运用于直流换流站外冷却系统的蒸发冷却机组的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种运用于直流换流站外冷却系统的蒸发冷却机组，逆流式直接蒸发冷却器通过管道与平衡水池连通，蒸发式空气冷却器通过管道与平衡水池连通，逆流式直接蒸发冷却器通过管道与蒸发式空气冷却器连通，逆流式直接蒸发冷却器与平衡水池间的管道上设置第一喷水泵，蒸发式空气冷却器与平衡水池间的管道上设置第二喷水泵，换流阀位于逆流式直接蒸发冷却器和蒸发式空气冷却器的连接管道上，且与第一喷水泵连通，管式间接蒸发冷却器设置两台，分别位于逆流式直接蒸发冷却器和蒸发式空气冷却器的一侧。实现成本低、占地面积小，结构简单且易于维护的优点。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及蒸发冷却制冷领域，具体地，涉及一种运用于直流换流站外冷却 系统的蒸发冷却机组。 运用于直流换流站外冷却系统的蒸发冷却机组
【背景技术】
[0002] 外水冷系统主要用于为内水冷系统提供低温的冷却供水，为直流换流站核心部件 晶闸管降温，以保证直流换流站的正常运行。现今应用最为广泛的外冷却系统有空气冷却 方式和水冷却方式。
[0003] 1.空冷式外冷却系统
[0004] 内冷却水在室内换流阀热交换器内加热升温后，由循环水泵驱动进入空冷式外冷 却统的空气冷却器中，空气冷却器配置有换热管束，并带有翅片，在变频调速风机的驱动 下，室外大气冲刷换热管束外表面，使换热管束内的去离子水得以冷却，降温后的冷却水由 循环水泵再送至室内，如此周而复始地循环。空冷主要在我国北方寒冷地区使用，虽然可以 避免寒冷地区冬季因结冰停运发生，但是空气冷却方式冷却效率低、耗电量大(约为水冷却 方式的7倍)、占地面积大(约为水冷却方式的4倍)、且由于有多台风机运行而产生很大的 噪音、设备初投资高。
[0005] 2.水冷式外冷却系统
[0006] 内冷却水在换流阀内加热升温后，由循环水泵驱动进入室外蒸发式冷却塔内的换 热盘管，喷淋水泵从水池抽水均匀喷洒到冷却塔内的换热判官表面，喷淋水吸热后形成水 蒸气通过风机排至大气，在此过程中，换热盘管内的冷却水将得到冷却，降温后的冷却水由 循环水泵再送至换流阀，如此周而复始的循环。水冷却方式虽然效率高，但是不太适合在严 寒地区，使用地区受限。在寒冷地区，冬季冷却塔淋水装置上易结冰，运行时会使结构产生 危险的震动；蒸发式冷却塔散热产生的水蒸汽可能会在室外配电装置区导线和设备上产生 覆冰，影响安全运行。 实用新型内容
[0007] 本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种运用于直流换流站外冷却系统 的蒸发冷却机组，以实现成本低、占地面积小，结构简单且易于维护的优点。
[0008] 为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
[0009] -种运用于直流换流站外冷却系统的蒸发冷却机组，包括逆流式直接蒸发冷却 器、蒸发式空气冷却器、管式间接蒸发冷却器、换流阀、第一喷水泵、第二喷水泵和平衡水 池，所述逆流式直接蒸发冷却器通过管道与平衡水池连通，所述蒸发式空气冷却器通过管 道与平衡水池连通，所述逆流式直接蒸发冷却器通过管道与蒸发式空气冷却器连通，所述 逆流式直接蒸发冷却器与平衡水池间的管道上设置第一喷水泵，所述蒸发式空气冷却器与 平衡水池间的管道上设置第二喷水泵，所述换流阀位于逆流式直接蒸发冷却器和蒸发式空 气冷却器的连接管道上，且与第一喷水泵连通，所述管式间接蒸发冷却器设置两台，分别位 于逆流式直接蒸发冷却器和蒸发式空气冷却器的一侧。
