特高压换流站阀侧封堵系统装配式防火抗爆一体化结构的制作方法

1.本发明属于换流站封堵技术领域，涉及特高压换流站阀侧封堵系统装配式防火抗爆一体化结构。


背景技术：

2.随着国网新型电力系统的构建，风、光、水电等新能源发电大比例并网，电力系统安全稳定运行面临严峻挑战。作为新型电力系统的重要载体，特高压技术会加速大力发展，目前，国网已建成
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800kv以上特高压换流站多达26座，计划新建14座特高压换流站。在大电压、高负荷和复杂的电网结构运行下，换流变安全运行风险凸显。换流站易发生火灾，尤其是特高压换流站，一旦发生火灾，将给国网会造成数亿的损失和严重的社会负面影响。换流站阀厅封堵防火、防爆性能提升成为保障换流变设备安全运行，防止火势蔓延，降低经济损失的最直接有效手段。
3.目前，特高压换流站采用阀厅封堵防火加强和抗爆门双层防护体系进行消防提升，但仍存在以下不足：(1)防火封堵和抗爆门分离装配会在抗爆门与套管之间形成薄弱环节，换流变发生爆炸的能量会绕过这个孔隙对阀侧封堵造成一定冲击，降低封堵系统的火灾防御能力，存在火灾蔓延至阀厅的隐患。(2) 封堵和抗爆门分离装配不满足精益化运维检修要求。封堵和抗爆门两套系统安装、拆卸工艺复杂，换流变维护或更换周期大幅延长，不仅会增加运行检修的难度，同时也会因停电周期过长给国网带来大量的经济损失。(3)封堵系统和抗爆门所用填充材料不环保。硅酸铝是封堵和抗爆门的主要填充物，其具有致癌特性，同时硅酸铝在制备需要高温烧制，消耗大量的碳能源，不符合低碳趋势。
4.因此，本发明设计了特高压换流站阀侧封堵系统装配式防火抗爆一体化结构，以使特高压换流站阀侧封堵系统同时具备耐火性能、抗爆性能、以及快捷安装检修的特点。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是：提供特高压换流站阀侧封堵系统装配式防火抗爆一体化结构，以至少解决上述部分技术问题。
6.为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
7.特高压换流站阀侧封堵系统装配式防火抗爆一体化结构，包括可拆卸安装于换流站防火墙上的上防火抗爆模块，以及可拆卸安装于换流站防火墙上并与上防火抗爆模块相适配的下防火抗爆模块；上防火抗爆模块和下防火抗爆模块相拼接处开设有与换流变套管相适配的套装通孔，换流变套管密封套装于套装通孔内。
8.进一步地，换流变套管与套装通孔之间设有硅橡胶小封堵，换流变套管与套装通孔之间通过硅橡胶小封堵相密封。
9.进一步地，上防火抗爆模块和下防火抗爆模块结构相同，均包括由内至外依次分布的第一屏蔽板、第一气凝胶防火毯、第一无机防火板、不锈钢龙骨、第二无机防火板、第二气凝胶防火毯、纤维抗爆板、减爆吸能夹芯板和第二屏蔽板，不锈钢龙骨呈框架结构，其内
填充有龙骨间硅酸铝棉。
10.进一步地，第一屏蔽板为0.6mm厚奥氏体不锈钢板，第一气凝胶防火毯厚度为5mm，第一无机防火板厚度为20mm，不锈钢龙骨采用奥氏体不锈钢板制成、规格为80mm*80mm*2mm，第二无机防火板厚度为20mm，第二气凝胶防火毯厚度为5mm，纤维抗爆板厚度为9.5mm，减爆吸能夹芯板厚度为50mm，第二屏蔽板为0.6mm厚奥氏体不锈钢板。
11.进一步地，减爆吸能夹芯板包括吸能夹心结构，以及通过粘附层分别粘附于吸能夹心结构两面的第一面板和第二面板；吸能夹心结构、第一面板和第二面板均采用奥氏体不锈钢材料制成，吸能夹心结构为蜂窝夹芯板或者点阵芯板。
12.进一步地，上防火抗爆模块和下防火抗爆模块均通过螺栓可拆卸固定安装于换流站防火墙上，换流站防火墙分别与上防火抗爆模块和下防火抗爆模块之间留有间隙，螺栓上设有奥氏体不锈钢垫板，奥氏体不锈钢垫板位于间隙内。
