專利名稱:一種用于直流換流閥冷卻系統(tǒng)外冷水除垢裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于直流換流閥冷卻系統(tǒng)外冷水除垢裝置，裝置包括除垢槽、直流電源、電極、超聲波發(fā)生裝置和垢渣采集槽；電極的陰極和陽極與直流電源的負(fù)極和正極對(duì)應(yīng)連接；且電極固定安裝在所述除垢槽內(nèi)；超聲波發(fā)生裝置安裝在除垢槽上；所述垢渣采集槽安裝在除垢槽底部，除垢槽底部為開式。將電極與除垢槽固定安裝，并對(duì)電極施加低電壓；噴淋水的鈣、鎂離子在電極的陰極發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生污垢；對(duì)電極施加一定頻率的振動(dòng)，超聲波發(fā)生裝置將其自身的振動(dòng)頻率調(diào)整至與污垢附著電極相同的振動(dòng)頻率，致使污垢脫落至垢渣采集槽內(nèi)。通過本實(shí)用新型提供的除垢裝置及其方法，可對(duì)噴淋水中致垢離子進(jìn)行去除，解決了換流站內(nèi)的冷卻塔結(jié)垢問題。
【專利說明】一種用于直流換流閥冷卻系統(tǒng)外冷水除垢裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種直流輸電系統(tǒng)的裝置，具體講涉及一種用于直流換流閥冷卻 系統(tǒng)外冷水除垢裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 換流閥是直流輸電工程的核心設(shè)備，通過依次將三相交流電壓連接到直流端得到 期望的直流電壓和實(shí)現(xiàn)對(duì)功率的控制，其價(jià)值約占換流站成套設(shè)備總價(jià)的22?25%。
[0003] 換流閥的設(shè)計(jì)應(yīng)用了電力電子技術(shù)、光控轉(zhuǎn)換技術(shù)、高壓技術(shù)、控制技術(shù)和均壓技 術(shù)、冷卻技術(shù)、高壓用絕緣材料的最新技術(shù)和研宄成果，主要的技術(shù)難點(diǎn)在于：換流閥暫態(tài) 仿真模型的建立；換流閥高電位整體屏蔽和屏蔽性能的研宄；換流閥絕緣配合、局部放電 水平的控制與抑制技術(shù)；換流閥關(guān)鍵器件的開發(fā)研制；換流閥閥冷卻、光電轉(zhuǎn)換技術(shù)、控制 和均壓技術(shù)的集成；換流閥型式試驗(yàn)方法的研宄。
[0004] 換流閥由晶閘管、阻尼電容、均壓電容、阻尼電阻、均壓電阻、飽和電抗器、晶閘管 控制單元等零部件組成。其中，晶閘管是換流閥的核心部件，它決定了換流閥的通流能力 (目前國內(nèi)已研制出6英寸晶閘管，額定通流能力4000安培），通過將多個(gè)晶閘管元件串聯(lián) 可得到希望的系統(tǒng)電壓。晶閘管的觸發(fā)方式分為電觸發(fā)和光觸發(fā)，ABB和西門子、阿海琺分 別是其中的代表。
[0005] 換流閥的核心部件晶閘管所需的水冷散熱器，既要給晶閘管散熱，又要充當(dāng)結(jié)構(gòu) 件承壓，還需導(dǎo)電，和終身的質(zhì)保，其嚴(yán)格的質(zhì)量要求使得這種水冷散熱器成為了電力電子 行業(yè)內(nèi)水冷散熱器的頂級(jí)產(chǎn)品。
[0006] 在換流閥領(lǐng)域內(nèi)，目前針對(duì)直流輸電換流閥冷卻系統(tǒng)水質(zhì)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要包括： 電導(dǎo)率、PH(只有少部分換流站監(jiān)測(cè)）、溶解氧、溫度，這些數(shù)據(jù)指標(biāo)較少，并且為定期檢測(cè)， 導(dǎo)致目前諸多國內(nèi)換流站均出現(xiàn)冷卻塔盤管結(jié)垢的問題。冷卻塔盤管結(jié)垢將會(huì)大大降低冷 卻塔的換熱效率，導(dǎo)致內(nèi)冷水溫度偏高，若冷卻塔的裕量不足，極易導(dǎo)致閥體溫度過高而跳 閘，造成嚴(yán)重后果。
