一种柔性直流换流阀塔水路布局和配水装置的制作方法

本发明属于高压直流输电技术领域，具体涉及一种柔性直流换流阀塔水路布局和配水装置。

背景技术

柔性直流输电技术具有损耗低、可控性好、运行方式灵活的优点，是将清洁电力资源远距离输送的最佳选择，从而实现分布式多能资源的优化配置利用。柔性直流输电核心设备换流阀在运行过程中产生巨大的热量，换流阀的有效冷却是影响柔性直流输电运行可靠性的关键因素之一。换流阀内各阀模块的转率转换器件是主要发热源,功率转换器件安装在水冷散热器基板上,通过管路把冷却水循环至水冷散热器内部流道把热量带走，最终通过换热设备转移至大气环境中，保证换流阀稳定运行。

换流阀水路由阀模块、水冷管路、阀门等连接成封闭的水路网络，直流输电工程设计寿命高达40年，为提升和冷却水直接接触的管路的耐腐蚀能力，能在高电压高磁场强度下长期稳定运行,换流阀塔内部管路材料均采用高稳定性、具有良好力学性能和化学性能的聚偏氟乙烯塑料，制造工艺复杂且价格昂贵。目前，每个阀塔包含主进水管、主回水管，层间进水管、层间回水管，排气装置、排水装置、各类阀门和接头等，各个阀塔间水路独立，管路种类多且长度长，成本高，直接影响到换流阀大规模应用的经济性。研究提升换流阀塔水路紧凑性并优化配水布局具有重要的实用价值。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种柔性直流换流阀塔水路布局和配水装置，通过多列换流阀塔共用主进水管路以及并联连接的层间进水横管、进水支管、回水支管和回水横管，大大节省管路，节约了成本；层间横管采用阀门控制两列塔之间的水流通断，实现单列塔单独水路维护，显著提高工作效率和产能；另外，在层间横管端部连接短接管调节层间管路压力分布，提升阀模块间流量分配均匀性；既满足换流阀水冷散热，又具有显著的经济实用性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种柔性直流换流阀塔水路布局和配水装置，包括换流阀塔，所述换流阀塔多列对应布置，每列换流阀塔包括若干阀模块9；换流阀塔一侧分别设有相适配的主进水管1和主回水管2，每层换流阀塔通过主进水管1出水口依次并联的层间进水横管3、阀模块9的进水支管8、阀模块9的回水支管7及层间回水横管4，最后与主回水管2 回水口相连接，并将冷却水从主进水管1分配至各个阀模块9。

所述换流阀塔至少两列，每列换流阀塔的阀模块9，水平方向上数量相同，竖直方向上层数相同。

所述层间进水横管3末端与层间回水横管4末端近主回水管处通过第一短接管10相连接；层间进水横管3起始端与层间回水横管4 起始端近主进水管处通过第二短接管13相连接。

所述第一短接管10与第二短接管13采用内径不大于8mm的水管。

所述层间进水横管3中部设置第一阀门6、层间回水横管4中部设置第二阀门5。

所述主进水管1和主回水管2顶部分别安装有自动排气装置12。

所述主进水管1和主回水管2下部设置迂回管路11。

所述迂回管路11呈S形。

相对于现有技术，本发明的有益效果在于：

1、多列换流阀塔通过依次并联的主进水管1、层间进水横管3、进水支管8、回水支管7、层间回水横管4及主回水管2，相较于传统的单列塔，冷却水分配合理，节约了管路的数量和长度，大大降低了生产安装成本。

2、层间进水横管3及层间回水横管4中部，通过第一阀门6及第二阀门5控制多列塔之间的水流通断，可实现单列塔单独水路维护，方便生产中装置的维护和使用。

3、层间进水横管3端部通过短接管10与层间回水横管4末端靠近主回水管2处相连接，能够调节层间管路压力分布，提升阀模块9 间流量分配均匀性，在满足换流阀塔水冷散热的前提下，减少了管路设置，提高了效率和产能，具有显著的经济效益。

附图说明

图1是本发明装置的俯视图。

图2是本发明装置的侧视图。

其中，1、主进水管；2、主回水管；3、层间进水横管；4、层间回水横管；5、第二阀门；6、第一阀门；7、回水支管；8、进水支管； 9、阀模块；10、第一短接管；11、迂回管路；12、排气阀；13、第二短接管。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明做进一步详细说明。

参见图1、图2，一种柔性直流换流阀塔水路布局和配水装置，包括换流阀塔，所述换流阀塔多列对应布置，每列换流阀塔包括若干阀模块9；换流阀塔一侧分别设有相适配的主进水管1和主回水管2，每层换流阀塔通过主进水管1出水口依次并联的层间进水横管3、阀模块9的进水支管8、阀模块9的回水支管7及层间回水横管4，最后与主回水管2回水口相连接，并将冷却水从主进水管1分配至各个阀模块9。