13.进一步地，上防火抗爆模块顶部设有吊装环，上防火抗爆模块和下防火抗爆模块之间封装有封板，封板有两块，分别封装于上防火抗爆模块和下防火抗爆模块的正反两面。
14.进一步地，还包括一对滑轨，上防火抗爆模块和下防火抗爆模块均位于该对滑轨内，并且上防火抗爆模块和下防火抗爆模块分别与滑轨滑动接触。
15.进一步地，上防火抗爆模块和下防火抗爆模块的两侧均设置有与滑轨相适配的滑轮，滑轮滑动嵌装于滑轨内，滑轨采用槽钢制成，并且槽钢开口端设置有挡板，滑轮设有滑轮架，上防火抗爆模块和下防火抗爆模块上均设有与滑轮架相连接的连接杆。
16.进一步地，上防火抗爆模块上开设有第一弧形槽孔，下防火抗爆模块上开设有第二弧形槽孔，第一弧形槽孔和第二弧形槽孔拼装成套装通孔。
17.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
18.本发明结构简单、设计科学合理，使用方便，能有效提升阀侧套管小封堵薄弱部位防火与抗爆性能，实现换流站阀厅封堵防火、抗爆一体化，同时能有效提高封堵系统安装、拆卸维修施工效率，降低运行检修难度，缩短换流变维护或更换周期，从而降低因停电给国网经济带来的损失。
19.本发明防火抗爆结构由上防火抗爆模块和下防火抗爆模块组装而成，上防火抗爆模块和下防火抗爆模块相拼接处开设有与换流变套管相适配的套装通孔，换流变套管就密封封装于该套装通孔内，换流变套管与套装通孔之间采用硅橡胶小封堵相密封，上防火抗爆模块和下防火抗爆模块分别与换流站防火墙通过螺栓可拆卸安装，上防火抗爆模块和下防火抗爆模块分别与换流站防火墙之间留有间隙，位于间隙处的螺栓段穿设有奥氏体不锈钢垫板，以保证上防火抗爆模块和下防火抗爆模块分别与换流站防火墙之间的连接稳固。套装通孔由第一弧形槽孔和第二弧形槽孔拼装形成。当需要对换流变进行检修时，将螺栓拆除，即可移开上防火抗爆模块，如此换流变套管即能从套装通孔中解封出来，很方便就能将变压器移走进行检修，检修好后，将变压器复位后，再将上防火抗爆模块吊装过来用螺栓固定安装于换流站防火墙上即可。安装检修均十分方便，能有效提高换流变封堵系统安装、拆卸维修施工效率，降低运行检修难度，缩短换流变维护或更换周期，从而降低因停电给国网经济带来的损失。
20.本发明上防火抗爆模块和下防火抗爆模块结构相同，均包括由内至外依次分布的第一屏蔽板、第一气凝胶防火毯、第一无机防火板、不锈钢龙骨、龙骨间硅酸铝棉、第二无机
防火板、第二气凝胶防火毯、纤维抗爆板、减爆吸能夹芯板和第二屏蔽板。第二屏蔽板位于最外层，为0.6mm厚奥氏体不锈钢板，不仅能塑形，使整体平整美观，而且还能有效抗爆，降低爆炸能量；减爆吸能夹芯板由吸能夹心结构、第一面板和第二面板构成，总厚度为50mm，吸能夹心结构呈蜂窝状或者是点阵结构，当其受到爆炸冲击时，能够塌陷以吸收爆炸冲击能量，抗爆性能好，为抗爆主要结构；爆炸冲击能量经过减爆吸能夹芯板吸收后，剩余爆炸冲击能量来到纤维抗爆板被有效阻挡住，如此可有效防止爆炸冲击能量破坏后面防火结构，保证防火抗爆结构的防火性能。第二气凝胶防火毯和第二无机防火板位于抗爆结构后方，可有效防止火焰及高温蔓延穿透防火抗爆结构，因此，在有爆炸冲击的火灾发生时，也能很好地对换流变内变压器形成有效保护，保证其在爆炸式火灾中的安全。不锈钢龙骨由奥氏体不锈钢板制成、规格为80mm*80mm*2mm，其内填充有龙骨间硅酸铝棉，硅酸铝棉防火性能佳，不锈钢龙骨也能有效抗爆，可有效增强防火抗爆结构的防火抗爆性能。不锈钢龙骨背面顺序设置有第一无机防火板、第一气凝胶防火毯和第一屏蔽板，可进一步增强防火性能，以及背面塑形和抗爆。
