[發明專利]一種特高壓換流站閥塔冷卻系統的低噪聲截流管設計方法

有效

• 申請號: 201710586091.5
• 申請日: 2017-07-18
• 公開（公告）號: CN107180149B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 吳曉文;周年光;盧鈴;彭繼文;胡勝;鄒妍暉
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網湖南省電力公司;國網湖南省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/17;G06F119/10
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

本發明公開了一種特高壓換流站閥塔冷卻系統的低噪聲截流管設計方法，其實施步驟包括獲取閥塔的冷卻功率，確定單個閥塔主冷卻水管的直徑，計算主冷卻水管內水流的流速，確定每個閥組內分冷卻水管的數量與直徑，確定主冷卻水管末端短接管內截流管的直徑，進行短接管內冷卻水的流速分布分析觀察紊流出現的位置；不斷調整截流管長度與倒角尺寸，重復截流管內流速分布分析，獲得紊流程度較低的截流管結構。本發明規范了特高壓換流站閥塔冷卻系統截流管設計，通過設計截流管長度與倒角尺寸，降低截流管內水流紊流狀態，從而有效降低截流管運行時的噪聲水平，防止異常噪聲對運行人員健康的影響。

技術領域

本發明涉及換流站閥廳冷卻系統的改進，具體涉及一種特高壓換流站閥塔冷卻系統的低噪聲截流管設計方法。

背景技術

特高壓換流站中閥廳一般由6組閥塔構成。閥塔主要由閥組、屏蔽罩以及閥塔冷卻系統組成，特高壓換流站中的閥組在進行整流濾波時會產生大量熱量，需要閥塔冷卻系統對其進行散熱。閥塔冷卻系統主要包括主進水管、主出水管、分支水管以及末端短接管構成，末端短接管的作用在于連接主進水管、主出水管的末端，防止局部地區形成“死水”造成冷卻水水質劣化。如圖1所示，末端短接管1的上方為截流管2，截流管2的作用在于控制流過末端短接管1的冷卻水量，防止過多冷卻水由末端短接管1流過，降低了分支水管的水流量，進而影響閥組的冷卻效果，截流管2的剖面結構如圖2所示，截流管2的設計關鍵在于確定截流管的直徑D₁、長度L₁和倒角θ。目前，現場運行的水冷系統中的截流管由于普遍存在設計缺陷，截流管局部紊流不僅影響了冷卻水散熱效果，而且導致其運行噪聲較高，長期高噪聲水平工作環境容易對運行人員身心健康造成不良影響，進而產生焦躁情緒。

發明內容

本發明要解決的技術問題：針對現有技術的上述問題，提供一種特高壓換流站閥塔冷卻系統的低噪聲截流管設計方法，該方法規范了特高壓換流站閥塔冷卻系統截流管設計，通過設計截流管長度與倒角尺寸，降低截流管內水流紊流狀態，從而有效降低截流管運行時的噪聲水平，防止異常噪聲對運行人員健康的影響。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種特高壓換流站閥塔冷卻系統的低噪聲截流管設計方法，實施步驟包括：

1）根據特高壓換流站閥塔內的閥組容量和數量計算閥塔的冷卻功率P；

2）確定閥塔的主冷卻水管的直徑D；

3）根據冷卻功率P、直徑D計算主冷卻水管內水流的流速v；

4）確定每個閥組內分冷卻水管的數量N和直徑d；

5）確定主冷卻水管末端短接管內的截流管的直徑D₁；

6）初始化設置截流管的長度L₁和倒角θ；

7）根據主冷卻水管的直徑D、每個閥組內分冷卻水管的數量N和直徑d、截流管的直徑D₁、長度L₁以及倒角θ建立特高壓換流站閥塔冷卻系統的物理模型，利用主冷卻水管內水流的流速v作為邊界條件，采用有限元數值計算方法進行截流管內的流速分布分析，計算截流管的絮流程度；