应用于风力发电机的冷却系统的制作方法

本实用新型涉及新能源风力发电领域，具体的说，特别涉及到一种应用于风力发电机的冷却系统。

背景技术：

风力发电是指把风的动能转为电能，是一种清洁无公害的可再生能源能源。利用风力发电非常环保，且风能蕴量巨大，因此日益受到世界各国的重视。

我国风能资源丰富，可开发利用的风能储量约10亿kW，其中，陆地上风能储量约2.53亿kW陆地上离地10m高度资料计算，海上可开发和利用的风能储量约7.5亿kW，共计10亿kW。而2003年底全国电力装机约5.67亿kW。

风力发电机组运行时，其发电机、齿轮箱、变流器等主要部件在运行时会产生较大的热量，需要通过专门的冷却装置对这些发热部件进行循环冷却，以确保这些发热部件在适宜的温度范围内可靠地运行。

近年来随着风力发电机组装机容量逐步增大，其发电机的发热量也显著增加。例如：2MW风力发电机发热量为65kW，4MW风力发电机的发热量已达到了115kW。如此巨大的热量必然要排出设备之外，否则将会造成高温停机故障，甚至影响发电机的使用寿命，对风力发电机造成不可逆的损伤。

传统的风力发电机冷却器采用风扇强制冷却，其特点为存在运动部件、可靠性低、散热量小、效率低下、需定期维护保养、受电压和频率波动因素影响明显，需配套动力和控制设备等。随着风力发电机装机容量越来越大，发电机的发热量也逐渐上升，对发电机冷却装置的可靠性要求也越来越高，传统风扇强制冷却的散热方式已无法满足需求。市场急需一种配套大容量风力发电机的、高可靠性的冷却装置。

技术实现要素：

针对风力发电机对大换热量冷却装置的技术需求，本实用新型提供一种应用于风力发电机的自然风冷却装置，通过胶管与风力发电机内部水套连接，形成闭式循环系统。运行时，水通过风力发电机内部水套吸取热量，然后再经过自然风冷却器与流动环境空气换热，热量被环境空气带走，水降温冷却后再重新进入发电机内部水套进行以上循环。相比传统的风扇强制风冷冷却方式，本实用新型具有换热量大、性能稳定、可靠性高、适应性强、维护检修方便，安全便捷等优点。具体方案如下：

一种应用于风力发电机的冷却系统，其特征在于，包括水冷却管路以及设置在水冷却管路上的自然风冷却装置，自然风冷却装置固定在风力发电机的机舱顶部户外，并与机舱的长度方向垂直布置；

其中，风力发电机的水冷却系统的两端的进水管路与出水管路通过软管连接，该软管上设置有冷却水泵，自然风冷却装置两端分别连接进水管路和冷却水泵，出水管路与风力发电机的进水接口相连，进水管路与风力发电机的出水接口相连；

在出水管路上依次设有压力罐、充液球阀、泄压阀、压力开关、压力表、排气阀。

进一步的，泄压阀通过连接泄压管路与储存防冻液的容器相连。

进一步的，在出水管路末端设置有温度传感器。

进一步的，进水管路与出水管路采用SAE法兰与风力发电机管路接口连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

1.换热量能达到传统冷却方式的2到3倍，能配套3MW以上的大容量风力发电机组；风力发电机舱具有偏航功能，可根据风向自动调整机舱的方向，以捕捉到最大的风能资源，自然风冷却器置于舱顶户外，也随着机舱的转动而调整迎风面，可始终获得最大的迎面风速，换热量也随之达到峰值。

2.节能效果显著。以1台4MW风力发电机冷却装置为例，采用自然风冷却器相比之前的强制风冷却器每小时节约12度电，则1天可节约288度电，1年可节约86400度电。1个标准风场约有24台4MW风力发电机组，则1个风场1年可以节约2073600度电，按工业用电1.1元/度计算，则1个风场1年可节约2280960元。风力发电机组容量越大，节能效果越可观。

3.集成度高，结构紧凑，由于自然风冷却器置于机舱顶部户外，节约了机舱内部宝贵的占地面积，便于现场布置和使用；

4.可靠性高，减少维护周期和成本。自然风冷却器无动力部件，维护周期大为延长，由此可以节约可观的日常维护人力和成本。

5.出水管路中设置压力罐，确保了循环压力稳定，提高系统运行的可靠性。

6.出水管路中设置泄压阀，如遇管路堵塞等特殊情况造成系统压力过高，会自动泄压，有效杜绝系统内部压力过高引发事故的隐患；

7.为大容量风力发电领域提供了一个高效、完善的解决方案；

8.在大容量风力发电行业具有广泛推广应用的前景。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所述的应用于风力发电机的自然风冷却装置的原理图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本实用新型的技术方案。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

参见图1，本实用新型提供的一种应用于风力发电机的冷却系统，包括水冷却管路以及设置在水冷却管路上的自然风冷却装置12，自然风冷却装置12的外置风冷却器固定在风力发电机的机舱顶部户外，并与机舱的长度方向垂直布置。其中，风力发电机的水冷却系统的两端的进水管路11与出水管路8通过软管13连接，该软管13上设置有冷却水泵1，自然风冷却装置12两端分别连接进水管路11和冷却水泵1，出水管路8与风力发电机10的进水接口相连，进水管路11与风力发电机的出水接口相连。

本实用新型能够与风力发电机连接，形成闭式循环系统。当系统运行时，冷水进入发电机内部水套，带走风力发电机产生的热量，再循环至自然风冷却器将水中的热量排放至大气，确保风力发电机在适宜的温度下稳定工作，有利于风力发电机的长期安全运行。本实用新型节能环保、可靠性高、换热量大、集成程度高，占地面积小、环境适应性强，具有较强的实用意义。

进一步的，在出水管路8上依次设有压力罐7、充液球阀6、泄压阀5、压力开关4、压力表3、排气阀2。可选的，泄压阀通过连接泄压管路与储存防冻液的容器相连。

排气阀2可将闭式系统中的空气排出，有利于运行稳定。压力表3用于实时观测水冷系统压力。压力开关4具备低压报警功能，当水冷系统压力低于设定值时，会发出报警信号。泄压阀5通过连接泄压管路与集水瓶相连，当出水管路8压力高于设定值时，泄压阀5动作，液体通过泄压管路排至集水瓶，使水冷系统压力稳定在设定值。通过充液球阀6根据操作情况补水或者放水。压力罐7正常工作时将液压转化成弹性势能储存起来并维持泵出口压力的稳定，当循环系统瞬间需要大流量或泵出口出现波动时，压力罐7会释放所储存的能量来保证系统的稳定。

进一步优选的，在出水管路8末端设置有温度传感器9。温度传感器9用于实时监测风力发电机的进水温度。

在本实用新型中，自然风冷却装置12由板翅式散热器、钣金件等构成，具有良好的风冷散热效果。

本实用新型提供的应用于风力发电机的自然风冷却装置，通过软管与风力发电机水套连接，形成闭式循环系统。运行时，水通过风力发电机水套吸取热量，然后再经过自然风冷却器与流动环境空气换热，热量被环境空气带走，水降温冷却后再重新进入风力发电机水套进行以上循环。此外，由于自然风冷却装置12固定在风力发电机的机舱顶部户外，并与机舱的长度方向垂直布置，因此可以与风力发电机的机舱同步转动，迎面正对风力最强的方向，从而提高风冷散热效果。

以上对本实用新型的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本实用新型的实质内容。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。