21.本发明在上防火抗爆模块顶部设吊装环，在上防火抗爆模块和下防火抗爆模块两侧设一对滑轨，上防火抗爆模块和下防火抗爆模块分别通过滑轮与滑轨滑动接触，换流站防火墙分别与上防火抗爆模块和下防火抗爆模块之间留有间隙，螺栓上设有奥氏体不锈钢垫板，奥氏体不锈钢垫板位于间隙内。当需要对换流站内变压器进行检修时，将上防火抗爆模块固定于换流站防火墙上的螺栓拆除，再通过吊装设备钩挂住吊装环，往上吊，由于有滑轨的导向作用，可有效保证上防火抗爆模块在与下防火抗爆模块相同的竖直面内移动，同时由于上防火抗爆模块与换流站防火墙之间留有间隙，可有效防止调转过程中产生擦挂，保证换流站防火墙与上防火抗爆模块之间的完整性。保证其防火抗爆性能。当上防火抗爆模块上升到一定高度时，即可拆移出变压器等需要维修设备。当检修更好后，将变压器等维修设备安装到位后，吊装设备放下上防火抗爆模块，由于滑轨导向作用，上防火抗爆模块能够与下防火抗爆模块精准对接，再安装上螺栓和奥氏体不锈钢垫板即可完成安装。过程中需拆除和安装硅橡胶小封堵，以实现换流变套管与套装通孔之间的密封。
附图说明
22.图1为本发明结构示意图。
23.图2为本发明外形图。
24.图3为本发明剖面图。
25.图4为本发明上防火抗爆模块和下防火抗爆模块组装后视图。
26.图5为本发明上防火抗爆模块示意图。
27.图6为本发明下防火抗爆模块示意图。
28.图7为本发明上防火抗爆模块或下防火抗爆模块剖面图。
29.图8为本发明减爆吸能夹芯板剖面图(吸能夹心结构为蜂窝夹芯板)。
30.图9为本发明另一减爆吸能夹芯板剖面图(吸能夹心结构为点阵芯板)。
31.图10为本发明不锈钢龙骨和龙骨间硅酸铝棉示意图。
32.图11为本发明滑轨透视图(附有滑轮)。
33.图12为本发明滑轨截面视图(附有滑轮)。
34.图13为本发明滑轨截面视图(未附有滑轮)。
35.图14为本发明滑轮示意图。
36.其中，附图标记对应的名称为：
37.1-换流站防火墙、2-上防火抗爆模块、3-下防火抗爆模块、4-螺栓、5-套装通孔、6-硅橡胶小封堵、7-第一屏蔽板、8-第一气凝胶防火毯、9-第一无机防火板、10-不锈钢龙骨、11-龙骨间硅酸铝棉、12-第二无机防火板、13-第二气凝胶防火毯、14-纤维抗爆板、15-减爆吸能夹芯板、16-第二屏蔽板、17-间隙、18
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奥氏体不锈钢垫板、18-吊装环、19-滑轨、20-滑轮、21-第一弧形槽孔、22-第二弧形槽孔、23-吸能夹心结构、24-粘附层、25-第一面板、26-第二面板、27-封板、 28-挡板、29-滑轮架、30-连接杆。
具体实施方式
38.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
39.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
40.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
41.如图1-14所示，本发明提供的特高压换流站阀侧封堵系统装配式防火抗爆一体化结构，结构简单、设计科学合理，使用方便，能有效提升阀侧套管小封堵薄弱部位防火与抗爆性能，实现封堵系统防火、抗爆一体化，同时能有效提高封堵系统安装、拆卸维修施工效率，降低运行检修难度，缩短换流变维护或更换周期，从而降低因停电给国网经济带来的损失。本发明包括可拆卸安装于换流站防火墙1上的上防火抗爆模块2，以及可拆卸安装于换流站防火墙1上并与上防火抗爆模块2相适配的下防火抗爆模块3；上防火抗爆模块2和下防火抗爆模块3相拼接处开设有与换流变套管相适配的套装通孔5，换流变套管密封套装于套装通孔5内。换流变套管与套装通孔5之间设有硅橡胶小封堵6，换流变套管与套装通孔5之间通过硅橡胶小封堵6相密封。
