专利名称：海上风力发电机组冷却系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及风力发电机组，具体是一种海上风力发电机组冷却系统。
背景技术：
随着风力发电机组单机容量的逐步增大，机舱内的主要散热部件-发电机的作业功率也会得到相应的提升，发电机在运行过程中会散发大量热量，这直接导致机舱内的热量大大增加。这些热量若不能及时排出，将会使风力发电机组效率大大降低，甚至最终瘫痪。因此，如何能够有效降低风力发电机组机舱内的热量，达到良好的冷却效果，已成为风力发电机组制造商越来越重视的关键问题之一。目前，大多数风力发电机组通常是采用空-空冷却方式来降低机舱内的热量，即利用空气直接与风力发电机组机舱内的部件进行热交换，达到冷却效果。这种冷却方式根据机舱内部部件散热量的不同，又分为自然通风冷却和强制风冷。自然通风冷却是指被冷却的部件不设置任何冷却设备，直接暴露在空气中，由空气自然流通，将部件散发的热量带走，这主要应用于散热量较小的机舱内部部件。强制风冷是通过在散热量大的发电机上安装空气冷却器，由空气冷却器将发电机内部空气和外部环境空气进行热交换。上述冷却方式主要适合用作降低陆地风力发电机组机舱内的热量，无法用作海上风力发电机组。这是因为，海上风力发电机组长期运行在高温、高湿的海洋性气候环境中，空气中含有极高的湿度和盐度，对机械零件和电气设备具有极高的腐蚀性。因此，海上风力发电机组的机舱内部与外界处于高度隔离的密封状态。常规降低海上风力发电机组机舱内部热量的做法是，对于散热量大的发电机，改造发电机上安装的空气冷却器，将空气冷却器的冷却管更换成抗腐蚀的钛管，由钛管作为海洋空气的穿流通道，由于钛管的成本较高,这直接增加了机组的整体成本，而且机组在海上的长期运行，空气中的盐分等杂质沉积在钛管表面，严重影响了冷却效果和钛管使用寿命；对于散热量较小的其它部件，通过在机舱内部安装空调进行热交换，实现冷却，由于空调的成本也较高，这又进一步增加了机组的整体成本。构成整个机组的各个部件成本过高，给成品机组在市场中的竞争带来不利因素。综上所述，研发一种既能有效控制成本又具有良好热交换性能的海上风力发电机组冷却系统，已成为风力发电机组制造商的当务之急。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种成本较低、热交换性能好、可靠稳定的海上风力发电机组冷却系统。本发明采用的技术方案是一种海上风力发电机组冷却系统，所述冷却系统布置在机舱罩壳内，机舱罩壳上设有供冷却系统抽气和排气的风口，所述冷却系统分为两套，一套为发电机冷却系统，用作冷却发电机，另一套为机舱内部冷却系统，用作冷却机舱内部环境；所述发电机冷却系统和机舱内部冷却系统相互独立。所述发电机冷却系统主要由温度传感器、空气冷却器、通风机、空气过滤器和三段风管组成；所述温度传感器布置在发电机内，用作检测发电机内部温度，并将发电机内部的温度信息输送至风力发电机组的主控系统；所述空气冷却器安装在发电机上，用作对发电机进行换热，空气冷却器的出风口通过第三风管与机舱罩壳上的排风口连接，空气冷却器的进风口通过第二风管与通风机连接；所述通风机通过紧固件与空气过滤器的壳体连接在一起,通风机用作抽吸机舱外部的空气,通风机的启停动作由风力发电机组的主控系统控制；所述空气过滤器通过第一风管与机舱罩壳上的进风口连接，空气过滤器用作过滤净化通风机抽吸进来的机舱外部空气。
所述机舱内部冷却系统主要由温度传感器、通风机、空气过滤器和风管组成；所述温度传感器布置在机舱罩壳内，用作检测机舱罩壳内的环境温度，并将机舱罩壳内的温度信息输送至风力发电机组的主控系统；所述通风机通过紧固件与空气过滤器的壳体连接在一起,通风机用作抽吸机舱外部的空气,通风机的启停动作由风力发电机组的主控系统控制；所述空气过滤器通过风管与机舱罩壳上的通风口连接，空气过滤器用作过滤净化通风机抽吸进来的机舱外部空气。所述发电机冷却系统和机舱内部冷却系统分别通过安装支架固定在主机架上。