[0007] 在水處理行業(yè)，已出現(xiàn)過小型的電化學(xué)除垢儀器，然而，主要是采用圓管型結(jié)構(gòu)， 且除垢量較小，清洗不方便，難以應(yīng)用于水量較大的換流閥冷卻系統(tǒng)的外冷水除垢。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0008] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的是提供一種用于直流換流閥冷卻系統(tǒng)外 冷水除垢裝置，本實(shí)用新型提供的裝置安裝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便；除垢效果明顯；對(duì)環(huán)境友好， 無污染，垢渣可用于建筑材料；耗電少，除垢效率高，解決了換流站內(nèi)的冷卻塔結(jié)垢問題。
[0009] 本實(shí)用新型的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0010] 本實(shí)用新型提供一種用于直流換流閥冷卻系統(tǒng)外冷水除垢裝置，其特征在于，所 述裝置包括除垢槽、直流電源、電極、超聲波發(fā)生裝置和垢渣采集槽；所述電極的陰極和陽 極與直流電源的負(fù)極和正極對(duì)應(yīng)連接；且電極固定安裝在所述除垢槽內(nèi)；所述超聲波發(fā)生 裝置安裝在除垢槽上；所述垢渣采集槽安裝在除垢槽底部，所述除垢槽底部為開式。
[0011] 進(jìn)一步地，所述電極為板式電極，用于產(chǎn)生等頻率的平板式電極束，其陽極采用鈦 釕電極，陰極采用316不銹鋼板。
[0012] 進(jìn)一步地，所述直流電源的電壓為6?12V，電流根據(jù)除垢現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)整；所述除 垢槽和垢渣采集槽均采用不銹鋼材質(zhì)。
[0013] 進(jìn)一步地，所述超聲波發(fā)生裝置包括超聲波電源和換能器；超聲波電源通過電纜 與換能器連接。
[0014] 進(jìn)一步地，將所述裝置的進(jìn)水口與噴淋泵出水口連接，其出水口引入噴淋水池，形 成循環(huán)式除垢的裝置。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)比，本實(shí)用新型達(dá)到的有益效果是：
[0016] 本實(shí)用新型提供的裝置在設(shè)計(jì)的電極為板式，固定在專門的除垢槽內(nèi)，形成等頻 率的電極束，不僅可以增加污垢析出數(shù)量，增大除垢率，而且可以通過超聲波發(fā)生裝置，將 振動(dòng)頻率調(diào)整至與污垢附著電極相同的振動(dòng)頻率，使其產(chǎn)生共振，從而由電極上脫落下來， 落至垢渣采集槽內(nèi)統(tǒng)一處理，大大降低了清洗成本。
[0017] 本實(shí)用新型提供的裝置可將進(jìn)水口引至噴淋泵出水口，出水口直接引入噴淋水 池，通過循環(huán)式除垢，逐漸降低噴淋水中的硬度離子，從而在一定程度上提高噴淋水的濃縮 倍率，減少棄水量，節(jié)約水資源。
[0018] 本實(shí)用新型解決了換流站內(nèi)的冷卻塔結(jié)垢問題。
[0019] 本實(shí)用新型的裝置安裝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便；除垢效果明顯；對(duì)環(huán)境友好，無污染，垢 渣可用于建筑材料；耗電少，除垢效率高。

【附圖說明】

[0020] 圖1是本實(shí)用新型提供的用于直流換流閥冷卻系統(tǒng)外冷水除垢裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0022] 直流輸電換流閥冷卻系統(tǒng)，包括主循環(huán)水泵、加熱罐、空氣散熱器、主過濾器、換流 閥及脫氣罐；所述主循環(huán)水泵出口、加熱罐、空氣散熱器、主過濾器、換流閥、脫氣罐及主循 環(huán)水泵進(jìn)口通過管道依次連接起來形成循環(huán)回路。
[0023] 所述直流輸電換流閥冷卻系統(tǒng)包括水處理回路，所述水處理回路包括離子交換器 及精密過濾器，所述水處理回路與換流閥并聯(lián)，所述離子交換器與精密過濾器串聯(lián)，所述離 子交換器及精密過濾器均設(shè)有備用。