42.本发明上防火抗爆模块2和下防火抗爆模块3均通过螺栓4可拆卸固定安装于换流站防火墙1上，换流站防火墙1分别与上防火抗爆模块2和下防火抗爆模块3之间留有间隙17，螺栓4上设有奥氏体不锈钢垫板18，奥氏体不锈钢垫板18位于间隙17内。上防火抗爆模块2上开设有第一弧形槽孔21，下防火抗爆模块3上开设有第二弧形槽孔22，第一弧形槽孔21和第二弧形槽孔22拼装成套装通孔5。上防火抗爆模块2和下防火抗爆模块3相拼接处勾
缝有防火砂浆。
43.本发明防火抗爆结构由上防火抗爆模块和下防火抗爆模块组装而成，上防火抗爆模块和下防火抗爆模块相拼接处开设有与换流变套管相适配的套装通孔，换流变套管就密封封装于该套装通孔内，换流变套管与套装通孔之间采用硅橡胶小封堵相密封，上防火抗爆模块和下防火抗爆模块分别与换流站防火墙通过螺栓可拆卸安装，上防火抗爆模块和下防火抗爆模块分别与换流站防火墙之间留有间隙，位于间隙处的螺栓段穿设有奥氏体不锈钢垫板，以保证上防火抗爆模块和下防火抗爆模块分别与换流站防火墙之间的连接稳固。套装通孔由第一弧形槽孔和第二弧形槽孔拼装形成。当需要对换流变进行检修时，将螺栓拆除，即可移开上防火抗爆模块，如此换流变套管即能从套装通孔中解封出来，很方便就能将变压器移走进行检修，检修好后，将变压器复位后，再将上防火抗爆模块吊装过来用螺栓固定安装于换流站防火墙上即可。安装检修均十分方便，能有效提高换流变封堵系统安装、拆卸维修施工效率，降低运行检修难度，缩短换流变维护或更换周期，从而降低因停电给国网经济带来的损失。本发明特高压换流站指
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800kv以上换流站。
44.本发明上防火抗爆模块2和下防火抗爆模块3结构相同，均包括由内至外依次分布的第一屏蔽板7、第一气凝胶防火毯8、第一无机防火板9、不锈钢龙骨10、第二无机防火板12、第二气凝胶防火毯13、纤维抗爆板14、减爆吸能夹芯板15和第二屏蔽板16，不锈钢龙骨10呈框架结构，其内填充有龙骨间硅酸铝棉11。第一屏蔽板7为0.6mm厚奥氏体不锈钢板，第一气凝胶防火毯8厚度为5mm，第一无机防火板9厚度为20mm，不锈钢龙骨10采用奥氏体不锈钢板制成、规格为80mm*80mm*2mm，第二无机防火板12厚度为20mm，第二气凝胶防火毯13厚度为5mm，纤维抗爆板14厚度为9.5mm，减爆吸能夹芯板15 厚度为50mm，第二屏蔽板16为0.6mm厚奥氏体不锈钢板。
45.本发明减爆吸能夹芯板15包括吸能夹心结构23，以及通过粘附层24分别粘附于吸能夹心结构23两面的第一面板25和第二面板26；吸能夹心结构23、第一面板25和第二面板26均采用奥氏体不锈钢材料制成，吸能夹心结构23为蜂窝夹芯板或者点阵芯板。
46.本发明上防火抗爆模块和下防火抗爆模块结构相同，均包括由内至外依次分布的第一屏蔽板、第一气凝胶防火毯、第一无机防火板、不锈钢龙骨、龙骨间硅酸铝棉、第二无机防火板、第二气凝胶防火毯、纤维抗爆板、减爆吸能夹芯板和第二屏蔽板。第二屏蔽板位于最外层，为0.6mm厚奥氏体不锈钢板，不仅能塑形，使整体平整美观，而且还能有效抗爆，降低爆炸能量；减爆吸能夹芯板由吸能夹心结构、第一面板和第二面板构成，总厚度为50mm，吸能夹心结构呈蜂窝状或者是点阵结构，当其受到爆炸冲击时，能够塌陷以吸收爆炸冲击能量，抗爆性能好，为抗爆主要结构；爆炸冲击能量经过减爆吸能夹芯板吸收后，剩余爆炸冲击能量来到纤维抗爆板被有效阻挡住，如此可有效防止爆炸冲击能量破坏后面防火结构，保证防火抗爆结构的防火性能。第二气凝胶防火毯和第二无机防火板位于抗爆结构后方，可有效防止火焰及高温蔓延穿透防火抗爆结构，因此，在有爆炸冲击的火灾发生时，也能很好地对换流变内变压器形成有效保护，保证其在爆炸式火灾中的安全。不锈钢龙骨由奥氏体不锈钢板制成、规格为80mm*80mm*2mm，其内填充有龙骨间硅酸铝棉，硅酸铝棉防火性能佳，不锈钢龙骨也能有效抗爆，可有效增强防火抗爆结构的防火抗爆性能。不锈钢龙骨背面顺序设置有第一无机防火板、第一气凝胶防火毯和第一屏蔽板，可进一步增强防火性能，以及背面塑形和抗爆。
