一种适用于柔性直流换流阀冷却系统的自动补水系统的制作方法

1.本发明属于柔性直流换流阀冷却系统技术领域，具体涉及一种适用于柔性直流换流阀冷却系统的自动补水系统。


背景技术：

2.海上风电资源丰富，开发过程无污染，并且不占用土地资源，具有非常大的发展前景。我国幅员辽阔，其中包括300多万平方公里的海域面积，同时具有18000千米长的海岸线；随着海上风电技术不断的发展成熟，将有更多的海上风能资源可以利用。
3.海上风能发电设施通常包括换流站，用于解决海上风能发电设施中换流阀、联接变压球等电器设备的发热问题；在换流站中，常采用柔性直流输电技术，其采用的换流元件是一种双向可控的电器元件，该元件在柔性直流换流阀运行的过程中，会产生巨大的热量，为了保证设备的正常运行，通常需要对其进行冷却。
4.冷却的过程采用淡水和去离子水多级对柔性直流换流阀进行冷却，由于海上风电常设置在距离海岸线较远的地方，淡水和去离子水的供给十分困难，并且在柔性直流换流阀工作时，需要对淡水进行不断地排进和排出，若未能及时补充淡水的话，将会导致输电系统停运，由于海上平台与海岸线距离较远，淡水无法第一时间进行补充。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种适用于柔性直流换流阀冷却系统的自动补水系统，以解决海上平台用于冷却柔性直流换流阀时无法及时补水的问题。
6.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种适用于柔性直流换流阀冷却系统的自动补水系统，包括换流阀换热器和依次连通的海水提升泵、海水过滤器、海水淡化装置、去离子水装置；所述海水淡化装置上设有淡水补水泵；所述去离子水装置上设有去离子水补水泵；所述淡水补水泵与所述换流阀换热器中其中一个回路管道连接；所述去离子水补水泵与所述换流阀换热器中其中另一个回路管道连接；所述淡水补水泵与所述换流阀换热器连通的管路中设有第一稳压装置；所述淡水补水泵与所述第一稳压装置信号连接；所述去离子水补水泵与所述换流阀换热器连通的管路中设有第二稳压装置；所述去离子水补水泵与所述第二稳压装置信号连接。
8.进一步优选，所述去离子水装置包括ro水处理装置和edi水处理装置。
9.进一步优选，所述补水系统还包括板式换热器，所述淡水补水泵与所述换流阀换热器连通的管路与所述板式换热器中的一个回路相连通；所述海水过滤器与所述板式换热器另一个回路相连通。
10.进一步优选，所述淡水补水泵与所述换流阀换热器所连通的管路上还设有淡水循环泵和淡水过滤器；所述淡水循环泵、所述换流阀换热器、所述第一稳压装置形成淡水冷却回路。
11.进一步优选，所述去离子水补水泵与所述换流阀换热器连通的管路上设有去离子
水循环泵、去离子水过滤器；所述换流阀换热器、去离子水循环泵、所述第二稳压装置形成去离子水冷却回路。
12.进一步优选，所述海水提升泵、所述海水过滤器与海水形成海水冷却回路。
13.进一步优选，所述海水过滤器与所述海水淡化装置之间连通的管路上设有海水杀菌装置；所述海水杀菌装置包括电解装置。
14.进一步优选，所述第一稳压装置包括第一氮气瓶、第一稳压水箱、第一脱气罐；所述第二稳压装置包括第二氮气瓶、第二稳压水箱、第二脱气罐。
15.进一步优选，所述海水提升泵、所述海水过滤器、所述板式换热器、所述淡水循环泵、所述淡水过滤器、所述淡水补水泵、所述去离子水补水泵、所述去离子水循环泵、所述去离子水过滤器均冗余配置。
16.本发明的有益效果：
17.一种适用于柔性直流换流阀冷却系统的自动补水系统，包括换流阀换热器和依次连通的海水提升泵、海水过滤器、海水淡化装置、去离子水装置；海水提升泵和海水过滤器将海水进行提取并初步过滤；在海水淡化装置的作用下再对海水进行淡化，淡化后的淡水可以在淡水补水泵的作用下流通进换流阀换热器中，在该管路上设置了第一稳压装置，第一稳压装置可以监测管路中的压力大小，从而以控制信号的方式使淡水补水泵进行淡水补水工作，通过对海水的淡化处理和以相应管路压力大小为基准对换流阀换热器进水补水，保证淡水的合理补充；一部分淡水还将通过去离子水装置进行进一步的纯化，在去离子水所在的回路中设置了第二稳压装置，第二稳压装置可以监测该管路中的压力大小，从而以控制信号的方式使去离子水补水泵进行去离子水补水工作，保证柔性直流换流阀冷却系统的自动补水。
