一种还原炉整流柜的冷却系统及配电系统的制作方法

1.本发明涉及还原炉整流柜散热技术领域，尤其涉及一种还原炉整流柜的冷却系统及配电系统。


背景技术：

2.光伏太阳能发电所用的多晶硅材料目前大部分是在多晶硅还原反应炉中制得，这种方法利用多晶硅还原生产的原理，采用氢气作为还原剂，在1100～1200℃的温度下还原四氯化硅或三氯氢硅，沉积生成多晶硅的方式实现。
3.整流柜是生产多晶硅的还原炉的主要电器设备之一，是一种以二极管、晶闸管整流原理为基础，通过集成二极管(晶闸管)快熔、交直流母线及绝缘、保护材料，通过一定的联接方式组合成的一个整体，能够将交流电转换成直流电。整流柜通常放置于装有空调机组的配电室内进行散热，在夏季整流器最大负荷运行时，整流柜内温度较高，scr(可控硅)散热器温度达到80℃左右，空调机组由于制冷量、通风量偏小，难以满足整流柜的冷却降温需求，整流变配电室的电气、仪表设备长期处于室内高温环境状态下运行，导致电气、仪表设备故障较高，缩短了电气、仪表设备元器件的使用寿命，造成还原炉的非计划停车频率逐步上升，影响设备的长期稳定、可靠运行。


