一种用于变电中转站的脉动热管翅片联合传热系统及方法与流程

1.本发明涉及变电中转散热技术领域，特别涉及一种用于变电中转站的脉动热管翅片联合传热系统及方法。


背景技术：

2.变电中转站是电力网中的线路连接点，用以变换电压、交换功率和汇集、分配电能的设施。变电中转站在工作中会产生巨大的热量，因此急需对内部的配电装置等设备进行通风散热，防止设备因温度过高而损坏，增加使用寿命。一般而言，变电中转站内部设备是通过风扇进行强制对流散热，不仅散热效果较差，且产生的噪音也不利于人员进行工作。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提出一种用于变电中转站的脉动热管翅片联合传热系统及方法，该变电中转站的脉动热管翅片联合传热系统散热效率高。
4.本发明通过一下技术方案实现：
5.一种用于变电中转站的脉动热管翅片联合传热系统，包括多变化脉动热管组，多变化脉动热管组包括脉动热管组多变化蒸发段、脉动热管组多变化绝热段和脉动热管组多变化冷凝段；
6.所述脉动热管组多变化蒸发段绕设在变电中转站本体中需要散热的设备上，脉动热管组多变化冷凝段设置在变电中转站本体的冷却室内；
7.所述脉动热管组多变化冷凝段上安装有翅片组，冷却室内设置有散热风扇。
8.优选的，还包括平行脉动热管组和循环储水箱；平行脉动热管组设置在变电中转站本体的侧壁中，平行脉动热管组包括平行脉动热管和流动水箱，平行脉动热管的蒸发段置于流动水箱内；流动水箱一端设置有入水口，另一端设置有出水口；恒温储水箱的出口通过管道与流动水箱的入水口连接，流动水箱的出水口与恒温储水箱的入口连接。
9.进一步的，所述循环储水箱设置在中转站本体内。
10.优选的，所述翅片组与冷却室的壁面焊接连接。
11.进一步的，所述散热风扇固定在冷却室与翅片组相对的壁面上。
12.优选的，所述需要散热的设备包括电力变压器、配电装置和补偿装置。
13.进一步的，所述需要散热的设备还包括保护自动装置，所述变电中转站本体内部设有控制设备，控制设备电连接电力变压器、配电装置和补偿装置和保护自动装置。
14.进一步的，所述保护自动装置放置在变电中转站本体内靠近冷却室的一侧。
15.优选的，变电中转站中需要散热的设备工作时产生的热量传导至脉动热管组多变化蒸发段，脉动热管组多变化蒸发段中的工质吸收热量后蒸发，经脉动热管组多变化绝热段后进入脉动热管组多变化冷凝段，工质在脉动热管组多变化冷凝段释放热量，热量在散热风扇的作用下排出变电中转站。
16.进一步的，当变电中转站内需要散热时，循环储水箱不工作，变电中转站中需要散
热的设备工作时产生的热量传导至脉动热管组多变化蒸发段，脉动热管组多变化蒸发段中的工质吸收热量后蒸发，经脉动热管组多变化绝热段后进入脉动热管组多变化冷凝段，工质在脉动热管组多变化冷凝段释放热量，热量在散热风扇的作用下排出变电中转站。
17.当变电中转站内需要升高温度时，多变化脉动热管组和热风扇不工作，恒温储水箱中的热水由入水口进入流动水箱，平行脉动热管的蒸发段内工质吸收流动水箱中热水的热量后进到平行脉动热管的冷凝段，通过与变电中转站内环境产生的对流和辐射作用，将热量传递到变电中转站内。
18.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
19.本发明利用多变化脉动热管组与翅片组联合传热。使用多变化脉动热管组，蒸发段工质吸收设备工作时产生的热量后被蒸发，流向冷凝段，在冷凝段放出热量后再冷却为液体，依靠蒸发段的热量供给和冷凝段的冷却形成的稳定温差，进而由相邻管道间的不平衡压力驱动工质在管内循环振荡，并通过工质的相变潜热及温差显热实现热量的高效传递，传热过程效率高，可以对高发热功率的工作设备进行快速散热。本发明利用脉动热管可变性高和适应性强的特点，将脉动热管组的多变化蒸发段直接与设备缠绕接触，既增大了传热面积，提高散热效率，进一步降低设备因温度过高而造成的效率下降等问题，也提高了整体结构的紧凑性，利于安装。翅片组的引入也提高了冷凝段的传热面积，在散热风扇的作用下，快速地将变电中转站内的热量传递到冷却室，进一步降低设备的温度，实现变电中转站工作时快速散热的需求。本发明可以实现变电中转站在运行时对内部需要散热的器件进行快速散热，提高了散热效率，且减小了风扇的使用功率，降低了噪音的影响。
20.进一步的，本发明在变电中转站的侧壁面处安装有平行脉动热管组，不仅联合了多变化脉动热管组强化热量传递，进一步提高了变电中转站内部设备器件工作的稳定性；而且在外部低温环境下，将恒温储水箱中的水经入水口运送到流动水箱中，平行脉动热管蒸发段吸收热量后传递到冷凝段，通过与室内环境产生的对流和辐射作用，提高变电中转站室内温度，可以在外部低温环境下给与工作人员的适宜的工作环境，提高工作效率。从而本发明能适应多种环境。
21.进一步的，所述翅片组与冷却室的壁面焊接连接，防止翅片因长期受到强制对流作用而晃动或损坏。
