[發明專利]一種晶閘管的自然循環蒸發冷卻系統

在審

• 申請號: 201711227786.0
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN109841583A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 聞福岳;孫立軍;周建輝;欒洪洲;孫寶奎;查鯤鵬
• 申請（專利權）人: 中電普瑞電力工程有限公司
• 主分類號: H01L23/427
• 分類號: H01L23/427;H01L23/367
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明提供了一種晶閘管的自然循環蒸發冷卻系統，所述冷卻系統包括與所述晶閘管表面貼合的蒸發器和設于所述蒸發器上方的冷凝器；所述蒸發器和所述冷凝器之間分別通過上升管路和下降管路連接，形成閉合回路；所述閉合回路內設有工質。通過與所述晶閘管緊密貼合的蒸發器中的工質發生熱交換；將熱量傳遞至工質；使其發生汽化并帶走熱量；氣液兩相工質經過上升管路進入冷凝器冷凝至液體；然后經下降管路回到蒸發器，進入下一次循環；本系統以工質氣液兩相密度差以及冷凝器和蒸發器的高度位差作為循環的動力，無需壓縮機等驅動裝置；且以工質的相變進行冷卻，可以有效避免高電壓、大電流下的電腐蝕；冷卻效率高、系統安裝簡單方便、溫度分布均勻。

技術領域

本發明涉及一種晶閘管的冷卻系統，具體涉及一種晶閘管的自然循環蒸發冷卻系統。

背景技術

特高壓直流換流閥元器件在運行過程中承受較大的電流和電壓應力，不可避免地產生熱損耗，晶閘管作為特高壓直流輸電換流閥的關鍵元器件，其工作溫度影響到整個換流閥運行的穩定性和可靠性。特高壓直流輸電換流閥在實際運行工況中，晶閘管溫度每升高10度，換流閥的故障率就會翻一倍。因此需要冷卻系統來保證晶閘管的溫控要求。

目前，已經投入運行的換流閥晶閘管通常采用水冷卻系統，利用冷卻水導熱系數高、比熱容大的特點將熱量帶走，以達到冷卻目的，但是水冷卻系統存在冷卻效率低、水處理系統復雜、溫度分布不均、以及泄露導致的絕緣失效等一系列問題，已不能滿足晶閘管的冷卻要求。

發明內容

針對現有技術的不足，本申請設計了一種晶閘管的自然循環蒸發冷卻系統；基于無壓縮機驅動的自然循環，利用特定工質蒸發時的汽化潛熱帶走熱量，實現對換流閥中晶閘管的溫度控制。

本發明的目的是通過下述技術方案進行實現的：

本發明提供了一種晶閘管的自然循環蒸發冷卻系統，所述冷卻系統包括與所述晶閘管表面貼合的蒸發器和設于所述蒸發器上方的冷凝器；所述蒸發器和所述冷凝器之間分別通過上升管路和下降管路連接，形成閉合回路；所述閉合回路內設有工質。

優選的，所述下降管路上連接有用于調節壓力波動的穩壓器；所述穩壓器的上端設有用于防止系統壓力過高的安全閥，下端設有用于排放工質的排水閥。

優選的，所述穩壓器內設有加熱裝置，通過調節加熱裝置的加熱功率對管路內的壓力進行調節。

優選的，所述穩壓器將管路內的壓力控制為常壓或負壓。

優選的，所述下降管路上設有注液閥；所述注液閥用于向系統中注入工質。

優選的，所述冷凝器為臥式殼管式換熱器；所述臥式殼管式換熱器包括水平設置的圓柱狀殼體和設置于所述殼體內的螺旋管；所述殼體的上側和下側分別設置熱側的進口和出口；所述殼體的一端設置冷側的進口和出口；所述進口和所述出口分別與所述螺旋管的兩端連接。

優選的，所述螺旋管包括數目大于等于3的水平管；所述水平管通過豎直管依次首尾連接。

優選的，所述臥式殼管式冷凝器：

所述熱側的出口與所述下降管路連接；

所述熱側的入口與所述上升管路連接；

所述冷側的入口和出口分別通過管路與冷卻機組連接。

優選的，所述蒸發器為柱肋式換熱器；所述柱肋式換熱器包括殼體和設置于殼體內的水平的柱狀肋；所述殼體的一側面上分別設置進口和出口；所述出口在進口的下方。

優選的，所述柱狀肋的軸向與所述進口的軸向垂直；與所述柱狀肋一端連接的側面與所述晶閘管表面貼合。

優選的，所述柱狀肋的數目大于等于4；所述柱狀肋均勻分布于所述殼體內。

優選的，所述工質為十氟戊烷。