水内冷发电机冷却装置

应用背景

高压直流输电技术是现今世界上最先进最节能的输变电技术之一，也是中国重点发展的技术装备领域。

由于直流输电具有不存在两端交流系统之间同步运行的稳定性问题；控制系统响应快速、调节精确、操作方便；线路沿线电压分布平稳，运行损耗小等优点，并且由于直流输电的线路投资和运行费用都比交流输电系统少，所以直流输电系统成为我国电力建设的重要组成部分，也是重大技术装备实现国产化的重要领域。“十一五”规划已经明确指出：“装备制造业，要依托重点建设工程，坚持自主创新与技术引进相结合，强化政策支持，提高重大技术装备国产化水平，特别是在高效清洁发电和输变电等领域实现突破，提高研发设计、核心元器件配套、加工制造和系统集成的整体水平。”

换流阀是为实现换流所需三相桥式换流器的桥臂，是实现交直流电能互相转换的换流器的基本设备单元，其安全运行在整个直流输电工程中起着核心的作用。配备安全可靠的密闭式循环纯水冷却系统，对冷却水温度、流量、水质等指标精确调控，实现系统的控制与保护及通讯功能，使高压直流输电系统中的核心部件—换流阀正常工作，是高压直流输电回路稳定运行的基础。

技术特点

1、冷却介质采用氧饱和或脱氧除氧等不同技术方案；

2、特殊提纯工艺手段，去离子回路采用特殊配比的非再生混床离子交换树脂对冷却介质进行提纯，可适应高温下的长期稳定运行；

3、稳定的温度控制技术，密切跟踪换流阀负荷的变化和环境温度的变化，设计了多级温度调控逻辑，使冷却介质温度保持在稳定的范围内；

4、较高的抗电磁干扰特性，传感器及自动监测控制系统能适用于换流站等特殊工况条件下的复杂电磁干扰，电磁兼容性高；

5、标准的结构设计，能具备不同布置条件的设备安装，特别是采用国际标准集装箱成套设计的形式，更适用于标准包装与远洋运输；

6、控制系统软件合理的控制方法与步序，严密的数学逻辑计算，准确的参数定值数据设计，构成纯水冷却设备的神经中枢，保证设备的安全稳定运行；

7、设置专用检漏装置，精准检测系统漏水；

8、环境适应能力强，适用于高海拔、高风沙、高温、高寒特殊环境。

运行过程:

冷却介质（主要为纯水）经主循环泵升压后，通过管道系统进入室外散热单元（空气冷却器或闭式冷却塔），与室外空气或水等冷媒进行热交换后进入换流阀，带出换流阀高功率密度器件热量，温升冷却介质流经脱气罐，回到主循环泵入口，形成密闭式循环冷却回路。部分冷却介质经离子交换器，膨胀缓冲罐，形成去离子提纯及稳压回路，保持冷却介质绝缘性和系统压力稳定。补液泵根据膨胀缓冲罐液位自动进行补水。与膨胀缓冲罐连接的氮气稳压系统保持系统管路压力的恒定和冷却介质的充满。

纯水冷却设备控制单元中的plc对各机电单元及传感器进行自动控制与监测，并与客户控制中心进行即时通讯，实现冷却设备与主机的无缝接合。

标准及核心技术

1、国家标准：在直流输电换流阀纯水冷却设备领域，高澜参与制定两项国家标准《高压直流输电换流阀设计导则》、《高压直流输电换流阀水冷却设备》

2、专利技术及工艺：高澜拥有近30项直流输电换流阀纯水冷却设备领域核心专利；拥有22项直流输电换流阀纯水冷却设备产品专用技术与工艺；

3、“±800kv及以下高压直流输电用密闭式循环水冷却系统”通过国家级新产品鉴定为国际先进水平。

工程应用

1、已建工程环境海拔最高达4000米；

2、已建工程环境温度最高44℃，最低-48℃；

3、单套密闭式循环冷却设备最大冷却容量已达13mw；

4、水冷设备整体年平均无故障时间≥8750h；

5、产品具备适用于高海拔、高风沙、高温、高寒特殊环境条件下的绝缘、散热、耐磨防冻等技术