本實用新型涉及冷卻設備領域，尤其涉及一種海上風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)及海上風力發(fā)電機組。

背景技術：

直驅風力發(fā)電機組采用的是全功率變流的技術，在風力發(fā)電機組運行階段會產(chǎn)生巨大的熱量，對于大功率的風力發(fā)電機組一般都采用強制風冷的方式來降低變流器的溫度。現(xiàn)階段，隨著海上風力發(fā)電的發(fā)展，更大功率的直驅風力發(fā)電機組會在海上安裝，變流器的散熱問題依舊是人們關注的重點。采用強制風冷的冷卻方式對變流器進行冷卻，使設備暴漏在空氣中，會受到海上潮濕空氣的腐蝕；而且冷卻系統(tǒng)的能耗較大，不能合理的利用海洋的自然條件。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的實施例提供一種海上風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)及海上風力發(fā)電機組，以解決海上風力發(fā)電機組的變流器冷卻的問題。

為達到上述目的，本實用新型的實施例提供一種海上風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)，其包括：冷卻介質(zhì)進管，冷卻介質(zhì)進管與發(fā)熱組件內(nèi)的散熱管進口連接，冷卻介質(zhì)進管上設置有輸送泵和第一控制閥；冷卻介質(zhì)出管，冷卻介質(zhì)出管與發(fā)熱組件內(nèi)的散熱管出口連接，冷卻介質(zhì)出管上設置有第二控制閥。

進一步地，冷卻介質(zhì)為海水，冷卻介質(zhì)進管的入口端伸入海水中，冷卻介質(zhì)出管的出口端伸入海水中。

進一步地，冷卻介質(zhì)進管上還設置有過濾結構，過濾結構設置在輸送泵的入口與冷卻介質(zhì)進管的入口端之間。

進一步地，冷卻介質(zhì)進管上還設置有第一保護閥，冷卻介質(zhì)出管上還設置有第二保護閥。

進一步地，第一保護閥為第一單向閥，第二保護閥為第二單向閥。

進一步地，第一控制閥為第一截止閥，第二控制閥為第二截止閥。

進一步地，海上風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)還包括散熱器，散熱器包括冷卻介質(zhì)流道和散熱介質(zhì)流道，冷卻介質(zhì)流道與冷卻介質(zhì)進管和冷卻介質(zhì)出管連接。

進一步地，散熱器沉入海水中，海水通過散熱介質(zhì)流道并與冷卻介質(zhì)換熱。

進一步地，海上風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)還包括增壓泵，增壓泵設置在冷卻介質(zhì)進管或冷卻介質(zhì)出管上。

根據(jù)本實用新型的另一方面，提供一種海上風力發(fā)電機組，其包括變流柜發(fā)熱組件和冷卻系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)為上述的海上風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)的散熱管設置在變流柜內(nèi)，與變流柜發(fā)熱組件換熱。

本實用新型的實施例的海上風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)通過冷卻介質(zhì)進管、冷卻介質(zhì)出管和散熱管引入冷卻介質(zhì)對發(fā)熱組件進行散熱，冷卻介質(zhì)不直接與發(fā)熱組件接觸，解決了采用潮濕空氣進行冷卻容易損壞設備的問題。輸送泵用于輸送冷卻介質(zhì)，使冷卻介質(zhì)流通順暢，從而確保了冷卻效果。第一控制閥和第二控制閥可以對冷卻介質(zhì)的進出進行控制，更加便于維護。

附圖說明

圖1為本實用新型的實施例的海上風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)的結構示意圖；

圖2為本實用新型的實施例的帶有散熱器的海上風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)的結構示意圖；

圖3為本實用新型的實施例的散熱器的散熱單元的結構示意圖。

附圖標記說明：

1、變流柜發(fā)熱組件；2、第二保護閥；3、第一保護閥；4、輸送泵；5、過濾結構；6、第二控制閥；7、第一控制閥；8、冷卻柜體；9、散熱器；91、散熱單元。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型實施例的海上風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)及海上風力發(fā)電機組進行詳細描述。