[0010] 进一步的，所述逆流式直接蒸发冷却器顶部设置有第一排风口，底部设置有高温 冷冻供水箱，该第一排风口和高温冷冻供水箱之间依次设置有第一变频调速风机、第一挡 水板、第一喷淋水管和填料层，所述第一变频调速风机设置于第一排风口下面，所述第一喷 淋水管设置于第一挡水板与填料之间，所述第一喷淋水管中的喷淋水由管道引自平衡水 池。
[0011] 进一步的，所述填料层设置于第一喷淋水管正下方。
[0012] 进一步的，所述高温冷冻供水箱与高温冷冻水供水管连接，且高温冷冻供水箱与 高温冷冻水供水管连接的水管上设置高压循环水泵。
[0013] 进一步的，所述蒸发式空气冷却器顶部设置有第二排风口，底部设置有高温冷冻 回水箱，该第二排风口和高温冷冻回水箱之间依次设置有第二变频调速风机、第二挡水板、 第二喷淋水管和换热盘管，所述第二变频调速风机设置于第二排风口下面，所述第二喷淋 水管位于第二挡水板和换热盘管之间，由高压循环水泵将高温冷冻供水箱中的冷冻供水引 至第二喷淋水管。
[0014] 进一步的，所述换热盘管为光管。
[0015] 进一步的，所述管式间接蒸发冷却器顶部设置有第三排风口，底部设置有一次空 气循环水箱，该第三排风口和一次空气循环水箱之间依次设置有第三变频调速风机、第三 挡水板、第三喷淋水管和水平换热管，
[0016] 所述第三变频调速风机设置于第三排风口下面，所述第三喷淋水管位于第三挡水 板和水平换热管之间，所述第三喷淋水管和一次空气循环水箱间连接的管道上设置高压循 环水泵。
[0017] 进一步的，所述水平换热管为内插螺旋线的椭圆管，且设置有多根水平换热管，多 根水平换热管间垂直设置多个波纹金属板。
[0018] 进一步的，所述水平换热管与一次空气循环水箱间设置有进风格栅。
[0019] 本实用新型的技术方案具有以下有益效果：
[0020] 1、本实用新型将蒸发冷却技术用于直流换流站外冷却系统，蒸发冷却式冷水机组 为直流换流站内水冷系统冷却水提供高温冷源，使得外冷却系统的驱动源为干空气而非电 能，从而达到节能目的。
[0021] 2、本实用新型可供直流换流站全年运行，制备高温冷冻水，且无应用地区限制，可 广泛投入使用。
[0022] 3、本实用新型节能环保，且管式间接冷却器采用横流式冷却，与逆流式直接蒸发 冷却器相结合可提高冷却效率。
[0023] 4、本实用新型设备中蒸发式空气冷却器单元寒冷冬季不容易冻坏换热盘管，并且 在不同季节可以灵活调节设备。
[0024] 5、本实用新型将传统的直流换流站外冷水系统中的冷却塔单元换为蒸发式空气 冷却器，其以光管作为换热盘管，空气阻力较小，所需风量小，节能。
[0025] 6、本实用新型结构紧凑，占地面积小、成本低、设备简单从而便于维修，具有很高 的经济效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0026] 图1为本实用新型实施例所述的运用于直流换流站外冷却系统的蒸发冷却机组 结构示意图；
[0027] 图2为图1所示的运用于直流换流站外冷却系统的蒸发冷却机组的俯视图；
[0028] 图3为本实用新型实施例所述的换热盘管的结构示意图；
[0029] 图4为本实用新型实施例所述的光管的结构示意图。
[0030] 结合附图，本实用新型实施例中附图标记如下：
[0031] 1-直接蒸发冷却器；2-蒸发式空气冷却器；3-管式间接蒸发冷却器；401-第一变 频调速风机；402-第二变频调速风机；403-第三变频调速风机；501-第一挡水板；502-第 二挡水板；503-第三挡水板；601-第一喷淋水管；602-第二喷淋水管；603-第三喷淋水管； 7_填料层；8-高温冷冻供水箱；9-换热盘管；10-高温冷冻回水箱；11-水平换热管；12-- 次空气循环水箱；13-高压循环水泵；14-换流阀；15-高温冷冻水供水管；16-第一喷水泵； 17-第二喷水泵；18-第一排风口；19-第二排风口；20-第三排风口；21-平衡水池。