所述换流阀塔至少两列，每列换流阀塔的阀模块9，水平方向上数量相同，竖直方向上层数相同。

所述层间进水横管3末端与层间回水横管4末端近主回水管处通过第一短接管10相连接；层间进水横管3起始端与层间回水横管4 起始端近主进水管处通过第二短接管13相连接；调节层间进水横管3及层间回水横管4压力分布，平衡流量，提升阀模块9间流量分配的均匀性。

所述第一短接管10与第二短接管13采用内径不大于8mm的水管来平衡流量，对流量本身影响很小，可忽略。

所述层间进水横管3中部设置第一阀门6、层间回水横管4中部设置第二阀门5，控制两列换流阀塔之间的水流通断，可实现单列换流阀塔单独水路维护。

所述主进水管1和主回水管2顶部分别安装有自动排气装置12，实现自动排气功能。

所述主进水管1和主回水管2下部设置迂回管路11，增加爬电距离的同时，对进入换流阀塔的冷却水有稳定流速作用。

所述迂回管路11呈S形。

本发明工作原理为：冷却水从主进水管1进入各层间进水横管3，再通过进水支管8、回水支管7及各层间回水横管4将水流分配至各个阀模块9，层间进水横管3中部第一阀门6及层间回水横管4中部第二阀门5，可控制每列换流阀塔之间的水流通断，可实现单列换流阀塔单独水路维护，层间进水横管3末端通过短接管10与层间回水横管4末端靠近主回水管2处相连接，提升阀模块间流量分配均匀性，主进水管1、主回水管2顶部设计自动排气阀12实现排气功能，底部设计S形迂回增加爬电距离，同时对进入阀塔的冷却水有稳定流速作用；本发明在满足换流阀水冷散热的前提下，减少了管路数量和长度，具有明显的经济效益。

上述实施方式仅是简单的说明，阀模块数量或层数变化等其它任何未背离本发明的等效方法都包含在本发明的保护范围内。

技术特征：

1.一种柔性直流换流阀塔水路布局和配水装置，包括换流阀塔，其特征在于：所述换流阀塔多列对应布置，每列换流阀塔包括若干阀模块(9)；换流阀塔一侧分别设有相适配的主进水管(1)和主回水管(2)，每层换流阀塔通过主进水管(1)出水口依次并联的层间进水横管(3)、阀模块(9)的进水支管(8)、阀模块(9)的回水支管(7)及层间回水横管(4)，最后与主回水管(2)的回水口相连接，并将冷却水从主进水管(1)分配至各个阀模块(9)。

2.根据权利要求1所述的一种柔性直流换流阀塔水路布局和配水装置，其特征在于：所述换流阀塔至少两列，每列换流阀塔的阀模块(9)，水平方向上数量相同，竖直方向上层数相同。

3.根据权利要求1所述的一种柔性直流换流阀塔水路布局和配水装置，其特征在于：所述层间进水横管(3)末端与层间回水横管(4)末端近主回水管(2)处通过第一短接管(10)相连接；层间进水横管(3)起始端与层间回水横管(4)起始端近主进水管(1)处通过第二短接管(13)相连接。

4.根据权利要求3所述的一种柔性直流换流阀塔水路布局和配水装置，其特征在于：所述第一短接管(10)与第二短接管(13)采用内径不大于8mm的水管。

5.根据权利要求1所述的一种柔性直流换流阀塔水路布局和配水装置，其特征在于：所述层间进水横管(3)中部设置第一阀门(6)、层间回水横管(4)中部设置第二阀门(5)。

6.根据权利要求1所述的一种柔性直流换流阀塔水路布局和配水装置，其特征在于：所述主进水管(1)和主回水管(2)顶部分别安装有自动排气装置(12)。

7.根据权利要求1所述的一种柔性直流换流阀塔水路布局和配水装置，其特征在于：所述主进水管(1)和主回水管(2)下部设置迂回管路(11)。

8.根据权利要求7所述的一种柔性直流换流阀塔水路布局和配水装置，其特征在于：所述迂回管路(11)呈S形。

技术总结
一种柔性直流换流阀塔水路布局和配水装置，包括多列换流阀塔，每列换流阀塔包括若干阀模块；换流阀塔一侧分别设有相适配的主进水管和主回水管，每层换流阀塔通过主进水管出水口依次并联的层间进水横管、阀模块的进水支管、阀模块的回水支管及层间回水横管与主回水管回水口相连接，并将冷却水从主进水管分配至各个阀模块；冷却水从主进水管进入各层间进水横管，再通过进水支管、回水支管及各层间回水横管将水流分配至各个阀模块；层间进水横管末端与层间回水横管末端之间通过短接管的设置，提升阀模块间流量分配均匀性，层间进水横管中段与层间回水横管中段之之间的阀门，可控制各列换流阀塔之间的水流通断，实现单列换流阀塔单独水路维护发明；本发明具有结构合理，成本低，经济性好，实用高效的优点。

技术研发人员：张长水;张军;刘汉军;齐彦军;赵玲;韩艳;
受保护的技术使用者：特变电工西安柔性输配电有限公司;特变电工新疆新能源股份有限公司;
技术研发日：2021.12.20
技术公布日：2022.03.29