[實用新型]直流輸電換流閥水冷系統用水泵機械密封沖洗冷卻結構

有效

• 申請號: 201420170541.4
• 申請日: 2014-04-09
• 公開（公告）號: CN204082681U
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 冷明全;盧志敏;劉慧敏;胡賢;李建軍
• 申請（專利權）人: 廣州高瀾節能技術股份有限公司
• 主分類號: F04D29/58
• 分類號: F04D29/58;F04D29/08;F04D29/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及水泵機械密封沖洗冷卻結構，特別涉及直流輸電換流閥水冷系統用水泵機械密封沖洗冷卻結構。

背景技術

直流輸電換流閥是直流輸電的核心設備之一，換流閥在工作時所產生的熱量，會導致閥體等器件溫度升高，如果沒有配置合適的散熱措施，就會使閥體溫度超過所允許的最高結溫，從而導致器件性能惡化以及器件損壞。由于純水的良好導熱性及絕緣性等特點，能很好的應用于這種高壓高功率器件的熱傳導，因而，采用純水冷卻的相應技術也就應運而生。直流輸電換流閥水冷系統采用純水冷卻技術解決了高電壓、強電場、強干擾、高熱流密度等條件下換流閥的可靠散熱問題，從而保證器件運行時，其內部結溫始終保持在允許的結溫之內。

早期直流輸電換流閥水冷系統使用單機械密封離心泵為整個循環系統提供動力。機械密封又叫端面密封，是靠一對或數對垂直于軸作相對滑動的端面在流體壓力和補償機構的彈力（或磁力）作用下保持貼合并配以輔助密封而達到阻漏的軸封裝置。一般由動環、靜環、動環密封圈、靜環密封圈、彈簧、彈簧座、緊定螺釘、防轉銷等組成。機械密封工作時，由密封流體的壓力和彈性元件的彈力等引起的軸向力使動環和靜環互相貼合并相對運動，由于兩個密封端面的緊密配合，使密封端面之間的交界（密封界面）形成一微小間隙，當有壓介質通過此間隙時，形成極薄的液膜，產生阻力，阻止介質泄漏，同時液膜又使得端面得以潤滑，獲得長期密封效果。但是在直流輸電換流閥水冷系統運行中發現直流輸電換流閥水冷控制系統經常因機械密封滲漏水發出報警信號，分析機械密封處滲漏水主要有以下三種原因：（1）機封的動、靜環平面因安裝、缺水或氣蝕等原因引發磨損；（2）機械密封膠老化失效；（3）電機軸頸加工精度差、尺寸小、粗糙及軸頸銹蝕。在高電壓、強電場、強干擾、高熱流密度等環境條件下，漏水對于換流閥的可靠運行是非常危險的因素，所以，如何避免水泵機封漏水是亟需解決的問題。

水泵在運行時需要向機械密封的高壓側部位直接注入液體沖洗。沖洗的目的是密封、冷卻和潤滑：（1）密封密封腔內通入液體，從而防止高溫介質從泵軸漏出；防止含有固體顆粒的介質漏入密封腔內，磨損密封面；（2）冷卻導走動環和靜環工作時產生的摩擦熱；（3）潤滑保持密封面之間有一層液膜起潤滑作用。現有方式有三種（1）蓄水池循環方式，蓄水池循環方式通過自然循環或者泵驅動，從密封腔出來的熱液回到蓄水池，并得到冷卻。冷卻后的沖洗液再次回到密封腔中，潤滑并冷卻密封面。一段時間后，由于水池中的沖洗液會受泵送液體的污染，因此必須對其進行更換，不便于操作，而且該系統沒有對蓄水池中水質進行實時處理，容易引發腐蝕或結垢，損壞機封。（2）蓄水池的非循環方式，沖洗液潤滑密封面，一段時間后，由于水池中的沖洗液會受泵送液體的污染，因此必須對其進行更換，該系統不散熱。（3）外部沖洗液系統，沖洗液沖洗密封腔，然后排入排水溝。沖洗液可有效冷卻并潤滑密封面，該方式不利于清潔生產。綜上所述，以上三種沖洗方式都不是最佳選擇。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種直流輸電換流閥水冷系統用水泵機械密封沖洗冷卻結構。

本實用新型的目的通過以下技術方案來實現：

直流輸電換流閥水冷系統用水泵機械密封沖洗冷卻結構，包括機封冷卻腔進水管及機封冷卻腔出水管，所述機封冷卻腔進水管接入水泵出口法蘭孔，機封冷卻腔出水管接入水泵進口法蘭孔，所述機封冷卻腔進水管安裝有球閥，用來調節機封冷卻水的流量。

為了更好的實現本實用新型，所述機封冷卻腔出水管包括一段金屬軟管，因為機封冷卻腔出水管要跨過波紋補償器，通過金屬軟管提高管道的撓性。

為了更好的實現本實用新型，所述水泵進口法蘭孔焊接有球閥，球閥通過卡套接頭與機封冷卻腔出水管連接，關斷球閥后方便更換機封。

為了更好的實現本實用新型，所述機封冷卻腔進水管安裝有阻流裝置，用以降低機封冷卻水的壓力。

為了更好的實現本實用新型，所述機械密封采用兩個機械密封串聯。

為了更好的實現本實用新型，所述機械密封材質為碳化硅。

本實用新型與現有技術相比，具有如下優點及有益效果：

（1）采用水泵輸送介質冷卻對機封進行沖洗冷卻，由于水泵輸送介質是經過離子交換樹脂處理后的純水，所以對機封污染很小，不會出現腐蝕及結垢問題；另一方面結構簡單，無需外置冷卻裝置，節約成本；再一方面無需更換或排放沖洗冷卻液，有利于清潔生產；

（2）采用兩個單端面機械密封串聯的形式，提高機械密封的可靠性；