技术实现要素：

4.鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种还原炉整流柜的冷却系统及配电系统，可以显著降低还原炉整流柜的工作温度，提高整流器可控硅元器件及整流柜其它电气元件的使用寿命，降低配电室的室内温度。
5.为了实现上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：
6.一种还原炉整流柜的冷却系统，包括用于盛装冷却液的储罐、换热器、冷却水输送泵、散热装置以及与所述散热装置贴合的液冷管路；所述换热器连接有冷却液进液管和冷却液出液管、制冷剂入口和制冷剂出口，制冷剂从所述制冷剂入口进入所述换热器后从所述制冷剂出口排出，所述储罐内的冷却液依次经所述冷却水输送泵、所述冷却液进液管后，与所述换热器内的制冷剂进行热交换，热交换后的冷却液依次经所述冷却液出液管、所述液冷管路后，经回流管流回至所述储罐内。
7.作为其中一种实施方式，所述冷却液为乙二醇水溶液。
8.作为其中一种实施方式，所述散热装置包括第一散热装置和第二散热装置，所述第一散热装置设于整流柜内，以冷却整流柜内的电气元件，所述第二散热装置设于整流柜外，以冷却整流柜周围的空气。
9.作为其中一种实施方式，所述第一散热装置为可控硅散热器。
10.作为其中一种实施方式，所述第二散热装置为水冷空调。
11.作为其中一种实施方式，整流柜为多个，每个整流柜内分别设有一个所述第一散热装置。
12.作为其中一种实施方式，所述第一散热装置包括间隔设置的若干散热鳍片，所述液冷管路部分穿设于各散热鳍片内。
13.作为其中一种实施方式，所述换热器内部形成制冷剂腔，所述制冷剂入口、所述制冷剂出口分别设于所述制冷剂腔的顶部、底部，所述冷却液进液管、所述冷却液出液管分别设于所述制冷剂腔的底部、顶部，所述冷却液进液管、所述冷却液出液管之间的冷却液弯管浸泡于所述制冷剂腔内的制冷剂中。
14.作为其中一种实施方式，所述制冷剂腔内设有若干隔板，所述隔板分为两组分别固定在所述冷剂腔内壁的子隔板，各子隔板在所述换热器的高度方向上间隔设置，且两组子隔板分别固定在所述换热器的相对的内壁上，两组子隔板朝向彼此延伸形成迂回的制冷剂通道。
15.本发明的另一目的在于提供一种配电系统，包括任意一种上述的还原炉整流柜的冷却系统。
16.本发明通过采用水冷方式对还原炉整流柜的散热装置进行冷却，用过的冷却液经过回流后可循环使用，可以有效降低整流柜内的元器件的工作温度，满足冷却降温需求，提高整流器可控硅元器件及整流柜其它电气元件的使用寿命，保证设备的长期稳定、可靠运行。
附图说明
17.图1为本发明实施例的一种还原炉整流柜的冷却系统的结构示意图；
18.图2为本发明实施例的一种换热器的结构示意图。
具体实施方式
19.在本发明中，术语“设置”、“设有”、“连接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
20.术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
21.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
22.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
23.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对
本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
24.参阅图1，本发明实施例提供了一种还原炉整流柜的冷却系统，包括用于盛装冷却液的储罐10、换热器20、冷却水输送泵30、散热装置40以及与散热装置40贴合的液冷管路；换热器20连接有冷却液进液管1i和冷却液出液管1o、制冷剂入口2i和制冷剂出口2o，制冷剂从制冷剂入口2i进入换热器20后从制冷剂出口2o排出，储罐10内的冷却液依次经冷却水输送泵30、冷却液进液管1i后，与换热器20内的制冷剂进行热交换，热交换后的冷却液依次经冷却液出液管1o、液冷管路后，经回流管3流回至储罐10内。
25.换热器20内的低温制冷剂与冷却液发生热交换，从而可以将常温冷却液的温度降低至较低的温度，例如，5℃左右甚至更低，被降温后的冷却液则可以通过液冷管路输送至整流柜的散热装置40所在侧，通过利用往复弯折的管路与散热装置40贴合，从而使冷却液带走散热装置40上的热量，散热装置40温度降低，冷却液温度升高，升温后的冷却液被回流管3收集后重新汇入至储罐10内进行二次利用，如此往复循环，散热装置40上产生的热量则源源不断地被带走，从而保证整流柜内的元器件可以工作在较低的温度环境下。冷却水输送泵30可以在工作时保证冷却水的持续稳定供应。回流管3上也可以设置有另一个冷却水输送泵，以将冷却水从散热装置40一端顺利输送至储罐10内。
26.优选地，本实施例的冷却液为乙二醇水溶液，例如，采用50％乙二醇水溶液(即乙二醇的体积浓度为50％)作为冷却液。另外，考虑到冷却液经过长期使用后可能减少，本实施例还在储罐10上方连接有冷却液补充口100，通过冷却液补充口100，可以按需朝储罐10内补充冷却液或水，使储罐10内的液位保持在预定的水平范围内。
27.散热装置40可以包括第一散热装置41和第二散热装置42，第一散热装置41设于整流柜内，以冷却整流柜内的电气元件，第二散热装置42设于整流柜外，以冷却整流柜周围的空气，同时实现整流柜内外温度的调节。这里，第一散热装置41为可控硅散热器，第二散热装置42可以为工业空调，如水冷空调。
28.在实际生产中，整流柜可以为多个，每个整流柜内分别设有一个第一散热装置41，众多第一散热装置41可以连接同一个储罐10和同一个换热器20。
29.第一散热装置41中，可以设置有间隔的若干散热鳍片，液冷管路部分穿设于各散热鳍片内，从而保持与各散热鳍片更大的接触面积，一次性带走散热鳍片上更多的热量。
30.作为其中一种实施方式，换热器20内部形成制冷剂腔，制冷剂入口2i、制冷剂出口2o分别设于制冷剂腔的顶部、底部，冷却液进液管1i、冷却液出液管1o分别设于制冷剂腔的底部、顶部，冷却液进液管1i、冷却液出液管1o之间的冷却液弯管浸泡于制冷剂腔内的制冷剂中。这样的换热器20使得冷却液弯管完全被浸泡在制冷剂中，因此可以与制冷剂具有最大的接触面积，而且，由于冷却液进液管1i在下、冷却液出液管1o在上，冷却液在传输过程中从下至上逐渐充满冷却液弯管，保证冷却液弯管始终是充满的。而制冷剂入口2i在上、制冷剂出口2o在下，采用与冷却液输送顺序相反的方向传输制冷剂可以实现制冷剂与冷却液更充分的热交换。
31.结合图2所示，制冷剂腔内还可以设有若干隔板200，隔板200分为两组分别固定在冷剂腔内壁的子隔板(如图2中的左右两组)，各子隔板在换热器20的高度方向上间隔设置，且两组子隔板分别固定在换热器20的相对的内壁上，两组子隔板朝向彼此延伸形成迂回的
制冷剂通道。优选左右两侧的子隔板在竖直方向上的投影彼此重叠，可以延长制冷剂的流动路径，提升制冷效果，而冷却液弯管则是沿子隔板的间隙延伸排布。
32.本发明实施例还提供一种配电系统，通过将上述还原炉整流柜的冷却系统作为配电系统的一部分，与还原炉整流柜连接，还原炉整流柜、第一散热装置41和第二散热装置42同时布置在配电室内，冷却系统还可以包括位于换热器20旁的通风机组50，通风机组50工作可以保障冷却系统的通风环境，加强空气对流。
33.本发明通过采用水冷方式对还原炉整流柜的散热装置进行冷却，用过的冷却液经过回流后可循环使用，可以有效降低整流柜内的元器件的工作温度，满足冷却降温需求，提高整流器可控硅元器件及整流柜其它电气元件的使用寿命，保证设备的长期稳定、可靠运行。
34.以上所述仅是本技术的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。