如圖1所示，根據(jù)本實用新型的實施例，提供一種海上風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)。海上風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)包括冷卻介質(zhì)進管和冷卻介質(zhì)出管。冷卻介質(zhì)進管與發(fā)熱組件內(nèi)的散熱管進口連接，冷卻介質(zhì)進管上設置有輸送泵4和第一控制閥7。冷卻介質(zhì)出管與發(fā)熱組件內(nèi)的散熱管出口連接，冷卻介質(zhì)出管上設置有第二控制閥6。該海上風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)通過冷卻介質(zhì)進管、冷卻介質(zhì)出管以及散熱管形成冷卻介質(zhì)通道，向發(fā)熱組件內(nèi)引入液體冷卻介質(zhì)進行冷卻，在進行冷卻過程中，冷卻介質(zhì)不與被冷卻的發(fā)熱組件直接接觸，避免了海上空氣潮濕，采用空氣進行冷卻造成的風力發(fā)電機組內(nèi)部部件容易腐蝕損壞的問題。輸送泵4用于輸送冷卻介質(zhì)，使冷卻介質(zhì)流通順暢，從而確保了冷卻效果。第一控制閥7和第二控制閥6可以對冷卻介質(zhì)的進出進行控制，更加便于維護。

在本實施例中，冷卻介質(zhì)為海水，冷卻介質(zhì)進管的入口端伸入海水中，冷卻介質(zhì)出管的出口端伸入海水中。以海水作為冷卻介質(zhì)，將海水引入散熱管內(nèi)與發(fā)熱組件進行換熱冷卻，利用了海上風力發(fā)電機組特有環(huán)境資源，既保證了冷卻效果，又避免了潮濕空氣冷卻造成的危害，還降低了冷卻成本。

由于采用海水作為冷卻介質(zhì)，為保證冷卻介質(zhì)進管、冷卻介質(zhì)出管和散熱管等結構內(nèi)清潔，提高使用壽命，冷卻介質(zhì)進管上還設置有過濾結構5，過濾結構5設置在輸送泵4的入口與冷卻介質(zhì)進管的入口端之間。過濾結構5用于過濾海水中的雜質(zhì)，如水草、生物等，以防止堵塞冷卻介質(zhì)進管、冷卻介質(zhì)出管和散熱管等。

優(yōu)選地，根據(jù)冷卻量需求的不同，可以通過改變冷卻介質(zhì)進管的入口端伸入海水的深度和冷卻介質(zhì)出管的出口端伸入海水的深度，來調(diào)節(jié)。通常，海水深度越深溫度越低，隨著深度的增加，冷卻用的海水與發(fā)熱組件之間的溫差越大，冷卻效率越高。

過濾結構5可以為過濾網(wǎng)或其他能夠實現(xiàn)過濾功能的結構。根據(jù)不同的過濾級別需求和需要過濾物質(zhì)需求可以選用不同的過濾結構。

輸送泵4用于將海水抽入冷卻介質(zhì)進管內(nèi)，并驅動其流過散熱管和冷卻介質(zhì)出管。輸送泵4可以采用變頻泵，以對冷卻系統(tǒng)的流量進行控制，由此來控制冷卻效率。

優(yōu)選地，海上風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)還包括增壓泵，增壓泵設置在冷卻介質(zhì)進管或冷卻介質(zhì)出管上。增壓泵可以根據(jù)冷卻系統(tǒng)的需要調(diào)節(jié)壓力，控制流量，以滿足冷卻需要。

優(yōu)選地，為了保證運行安全性，冷卻介質(zhì)進管上還設置有第一保護閥3，冷卻介質(zhì)出管上還設置有第二保護閥2。

優(yōu)選地，第一保護閥3為第一單向閥，第二保護閥2為第二單向閥。第一單向閥防止冷卻介質(zhì)回流到輸送泵4內(nèi)。第二單向閥防止海水從冷卻介質(zhì)出管回流。

在本實施例中，第一控制閥7為第一截止閥，第二控制閥6為第二截止閥。第一控制閥7能控制冷卻介質(zhì)進管的通斷。第二控制閥6能夠控制冷卻介質(zhì)出管的通斷。