47.本发明第一屏蔽板7、第一气凝胶防火毯8、第一无机防火板9、不锈钢龙骨10、龙骨间硅酸铝棉11、第二无机防火板12、第二气凝胶防火毯13、纤维抗爆板14、减爆吸能夹芯板15和第二屏蔽板16，可以采用螺钉相固定，也可以采用粘胶层相互粘接固定。
48.本发明换流站防火墙1分别与上防火抗爆模块2和下防火抗爆模块3之间留有间隙17，螺栓上设有奥氏体不锈钢垫板18，奥氏体不锈钢垫板18位于间隙17内。上防火抗爆模块2顶部设有吊装环18，上防火抗爆模块2和下防火抗爆模块3之间封装有封板27，封板27有两块，分别封装于上防火抗爆模块2和下防火抗爆模块3的正反两面。还包括一对滑轨19，上防火抗爆模块2和下防火抗爆模块3均位于该对滑轨19内，并且上防火抗爆模块2和下防火抗爆模块 3分别与滑轨19滑动接触。上防火抗爆模块2和下防火抗爆模块3的两侧均设置有与滑轨19相适配的滑轮20，滑轮20滑动嵌装于滑轨19内，滑轨19采用槽钢制成，并且槽钢开口端设置有挡板28，滑轮20设有滑轮架29，上防火抗爆模块2和下防火抗爆模块3上均设有与滑轮架29相连接的连接杆30。连接杆 30一端与滑轮架29相连接，另一端焊接于不锈钢龙骨10上。滑轨19通过螺栓固定于换流站防火墙1上。封板27通过螺钉固定于上防火抗爆模块2和下防火抗爆模块3上。
49.本发明在上防火抗爆模块顶部设吊装环，在上防火抗爆模块和下防火抗爆模块两侧设一对滑轨，上防火抗爆模块和下防火抗爆模块分别通过滑轮与滑轨滑动接触，换流站防火墙分别与上防火抗爆模块和下防火抗爆模块之间留有间隙，螺栓上设有奥氏体不锈钢垫板，奥氏体不锈钢垫板位于间隙内，螺栓穿透上防火抗爆模块和下防火抗爆模块。当需要对换流站内变压器进行检修时，将上防火抗爆模块固定于换流站防火墙上的螺栓拆除，再通过吊装设备钩挂住吊装环，往上吊，由于有滑轨的导向作用，可有效保证上防火抗爆模块在与下防火抗爆模块相同的竖直面内移动，同时由于上防火抗爆模块与换流站防火墙之间留有间隙，可有效防止调转过程中产生擦挂，保证换流站防火墙与上防火抗爆模块之间的完整性。保证其防火抗爆性能。当上防火抗爆模块上升到一定高度时，即可拆移出变压器等需要维修设备。当检修更好后，将变压器等维修设备安装到位后，吊装设备放下上防火抗爆模块，由于滑轨导向作用，上防火抗爆模块能够与下防火抗爆模块精准对接，再安装上螺栓和奥氏体不锈钢垫板即可完成安装。过程中需拆除和安装硅橡胶小封堵，以实现换流变套管与套装通孔之间的密封。
50.本发明能有效提升换流站阀侧套管封堵系统的防火与抗爆性能，实现封堵系统防火、抗爆一体化，能有效提高换流变检修期间封堵系统安装、拆卸施工效率并降低运行检修难度，缩短换流变维护或更换周期，从而降低因停电给国网经济带来的损失。
51.最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本发明的较优实施例用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，当然更不是限制本发明的专利范围；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；也就是说，但凡在本发明的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本发明一致的，均应当包含在本发明的保护范围之内；另外，将本发明的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。