[0024] 所述直流輸電換流閥冷卻系統(tǒng)包括氮?dú)夥€(wěn)壓系統(tǒng)，所述氮?dú)夥€(wěn)壓系統(tǒng)包括膨脹罐 及氮?dú)馄?，膨脹罐與精密過濾器串聯(lián)，氮?dú)馄颗蛎浌捱B接，所述膨脹罐為兩個(gè)串聯(lián)，氮?dú)馄?設(shè)有備用。直流輸電換流閥冷卻系統(tǒng)包括自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)，所述自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)包括依次連接 的原水泵、補(bǔ)水過濾器、原水罐、補(bǔ)水泵及補(bǔ)水電動(dòng)閥，補(bǔ)水電動(dòng)閥與離子交換器連接，所述 補(bǔ)水泵設(shè)有備用。加熱罐包括至少一個(gè)電加熱器。脫氣罐包括至少一個(gè)電加熱器。
[0025] 直流輸電換流閥冷卻系統(tǒng)包括電動(dòng)三通閥、蝶閥及球閥，電動(dòng)三通閥與蝶閥串聯(lián) 后于球閥并聯(lián)，連接在加熱罐與主循環(huán)水泵之間，電動(dòng)三通閥第三端與主過濾器進(jìn)口連接， 所述蝶閥及電動(dòng)三通閥均設(shè)有備用。
[0026] 主循環(huán)水泵、加熱罐及主過濾器均設(shè)有備用。換流閥及脫氣罐設(shè)有芳路。水處理 回路與電導(dǎo)率測(cè)量支路并聯(lián)。
[0027] 本實(shí)用新型提供的用于直流換流閥冷卻系統(tǒng)外冷水除垢裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示，該裝置并聯(lián)于外冷系統(tǒng)主循環(huán)回路上，該裝置包括除垢槽、直流電源、電極、超聲波發(fā) 生裝置和垢渣采集槽；所述電極的陰極和陽極與直流電源的負(fù)極和正極對(duì)應(yīng)連接；且電極 固定安裝在所述除垢槽內(nèi)；所述超聲波發(fā)生裝置安裝在除垢槽上；所述垢渣采集槽安裝在 除垢槽底部，所述除垢槽底部為開式。
[0028] 直流電源：電壓6?12V，電流可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要進(jìn)行調(diào)整。
[0029] 除垢槽：采用不銹鋼制作，并且可固定電極。
[0030] 電極為板式電極，用于產(chǎn)生等頻率的平板式電極束，其陽極采用鈦釕電極，陰極采 用316不銹鋼板。所述電極的選用面積用如下式1)表示：

【權(quán)利要求】
1. 一種用于直流換流閥冷卻系統(tǒng)外冷水除垢裝置，其特征在于，所述裝置包括除垢槽、 直流電源、電極、超聲波發(fā)生裝置和垢渣采集槽；所述電極的陰極和陽極與直流電源的負(fù) 極和正極對(duì)應(yīng)連接；且電極固定安裝在所述除垢槽內(nèi)；所述超聲波發(fā)生裝置安裝在除垢槽 上；所述垢渣采集槽安裝在除垢槽底部，所述除垢槽底部為開式。2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述電極為板式電極，用于產(chǎn)生等頻率的平 板式電極束，其陽極采用鈦釕電極，陰極采用316不銹鋼板。3. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述直流電源的電壓為6?12V，電流根據(jù) 除垢現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)整；所述除垢槽和垢渣采集槽均采用不銹鋼材質(zhì)。4. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述超聲波發(fā)生裝置包括超聲波電源和換 能器；超聲波電源通過電纜與換能器連接。5. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，將所述裝置的進(jìn)水口與噴淋泵出水口連接， 其出水口引入噴淋水池，形成循環(huán)式除垢的裝置。
【文檔編號(hào)】C02F5-00GK204298153SQ201420760275
【發(fā)明者】湯廣福, 王航, 周建輝, 查鯤鵬, 文玉良, 楊少軍, 盧志敏 [申請(qǐng)人]國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院, 中電普瑞電力工程有限公司, 國網(wǎng)浙江省電力公司