所述风管采用波纹软管制作而成。所述通风机为离心式通风机。本发明的有益效果是将冷却系统分成相互独立的发电机冷却系统和机舱内部冷却系统，分别对发电机和机舱内部进行冷却，每套冷却系统都以机舱外部的海洋空气为冷源，海洋空气经过过滤净化形成洁净的冷却空气，在确保不会对机舱内部造成侵蚀的前提下，对机舱内的发电机和其它部件进行有效冷却，它不仅具有结构简单、成本较低等特点，而且冷却效果优异，稳定性和可靠性高，能够有效确保风力发电机组正常、稳定、可靠的运行，极大的提高了风力发电机组在海上风电场的推广应用前景。
下面结合附图对本发明作进一步的说明。图I是本发明的一种结构示意图。图2是图I中发电机冷却系统的一种结构示意图。图3是图I中机舱内部冷却系统的一种结构示意图。图中代号含义1一主机架；2—安装支架；3—机舱罩壳；301—排风口 ；302—进风口 ；303—通风口 ；4一发电机；5—发电机冷却系统；501、601—温度传感器；502—空气冷却器；503、602—通风机；504、604—空气过滤器；505、605—壳体；506—第一风管；507—第二风管；508—第三风管；603—风管；6—机舱内部冷却系统。
具体实施例方式参见图I :本发明分为两套，一套为发电机冷却系统5，用作强制冷却发电机4，另一套为机舱内部冷却系统6,用作冷却机舱内部环境,发电机冷却系统5和机舱内部冷却系统6布置在机舱罩壳3内，发电机冷却系统5和机舱内部冷却系统6相互独立,机舱罩壳3上分别为发电机冷却系统5和机舱内部冷却系统6设有用作通风的风口。参见图2 :发电机冷却系5主要由温度传感器501、空气冷却器502、通风机503、空气过滤器504和三段风管(即第一风管506、第二风管507、第三风管508)组成。其中，温度传感器501布置在发电机4内，用作检测发电机4内部温度，并将发电机4内部的温度信息输送至风力发电机组的主控系统。 空气冷却器502安装在发电机4上，空气冷却器502利用空气对发电机4冷却，即进行热交换。空气冷却器502的出风口通过第三风管508与机舱罩壳3上的排风口 301连接，空气冷却器502的进风口通过第二风管507与通风机503的出风口连接。通风机503固定在安装支架2上，通风机503通过紧固件(如连接螺栓等)与同在安装支架2上的空气过滤器的壳体505连接在一起，安装支架2的底端与主机架2固定连接。通风机503为离心式通风机，用作抽吸机舱外部的空气。通风机503的启停动作由风力发电机组的主控系统控制，当温度传感器501检测到的发电机4内部温度值超过主控系统所设定的最高临界温度时，主控系统控制通风机503启动，通风机503对机舱外部的冷空气进行抽吸，并把抽吸进来的冷空气鼓入空气冷却器502 ;当温度传感器501检测到的发电机4内部温度值到达主控系统所设定的最低临界温度时，主控系统控制通风机503停机。空气过滤器504通过壳体505固定在安装支架2上。空气过滤器504的入风口通过第一风管506与机舱罩壳3上的进风口 302连接，空气过滤器504用作过滤净化通风机503抽吸进来的机舱外部空气，将外部空气中的粉尘颗粒、盐雾等颗粒全部过滤，并把空气中所含的水分进行隔离，保证进入机舱内部的空气为洁净空气，防止海洋空气所含的水分和盐雾对风力发电机组造成侵蚀。风管(即第一风管506、第二风管507、第三风管508)采用波纹软管制作而成。参见图3 :机舱内部冷却系统6主要由温度传感器601、通风机602、空气过滤器604和风管603组成。其中,温度传感器601布置在机舱罩壳3内，用作检测机舱罩壳3内的环境温度，并将机舱罩壳3内的温度信息输送至风力发电机组的主控系统。通风机602固定在安装支架2上(与发电机冷却系统5的通风机503并排布置)，通风机602通过紧固件(如连接螺栓等)与同在安装支架2上的空气过滤器的壳体605连接在一起。通风机602为离心式通风机，用作抽吸机舱外部的空气。通风机602的出风口直接对在机舱内部，通风机602的启停动作由风力发电机组的主控系统控制，当温度传感器601检测到的机舱内部环境温度值超过主控系统所设定的最高临界温度时，主控系统控制通风机602启动，通风机602对机舱外部的冷空气进行抽吸，并把抽吸进来的冷空气鼓入机舱内部；当温度传感器601检测到的机舱内部环境温度值到达主控系统所设定的最低临界温度时，主控系统控制通风机602停机。空气过滤器604通过壳体605固定在安装支架2上。空气过滤器604的入风口通过风管603与机舱罩壳3上的通风口 303 (该通风口 303同时兼顾进风和出风)连接，空气过滤器604用作过滤净化通风机602抽吸进来的机舱外部空气，将外部空气中的粉尘颗粒、盐雾等颗粒全部过滤，并把空气中所含的水分进行隔离，保证进入机舱内部的空气为洁净空气，防止海洋空气所含的水分和盐雾对风力发电机组造成侵蚀。风管603采用波纹软管制作而成。