該冷卻系統(tǒng)的工作過程如下：

該冷卻系統(tǒng)應用于對直驅風力發(fā)電機組的變流系統(tǒng)進行冷卻，變流系統(tǒng)在塔架的底部，是風力發(fā)電機組的主要熱源之一。

如圖1所示，當塔底的變流柜發(fā)熱組件1需要散熱時，啟動輸送泵4，打開第一控制閥7和第二控制閥6，低溫的海水通過過濾結構5進行過濾，經(jīng)過過濾的海水通過第一單向閥，進入變流柜內(nèi)的散熱管內(nèi)部，對塔底變流柜發(fā)熱組件1進行冷卻，完成熱交換后，海水通過第二單向閥排入大海中。第一控制閥7和第二控制閥6，為海水進出的截止閥，便于對冷卻系統(tǒng)進行維護。

在本實施例中，可以將冷卻介質(zhì)進管、冷卻介質(zhì)出管、輸送泵4、第一控制閥7、第二控制閥6等可以封裝成冷卻柜體8，并采用其他冷卻介質(zhì)替代海水作為冷卻介質(zhì)。

例如，如圖2所示，海上風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)還包括散熱器9，散熱器9包括冷卻介質(zhì)流道和散熱介質(zhì)流道，冷卻介質(zhì)流道與冷卻介質(zhì)進管和冷卻介質(zhì)出管連接。

散熱器9沉入海水中，海水通過散熱介質(zhì)流道并與冷卻介質(zhì)換熱。由此形成封閉式的冷卻系統(tǒng)。如圖3所示，散熱器9的散熱單元91，箭頭A表示海水進入散熱介質(zhì)流道。箭頭B表示冷卻介質(zhì)進入冷卻介質(zhì)流道。兩者在散熱器9中換熱。

此種情況下，冷卻系統(tǒng)的工作過程如下：

此冷卻系統(tǒng)內(nèi)部冷卻介質(zhì)可以是專用冷卻液或是海水。將散熱器9放置在海水中的適當位置，當塔底變流柜發(fā)熱組件1需要散熱時，通過冷卻柜體8的控制和調(diào)節(jié)，如圖打開輸送泵4、第一控制閥7和第二控制閥6，使系統(tǒng)內(nèi)部的冷卻介質(zhì)進行內(nèi)循環(huán)，通過散熱管后，將高溫的冷卻介質(zhì)送入散熱器9，入水式散熱器9通過與周圍低溫海水的熱交換，完成內(nèi)部冷卻介質(zhì)的冷卻。

優(yōu)選地，冷卻介質(zhì)內(nèi)部循環(huán)的方向應該與海流的方向逆向。

散熱器9可以是常規(guī)的翅片式的空氣散熱器，也可以是管式散熱器或是其他形式的散熱器。

根據(jù)本實用新型的另一方面，提供一種海上風力發(fā)電機組，其包括變流柜發(fā)熱組件1和冷卻系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)為上述的海上風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)的散熱管設置在變流柜內(nèi)，與變流柜發(fā)熱組件1換熱。通過在變流柜發(fā)熱組件1內(nèi)設置散熱管，通過冷卻介質(zhì)進管和冷卻介質(zhì)出管引入和引出冷卻介質(zhì)實現(xiàn)對變流柜發(fā)熱組件1進行散熱。結合海上風力發(fā)電機組的特點，合理利用海水的恒溫特性，對直驅風力發(fā)電機組的變流器進行冷卻。直接利用海水作為冷卻系統(tǒng)的冷卻介質(zhì)，對塔底變流器進行冷卻，結構簡單，通過輸送泵4的轉速來控制冷卻系統(tǒng)的冷卻量，控制方便。

本實用新型的海上風力發(fā)電機組的冷卻系統(tǒng)及海上風力發(fā)電機組具有如下效果：

該冷卻系統(tǒng)解決海上風力發(fā)電機組冷卻系統(tǒng)，暴露在空氣中易腐蝕，冷卻效率較低，成本高等問題。采用開放式的設計，冷卻系統(tǒng)的結構簡單，冷卻介質(zhì)就地取材，采用海水進行冷卻，設計和制造成本低廉。采用封閉式的設計，將外置的散熱器，放入水中，通過海水進行冷卻，能夠提高系統(tǒng)冷卻的效率，降低冷卻系統(tǒng)能耗。

以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。