风力发电机组会在海上安装，变流器的散热问题依旧是人们关注的重点。采用强制风冷的冷却方式对变流器进行冷却，使设备暴漏在空气中，会受到海上潮湿空气的腐蚀；而且冷却系统的能耗较大，不能合理的利用海洋的自然条件。

技术实现要素：

本实用新型的实施例提供一种海上风力发电机组的冷却系统及海上风力发电机组，以解决海上风力发电机组的变流器冷却的问题。

为达到上述目的，本实用新型的实施例提供一种海上风力发电机组的冷却系统，其包括：冷却介质进管，冷却介质进管与发热组件内的散热管进口连接，冷却介质进管上设置有输送泵和第一控制阀；冷却介质出管，冷却介质出管与发热组件内的散热管出口连接，冷却介质出管上设置有第二控制阀。

进一步地，冷却介质为海水，冷却介质进管的入口端伸入海水中，冷却介质出管的出口端伸入海水中。

进一步地，冷却介质进管上还设置有过滤结构，过滤结构设置在输送泵的入口与冷却介质进管的入口端之间。

进一步地，冷却介质进管上还设置有第一保护阀，冷却介质出管上还设置有第二保护阀。

进一步地，第一保护阀为第一单向阀，第二保护阀为第二单向阀。

进一步地，第一控制阀为第一截止阀，第二控制阀为第二截止阀。

进一步地，海上风力发电机组的冷却系统还包括散热器，散热器包括冷却介质流道和散热介质流道，冷却介质流道与冷却介质进管和冷却介质出管连接。

进一步地，散热器沉入海水中，海水通过散热介质流道并与冷却介质换热。

进一步地，海上风力发电机组的冷却系统还包括增压泵，增压泵设置在冷却介质进管或冷却介质出管上。

根据本实用新型的另一方面，提供一种海上风力发电机组，其包括变流柜发热组件和冷却系统，冷却系统为上述的海上风力发电机组的冷却系统，冷却系统的散热管设置在变流柜内，与变流柜发热组件换热。

本实用新型的实施例的海上风力发电机组的冷却系统通过冷却介质进管、冷却介质出管和散热管引入冷却介质对发热组件进行散热，冷却介质不直接与发热组件接触，解决了采用潮湿空气进行冷却容易损坏设备的问题。输送泵用于输送冷却介质，使冷却介质流通顺畅，从而确保了冷却效果。第一控制阀和第二控制阀可以对冷却介质的进出进行控制，更加便于维护。

附图说明

图1为本实用新型的实施例的海上风力发电机组的冷却系统的结构示意图；

图2为本实用新型的实施例的带有散热器的海上风力发电机组的冷却系统的结构示意图；

图3为本实用新型的实施例的散热器的散热单元的结构示意图。

附图标记说明：

1、变流柜发热组件；2、第二保护阀；3、第一保护阀；4、输送泵；5、过滤结构；6、第二控制阀；7、第一控制阀；8、冷却柜体；9、散热器；91、散热单元。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例的海上风力发电机组的冷却系统及海上风力发电机组进行详细描述。

如图1所示，根据本实用新型的实施例，提供一种海上风力发电机组的冷却系统。海上风力发电机组的冷却系统包括冷却介质进管和冷却介质出管。冷却介质进管与发热组件内的散热管进口连接，冷却介质进管上设置有输送泵4和第一控制阀7。冷却介质出管与发热组件内的散热管出口连接，冷却介质出管上设置有第二控制阀6。该海上风力发电机组的冷却系统通过冷却介质进管、冷却介质出管以及散热管形成冷却介质通道，向发热组件内引入液体冷却介质进行冷却，在进行冷却过程中，冷却介质不与被冷却的发热组件直接接触，避免了海上空气潮湿，采用空气进行冷却造成的风力发电机组内部部件容易腐蚀损坏的问题。输送泵4用于输送冷却介质，使冷却介质流通顺畅，从而确保了冷却效果。第一控制阀7和第二控制阀6可以对冷却介质的进出进行控制，更加便于维护。

在本实施例中，冷却介质为海水，冷却介质进管的入口端伸入海水中，冷却介质出管的出口端伸入海水中。以海水作为冷却介质，将海水引入散热管内与发热组件进行换热冷却，利用了海上风力发电机组特有环境资源，既保证了冷却效果，又避免了潮湿空气冷却造成的危害，还降低了冷却成本。

由于采用海水作为冷却介质，为保证冷却介质进管、冷却介质出管和散热管等结构内清洁，提高使用寿命，冷却介质进管上还设置有过滤结构5，过滤结构5设置在输送泵4的入口与冷却介质进管的入口端之间。过滤结构5用于过滤海水中的杂质，如水草、生物等，以防止堵塞冷却介质进管、冷却介质出管和散热管等。