【具体实施方式】
[0032] 以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优 选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0033] -种运用于直流换流站外冷却系统的蒸发冷却机组，包括逆流式直接蒸发冷却 器、蒸发式空气冷却器、管式间接蒸发冷却器、换流阀、第一喷水泵、第二喷水泵和平衡水 池，逆流式直接蒸发冷却器通过管道与平衡水池连通，蒸发式空气冷却器通过管道与平衡 水池连通，逆流式直接蒸发冷却器通过管道与蒸发式空气冷却器连通，逆流式直接蒸发冷 却器与平衡水池间的管道上设置第一喷水泵，蒸发式空气冷却器与平衡水池间的管道上设 置第二喷水泵，换流阀位于逆流式直接蒸发冷却器和蒸发式空气冷却器的连接管道上，且 与第一喷水泵连通，管式间接蒸发冷却器设置两台，分别位于逆流式直接蒸发冷却器和蒸 发式空气冷却器的一侧。
[0034] 其中，逆流式直接蒸发冷却器顶部设置有第一排风口，底部设置有高温冷冻供水 箱，该第一排风口和高温冷冻供水箱之间依次设置有第一变频调速风机、第一挡水板、第一 喷淋水管和填料层，第一变频调速风机设置于第一排风口下面，第一喷淋水管设置于第一 挡水板与填料之间，第一喷淋水管中的喷淋水由管道引自平衡水池。填料层设置于第一喷 淋水管正下方。高温冷冻供水箱与高温冷冻水供水管连接，且高温冷冻供水箱与高温冷冻 水供水管连接的水管上设置高压循环水泵。蒸发式空气冷却器顶部设置有第二排风口，底 部设置有高温冷冻回水箱，该第二排风口和高温冷冻回水箱之间依次设置有第二变频调速 风机、第二挡水板、第二喷淋水管和换热盘管，第二变频调速风机设置于第二排风口下面， 第二喷淋水管位于第二挡水板和换热盘管之间，由高压循环水泵将高温冷冻供水箱中的冷 冻供水引至第二喷淋水管。
[0035] 换热盘管为光管。管式间接蒸发冷却器顶部设置有第三排风口，底部设置有一次 空气循环水箱，该第三排风口和一次空气循环水箱之间依次设置有第三变频调速风机、第 三挡水板、第三喷淋水管和水平换热管，
[0036] 第三变频调速风机设置于第三排风口下面，第三喷淋水管位于第三挡水板和水平 换热管之间，第三喷淋水管和一次空气循环水箱间连接的管道上设置高压循环水泵。水平 换热管为内插螺旋线的椭圆管，且设置有多根水平换热管，多根水平换热管间垂直设置多 个波纹金属板。水平换热管与一次空气循环水箱间设置有进风格栅。
[0037] 如图1所示，机组包括逆流式直接蒸发冷却器1、蒸发式空气冷却器2和管式间接 蒸发冷却器3,逆流式直接蒸发冷却器1顶部设置有第一排风口，底部设置有高温冷冻水箱 8,其间依次设置有第一变频调速风机401、第一挡水板501、第一喷淋水管601和填料层7。 [0038] 逆流式直接蒸发冷却器1在寒冷地区冬季停运。
[0039] 第一变频风机401设置于第一排风口 18下面，主要用于夏季及过渡季节调节风机 转速，可节能以及提高换热效率，冬季运行时，若有需要，可适时反转使热风回流为填料塔 加温防冻。
[0040] 第一喷淋水管601设置于第一挡水板501与填料7之间，其管道引自平衡水池，由 喷水泵将水从平衡水池中引自冷却塔中进行喷淋换热。