权利要求
1.一种海上风力发电机组冷却系统，所述冷却系统布置在机舱罩壳(3)内，机舱罩壳(3)上设有供冷却系统抽气和排气的风口，其特征在于所述冷却系统分为两套，一套为发电机冷却系统(5 ),用作冷却发电机(4),另一套为机舱内部冷却系统(6 ),用作冷却机舱内部环境；所述发电机冷却系统(5)和机舱内部冷却系统(6)相互独立。
2.根据权利要求I所述海上风力发电机组冷却系统，其特征在于所述发电机冷却系统(5)主要由温度传感器(501)、空气冷却器(502)、通风机(503)、空气过滤器(504)和三段风管组成；所述温度传感器(501)布置在发电机(4)内，用作检测发电机(4)内部温度，并将发电机(4)内部的温度信息输送至风力发电机组的主控系统；所述空气冷却器(502)安装在发电机(4 )上，用作对发电机(4 )进行换热，空气冷却器(502 )的出风口通过第三风管(508 )与机舱罩壳(3 )上的排风口( 301)连接，空气冷却器(502 )的进风口通过第二风管(507)与通风机(503)连接；所述通风机(503)通过紧固件与空气过滤器(504)的壳体(505)连接在一起，通风机(503)用作抽吸机舱外部的空气，通风机(503)的启停动作由风力发电机组的主控系统控制；所述空气过滤器(504)通过第一风管(506)与机舱罩壳(3)上的进风口(302)连接，空气过滤器(504)用作过滤净化通风机(503)抽吸进来的机舱外部空气。
3.根据权利要求I所述海上风力发电机组冷却系统，其特征在于所述机舱内部冷却系统(6)主要由温度传感器(601)、通风机(602)、空气过滤器(604)和风管(603)组成；所述温度传感器(601)布置在机舱罩壳(3)内，用作检测机舱罩壳(3)内的环境温度,并将机舱罩壳(3)内的温度信息输送至风力发电机组的主控系统；所述通风机(602)通过紧固件与空气过滤器(604)的壳体(605)连接在一起，通风机(602)用作抽吸机舱外部的空气，通风机(602)的启停动作由风力发电机组的主控系统控制；所述空气过滤器(604)通过风管(603)与机舱罩壳(3)上的通风口( 303)连接，空气过滤器(604)用作过滤净化通风机(602 )抽吸进来的机舱外部空气。
4.根据权利要求I所述海上风力发电机组冷却系统，其特征在于所述发电机冷却系统(5)和机舱内部冷却系统(6)分别通过安装支架(2)固定在主机架(I)上。
5.根据权利要求2或3所述海上风力发电机组冷却系统，其特征在于所述风管采用波纹软管制作而成。
6.根据权利要求2或3所述海上风力发电机组冷却系统，其特征在于所述通风机为离心式通风机。
全文摘要
本发明公开了一种海上风力发电机组冷却系统，所述冷却系统布置在机舱罩壳内，机舱罩壳上设有供冷却系统抽气和排气的风口，冷却系统分为两套，一套为发电机冷却系统，用作冷却发电机，另一套为机舱内部冷却系统，用作冷却机舱内部环境；发电机冷却系统和机舱内部冷却系统相互独立。发电机冷却系统主要由温度传感器、空气冷却器、通风机、空气过滤器和三段风管组成。机舱内部冷却系统主要由温度传感器、通风机、空气过滤器和风管组成。本发明分别对发电机和机舱内部进行冷却，不仅具有结构简单、成本较低等特点，而且冷却效果优异，稳定性和可靠性高，能够有效确保风力发电机组正常、稳定、可靠的运行。
文档编号H02K9/02GK102619707SQ20121012801
公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月27日 优先权日2012年4月27日
发明者宗多, 王斌 申请人:东方电气集团东方汽轮机有限公司