附图说明
18.图1是本发明整体流程原理示意图；
19.图2是本发明中海水冷却回路示意图；
20.图3是本发明中淡水冷却回路示意图；
21.图4是本发明中去离子水冷却回路示意图；
22.图5是本发明中海水淡化装置管路示意图。
23.图中各标记对应的名称：
24.11、海水杀菌装置，12、海水提升泵，13、海水过滤器，14、板式换热器，21、淡水循环泵，22、淡水过滤器，23、联接变压器换热器，24、暖通换热器，25、换流阀换热器，26、第一氮气瓶，27、淡水储水罐，28、淡水补水泵，29、第一稳压水箱，290、第一脱气罐，31、去离子水循环泵，32、离子交换器，33、去离子水过滤器，34、去离子水补水泵，35、去离子水储水罐，36、换流阀，37、第二氮气瓶，38、第二稳压水箱，39、电加热器，390、第二脱气罐，41、海水升压泵，42、海水淡化装置，43、保安过滤器，44、ro水处理装置，45、edi水处理装置，46、海水水箱。
具体实施方式
25.下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
26.本发明的实施例：
27.如图1-5所示，一种适用于柔性直流换流阀冷却系统的自动补水系统，包括换流阀换热器25和依次连通的海水提升泵12、海水过滤器13、海水淡化装置42、ro水处理装置44、edi水处理装置45。
28.海水提升泵12用于从海水中抽取海水，以向整个系统中输入海水；海水提升泵12与海水过滤器13管道连接，海水过滤器13用于过滤掉海水中的杂质；在海水过滤器13和海水淡化装置42之间连通的管路上连通设有一个海水水箱46和海水升压泵41，海水升压泵41用于将海水水箱46内部的海水抽取至海水淡化装置42中，从而对海水进行淡化，ro水处理装置44和edi水处理装置45相互串联后以支路的形式连通在海水淡化装置42上，以对已经进行过淡化的海水进一步进行去离子纯化工序；在该支路上还连通设有去离子水补水泵34，用于抽吸去离子水至换流阀换热器25中进行相应的冷却循环。需要说明的是，在ro水处理装置44、edi水处理装置45和海水淡化装置42连通的支路上，还设有一个保安过滤器43，可以有效避免水中少有的杂质影响去离子水装置即ro水处理装置44、edi水处理装置45的正常进行。
29.海水过滤器13为自清洗过滤器，在达到一定压差时，可以自行进行反清洗以维持长时间的高效过滤能力。
30.在海水淡化装置42上以另一支路的形式连通设有淡水补水泵28，淡水补水泵28用于抽吸淡化的海水至换流阀换热器25中进行相应的冷却循环。
31.如图3所示，淡水补水泵28与换流阀换热器25中其中一个回路管道连接；去离子水补水泵34与换流阀换热器25中其中另一个回路管道连接，以此实现去离子水对换流阀换热器25的冷却，并同时采用淡水对参与换流阀换热器25换热工序的去离子水进行冷却。
32.淡水补水泵28与换流阀换热器25连通的管路中设有第一稳压装置；淡水补水泵28与第一稳压装置信号连接；第一稳压装置可以判断其所处回路中的压力大小，并以判断出的压力大小为基准来控制淡水补水泵28是否进行淡水的补水工序。
33.去离子水补水泵34与换流阀换热器25连通的管路中设有第二稳压装置；去离子水补水泵34与所述第二稳压装置同样信号连接。第二稳压装置可以判断其所处回路的压力大小，并以判断出的压力大小为基准来控制去离子补水泵是否进行去离子水的补水工序。
34.如图5所示，ro水处理装置44和edi水处理装置45主要是对淡化以后的海水进行去离子工序，并相应地降低淡水的导电率，以满足作为介质直接参与换流阀换热器25换热工序的导电率要求，本实施例中，淡化后的海水在ro水处理装置44处理以后，导电率处于10us/cm以下，后续再进入edi水处理装置45中进行更深度的去离子工序，使得到的去离子水的导电率达到1us/cm以下。
35.补水系统还包括板式换热器14，淡水补水泵28与换流阀换热器25连通的管路与板式换热器14中的一个回路相连通；海水过滤器13与板式换热器14另一个回路相连通；前一个回路中流通的是和去离子水进行过热交换的淡水，后一个回路中流通的是自然状态下经过简单过滤程序的海水，常温甚至温度更低的海水可在板式换热器14中对淡水进行换热工序，以降低淡水的温度。