[0041] 填料层设置于第一喷淋水管601正下方，一次风由蒸发式空气冷却器2等湿降温 处理后进入其下部的尾部喷雾区，与由喷淋水管喷出的平衡水池冷却供水在填料层7中逆 流接触，进行了充分热湿交换后，等焓降温到达接近饱和的状态，在第一变频风机401的作 用下排出。而水温接近一次风湿球温度，存于高温冷冻供水箱8中。
[0042] 高温冷冻供水箱8接与高温冷冻水供水管15 -端连接，水管上设置有一高压循环 水泵13,高温冷冻水由循环水泵13进入蒸发式空气冷却器2。
[0043] 蒸发式空气冷却器2顶部设置有第二排风口，底部设置有高温冷冻回水箱10,第 二排风口和高温冷冻回水箱10间依次设置有第二变频调速风机402、第二挡水板502、第二 喷淋水管602和换热盘管9。
[0044] 第二变频调速风机402设置于第二排风口 19下面，主要用于夏季及过渡季节调节 风机转速，可节能以及提高换热效率，冬季运行时，若有需要，可适时反转使热风回流为填 料塔加温防冻。
[0045] 第二喷淋水管602位于第二挡水板502和换热盘管9之间，由高压循环水泵13将 高温冷冻供水箱8中的冷冻供水引至第二喷淋水管602,再由安装在第二喷淋水管602的喷 头喷出水雾在换热盘管9上形成水膜，吸收管内来自内冷却系统的冷却回水的热量，水膜 再与管外由管式间接蒸发冷却器3预冷的一次空气接触传热，将热量传递给一次空气，空 气升温后由第二变频调速风机402排出蒸发式空气冷却器2。
[0046] 换流阀14位于逆流式直接蒸发冷却器1和蒸发式空气冷却器2连接管道上，若此 系统在寒冷地区使用，冬季时，可以将逆流式直接蒸发冷却器1及位于其一侧的管式间接 蒸发冷却器停运，再将换流阀14换向到连接平衡水池一侧，即可满足内冷却系统的安全运 行。非寒冷地区无需设置。
[0047] 换热盘管9为光管，外接于直流换流站内冷却系统的冷却水循环，将自内冷却系 统中流出的冷却回水冷却。
[0048] 高温冷冻回水箱10外接于平衡水池，与换热盘管9换热升温后的冷冻回水流到水 箱中，并流回平衡水池。
[0049] 管式间接蒸发冷却器3设置有两台，分别位于逆流式直接蒸发冷却器和蒸发式空 气冷却器的一侧，各为其提供预冷后的一次空气，提高系统的冷却效率。
[0050] 管式间接蒸发冷却器3顶部设置有第三排风口，底部设置有一次空气循环水箱 12,第三排风口和一次空气循环水箱12间依次设置有第三变频调速风机403、第三挡水板 503、第三喷淋水管603和水平换热管11。
[0051] 管式间接蒸发冷却器3在冬季可根据使用地区实际情况选择调节第三变频调速 风机403减小换热量，或直接停运。
[0052] 第三变频调速风机403设置于第三排风口 20下面，主要用于夏季及过渡季节调节 风机转速，可节能以及提高换热效率。
[0053] 第三喷淋水管603位于第三挡水板503和水平换热管11之间，由高压循环水泵13 将一次空气循环水箱12中的循环水引至设置在第三喷淋水管603上的喷头，再由喷头喷出 水雾在换热管上形成水膜，使一次空气在管内实现等湿降温。
[0054] 水平换热管11为内插螺旋线的椭圆管，且设置有多根水平换热管11，水平换热管 11间垂直设置多个波纹金属板，增加喷淋水在换热管外的接触面积和时间，并使表面容易 形成均匀的水膜，从而增加传热传质效果。
[0055] 水平换热管11与一次空气循环水箱12间设置有进风格栅，第三变频调速风机403 将二次空气从金粉格栅吸入，使空气子下向上流动掠过水平换热管。