优选地，根据冷却量需求的不同，可以通过改变冷却介质进管的入口端伸入海水的深度和冷却介质出管的出口端伸入海水的深度，来调节。通常，海水深度越深温度越低，随着深度的增加，冷却用的海水与发热组件之间的温差越大，冷却效率越高。

过滤结构5可以为过滤网或其他能够实现过滤功能的结构。根据不同的过滤级别需求和需要过滤物质需求可以选用不同的过滤结构。

输送泵4用于将海水抽入冷却介质进管内，并驱动其流过散热管和冷却介质出管。输送泵4可以采用变频泵，以对冷却系统的流量进行控制，由此来控制冷却效率。

优选地，海上风力发电机组的冷却系统还包括增压泵，增压泵设置在冷却介质进管或冷却介质出管上。增压泵可以根据冷却系统的需要调节压力，控制流量，以满足冷却需要。

优选地，为了保证运行安全性，冷却介质进管上还设置有第一保护阀3，冷却介质出管上还设置有第二保护阀2。

优选地，第一保护阀3为第一单向阀，第二保护阀2为第二单向阀。第一单向阀防止冷却介质回流到输送泵4内。第二单向阀防止海水从冷却介质出管回流。

在本实施例中，第一控制阀7为第一截止阀，第二控制阀6为第二截止阀。第一控制阀7能控制冷却介质进管的通断。第二控制阀6能够控制冷却介质出管的通断。

该冷却系统的工作过程如下：

该冷却系统应用于对直驱风力发电机组的变流系统进行冷却，变流系统在塔架的底部，是风力发电机组的主要热源之一。

如图1所示，当塔底的变流柜发热组件1需要散热时，启动输送泵4，打开第一控制阀7和第二控制阀6，低温的海水通过过滤结构5进行过滤，经过过滤的海水通过第一单向阀，进入变流柜内的散热管内部，对塔底变流柜发热组件1进行冷却，完成热交换后，海水通过第二单向阀排入大海中。第一控制阀7和第二控制阀6，为海水进出的截止阀，便于对冷却系统进行维护。

在本实施例中，可以将冷却介质进管、冷却介质出管、输送泵4、第一控制阀7、第二控制阀6等可以封装成冷却柜体8，并采用其他冷却介质替代海水作为冷却介质。

例如，如图2所示，海上风力发电机组的冷却系统还包括散热器9，散热器9包括冷却介质流道和散热介质流道，冷却介质流道与冷却介质进管和冷却介质出管连接。

散热器9沉入海水中，海水通过散热介质流道并与冷却介质换热。由此形成封闭式的冷却系统。如图3所示，散热器9的散热单元91，箭头A表示海水进入散热介质流道。箭头B表示冷却介质进入冷却介质流道。两者在散热器9中换热。

此种情况下，冷却系统的工作过程如下：

此冷却系统内部冷却介质可以是专用冷却液或是海水。将散热器9放置在海水中的适当位置，当塔底变流柜发热组件1需要散热时，通过冷却柜体8的控制和调节，如图打开输送泵4、第一控制阀7和第二控制阀6，使系统内部的冷却介质进行内循环，通过散热管后，将高温的冷却介质送入散热器9，入水式散热器9通过与周围低温海水的热交换，完成内部冷却介质的冷却。

优选地，冷却介质内部循环的方向应该与海流的方向逆向。

散热器9可以是常规的翅片式的空气散热器，也可以是管式散热器或是其他形式的散热器。

根据本实用新型的另一方面，提供一种海上风力发电机组，其包括变流柜发热组件1和冷却系统，冷却系统为上述的海上风力发电机组的冷却系统，冷却系统的散热管设置在变流柜内，与变流柜发热组件1换热。通过在变流柜发热组件1内设置散热管，通过冷却介质进管和冷却介质出管引入和引出冷却介质实现对变流柜发热组件1进行散热。结合海上风力发电机组的特点，合理利用海水的恒温特性，对直驱风力发电机组的变流器进行冷却。直接利用海水作为冷却系统的冷却介质，对塔底变流器进行冷却，结构简单，通过输送泵4的转速来控制冷却系统的冷却量，控制方便。

本实用新型的海上风力发电机组的冷却系统及海上风力发电机组具有如下效果：

该冷却系统解决海上风力发电机组冷却系统，暴露在空气中易腐蚀，冷却效率较低，成本高等问题。采用开放式的设计，冷却系统的结构简单，冷却介质就地取材，采用海水进行冷却，设计和制造成本低廉。采用封闭式的设计，将外置的散热器，放入水中，通过海水进行冷却，能够提高系统冷却的效率，降低冷却系统能耗。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。