36.淡水补水泵28与换流阀换热器25所连通的管路上还设有淡水循环泵21和淡水过滤器22；淡水循环泵21、淡水过滤器22、换流阀换热器25、第一稳压装置依次连通并形成淡
水冷却回路。
37.在流通过淡水过滤器22的淡水会先进入板式换热器14中与海水进行换热，换热结束后再进入换流阀换热器25中，在进入之前，淡水也可以支路的形式流通进同样需要进行换热的其他换热器中，如暖通换热器24和联接变压器换热器23。
38.淡水补水泵28和海水淡化装置42之间连通的管道上连通设有一个淡水储水罐27，海水淡化装置42淡化后的海水可以暂时储存在淡水储水罐27中。
39.本实施例中淡水循环泵21为卧式端吸离心泵；淡水过滤器22同样采用自清洗过滤器。淡水过滤器22在自清洗的过程中将会消耗一定的淡水，在第一稳压装置的检测下，可以及时提供淡水补水泵28进行补水。
40.如图4所示，去离子水补水泵34与换流阀换热器25连通的管路上设有去离子水循环泵31、去离子水过滤器33；换流阀换热器25、去离子水循环泵31、所述第二稳压装置形成去离子水冷却回路，在该回路中，从换流阀换热器25流出的去离子水分为两个支路，其中给一个支路上连通去离子过滤器、换流阀36和电加热器39，另一个支路上连通离子交换器32和第二稳压装置，最终再与前一个支路进行汇合，共同连通去离子水循环泵31。当换流阀36处于非工作状态时，由于海上气候温度的影响，换流阀36会存在结冰现象，该处采用电加热器39对该支路的去离子水进行加热，以防止换流阀36非工作状态下结冰；流通进另一个支路的去离子水会在离子交换器32的作用下再进行一次去离子纯化，离子交换器32采用树脂作为离子交换剂，使得去离子水冷却回路中流通的去离子水离子浓度始终保持在一个较低的浓度范围内，以此保证所需求的导电率。
41.去离子水补水泵34与edi水处理装置45连通的管路上还连通设有去离子水储水罐35，经过edi水处理装置45处理后的去离子水会暂时储存在去离子水储水罐35中。
42.海水提升泵12、海水过滤器13、与海水形成海水冷却回路。海水冷却回路流通板式换热器14中的一个回路，淡水冷却回路流通过板式换热器14的另一个回路，两者以此进行热交换，以降低淡水的温度。
43.如图1所示，海水过滤器13与海水淡化装置42之间连通的管路上设有海水杀菌装置11；海水杀菌装置11包括电解装置。电解装置经过管道连通在海水过滤器13和海水淡化装置42之间连通的管路上，并设置在海水提升泵12的海水入口处，电解产生次氯酸钠，可以对进入海水提升泵12的海水进行杀菌消毒。
44.如图3和图4所示，第一稳压装置包括第一氮气瓶26、第一稳压水箱29、第一脱气罐290；所述第二稳压装置包括第二氮气瓶37、第二稳压水箱38、第二脱气罐390。具体地讲，淡水补水泵28与第一稳压水箱29信号连接，第一稳压水箱29可以检测淡水冷却回路中的压力，第一氮气瓶26用于在淡水冷却回路压力较低时向管路中充入氮气，第一脱气罐290用于在淡水冷却回路压力较低时释放管路中的氮气。第二稳压水箱38与去离子水补水泵34信号连接，第二稳压水箱38可以检测去离子水冷却回路中的压力，第二氮气瓶37用于在去离子水冷却回路压力较低时向管路中冲入氮气，第二脱气罐390用于在去离子水冷却回路压力较高时释放氮气。第一氮气瓶26和第二氮气瓶37均可设有多个，本实施例中，优选设置有三个，在三个相应的氮气瓶内氮气消耗完后，无需人工进行干预。
45.海水提升泵12、海水过滤器13、板式换热器14、淡水循环泵21、淡水过滤器22、淡水补水泵28、去离子水补水泵34、去离子水循环泵31、去离子水过滤器33均冗余配置，当相应
的装置中某一部件出现问题时，冗余配置的部件将会介入并承担出现问题的部件的工作，以相应地减少装置的故障时间。
46.本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本技术相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。