[〇〇56] 最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本 实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员 来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征 进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均 应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种运用于直流换流站外冷却系统的蒸发冷却机组，其特征在于，包括逆流式直接 蒸发冷却器、蒸发式空气冷却器、管式间接蒸发冷却器、换流阀、第一喷水泵、第二喷水泵和 平衡水池，所述逆流式直接蒸发冷却器通过管道与平衡水池连通，所述蒸发式空气冷却器 通过管道与平衡水池连通，所述逆流式直接蒸发冷却器通过管道与蒸发式空气冷却器连 通，所述逆流式直接蒸发冷却器与平衡水池间的管道上设置第一喷水泵，所述蒸发式空气 冷却器与平衡水池间的管道上设置第二喷水泵，所述换流阀位于逆流式直接蒸发冷却器和 蒸发式空气冷却器的连接管道上，且与第一喷水泵连通，所述管式间接蒸发冷却器设置两 台，分别位于逆流式直接蒸发冷却器和蒸发式空气冷却器的一侧。
2. 根据权利要求1所述的运用于直流换流站外冷却系统的蒸发冷却机组，其特征在 于，所述逆流式直接蒸发冷却器顶部设置有第一排风口，底部设置有高温冷冻供水箱，该 第一排风口和高温冷冻供水箱之间依次设置有第一变频调速风机、第一挡水板、第一喷淋 水管和填料层，所述第一变频调速风机设置于第一排风口下面，所述第一喷淋水管设置于 第一挡水板与填料之间，所述第一喷淋水管中的喷淋水由管道引自平衡水池。
3. 根据权利要求2所述的运用于直流换流站外冷却系统的蒸发冷却机组，其特征在 于，所述填料层设置于第一喷淋水管正下方。
4. 根据权利要求2或3所述的运用于直流换流站外冷却系统的蒸发冷却机组，其特征 在于，所述高温冷冻供水箱与高温冷冻水供水管连接，且高温冷冻供水箱与高温冷冻水供 水管连接的水管上设置高压循环水泵。
5. 根据权利要求4所述的运用于直流换流站外冷却系统的蒸发冷却机组，其特征在 于，所述蒸发式空气冷却器顶部设置有第二排风口，底部设置有高温冷冻回水箱，该第二排 风口和高温冷冻回水箱之间依次设置有第二变频调速风机、第二挡水板、第二喷淋水管和 换热盘管，所述第二变频调速风机设置于第二排风口下面，所述第二喷淋水管位于第二挡 水板和换热盘管之间，由高压循环水泵将高温冷冻供水箱中的冷冻供水引至第二喷淋水 管。
6. 根据权利要求5所述的运用于直流换流站外冷却系统的蒸发冷却机组，其特征在 于，所述换热盘管为光管。
7. 根据权利要求6所述的运用于直流换流站外冷却系统的蒸发冷却机组，其特征在 于，所述管式间接蒸发冷却器顶部设置有第三排风口，底部设置有一次空气循环水箱，该第 三排风口和一次空气循环水箱之间依次设置有第三变频调速风机、第三挡水板、第三喷淋 水管和水平换热管，所述第三变频调速风机设置于第三排风口下面，所述第三喷淋水管位 于第三挡水板和水平换热管之间，所述第三喷淋水管和一次空气循环水箱间连接的管道上 设置高压循环水泵。
8. 根据权利要求7所述的运用于直流换流站外冷却系统的蒸发冷却机组，其特征在 于，所述水平换热管为内插螺旋线的椭圆管，且设置有多根水平换热管，多根水平换热管间 垂直设置多个波纹金属板。
9. 根据权利要求8所述的运用于直流换流站外冷却系统的蒸发冷却机组，其特征在 于，所述水平换热管与一次空气循环水箱间设置有进风格栅。
【文档编号】F28F25/06GK203893697SQ201420301272
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月9日 优先权日:2014年6月9日
【发明者】张健, 林杉 申请人:兰州交通大学