22.进一步的，所述散热风扇直接固定在冷却室与翅片组相对的壁面上，通过提高散热翅片组表面空气的流速，有利于脉动热管冷凝段的热量传递，进一步增强脉动热管的散热能力。
23.进一步的，所述保护自动装置放置在离冷却室较近的位置处，当变电中转站发生故障时，保护自动装置瞬间会产生巨大的热量，距离冷却室较近可以减小脉动热管冷热段的间距，加快热管内部工质的脉动速度，进一步增加散热能力。
附图说明
24.图1为本发明的系统示意图。
25.图2为本发明的平行脉动热管组内部结构示意图。
26.1、变电中转站本体；2、电力变压器；3、配电装置；4、补偿装置；5、保护自动装置；6、冷却室；7、翅片组；8、脉动热管组多变化蒸发段；9、脉动热管组多变化冷凝段；10、控制设
备；11、恒温储水箱；12、平行脉动热管；13、入水口；14、流动水箱；15、出水口；16、平行脉动热管组；17、散热风扇；18、管道隔间。
具体实施方式
27.为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明进行描述，这些描述只是进一步解释本发明的特征和优点，并非用于限制本发明的权利要求。
28.如图1所示，本发明所述用于变电中转站的新型脉动热管翅片联合传热系统，包括多变化脉动热管组，多变化脉动热管组包括脉动热管组多变化蒸发段8、脉动热管组多变化绝热段和脉动热管组多变化冷凝段9。
29.所述脉动热管组多变化蒸发段8绕设在变电中转站本体1中需要散热的设备上，脉动热管组多变化冷凝段9设置在变电中转站本体1的冷却室6内。
30.在一个具体的实施例中，所述需要散热的设备包括电力变压器2、配电装置3、补偿装置4、保护自动装置5。变电中转站本体1内部设有控制设备10，控制设备10直接电连接电力变压器2、配电装置3、补偿装置4、保护自动装置5。配电装置3为适用于不同房间的配电装置，指的是不同电压等级的屋内配电装置，例如220kv以及110kv等，并且分层布置，减小了占地面积，更合理地利用了变电中转站的内部空间，此外，屋内配电装置不受气候影响，减小了维护工作量，降低工作人员的工作负担。
31.在一个具体的实施例中，变电中转站本体1内部还设有保护自动装置5，控制设备10与保护自动装置5电连接，保护自动装置5放置在离冷却室6较近的位置处。
32.所述脉动热管组多变化冷凝段9上安装有翅片组7，冷却室6内设置有散热风扇17。
33.在一个具体的实施例中，所述翅片组7与冷却室6的壁面焊接连接。散热风扇17直接固定在冷却室6与翅片组7相对的壁面上。
34.如图1和2所示，在一个具体的实施例中，变电中转站本体1的侧壁中设置有平行脉动热管组16，平行脉动热管组16主要由平行脉动热管12和流动水箱14组成，平行脉动热管12的蒸发段置于流动水箱14内；流动水箱14一端设置有入水口13，另一端设置有出水口15。变电中转站本体1内设置有恒温储水箱11，恒温储水箱11的出口通过管道与流动水箱14的入水口13连接，流动水箱14的出水口15与恒温储水箱11的入口连接，实现了水的循环利用，提高了系统的资源利用率。且平行脉动热管的放置倾角和管路也可随变电中转站内部的结构变化而改变，满足各种设计要求。
35.在一个具体的实施例中，变电中转站本体1的两侧都设有管道隔间18以安装各种管道。各个管道在管道隔间内相连接，管道安装方便且可以降低变电中转站内部的空间占用。
36.实际应用中，变电中转站中的电力变压器2、配电装置3和补偿装置4工作时产生的热量会瞬间传导至脉动热管组多变化蒸发段8，脉动热管组多变化蒸发段8中的工质吸收热量后蒸发，经脉动热管组多变化绝热段后进入脉动热管组多变化冷凝段9，之后由翅片组7扩大脉动热管组多变化冷凝段传热面积，工质在脉动热管组多变化冷凝段9释放热量，热量在散热风扇17的作用下及时散发，散热风扇17显著提高了翅片组7表面空气的流速，增强了空气对流，从而增强了多变化脉动热管组的散热效果，使得变电中转站中各装置产生的热量得以迅速的排出。此外，将保护自动装置5设置在离冷却室位置较近的地方，并通过加装
热敏传感器实现对电力变压器2、配电装置3、补偿装置4的监控，一旦变电中转站发生故障，控制设备10迅速启动保护自动装置5，保护自动装置瞬间会产生巨大的热量，距离冷却室较近可以减小脉动热管冷热段的间距，加快热管内部工质的脉动速度，进一步增加散热能力，将设备损坏而造成的大量废热及时传递并散发，实现对整个变电中转站的热防护。
37.当处于冬季环境或者室外低温环境使得变电中转站内部温度很低时，通过控制器10使得恒温储水箱11中的水由入水口13进入流动水箱14，平行脉动热管12的蒸发段内工质吸收流动水箱14中水的热量后，水由出水口15进入管道隔间18，最后再回到恒温储水箱11，实现水的循环。在此过程中，平行脉动热管12内工质通过相变将热量传递到平行脉动热管12的冷凝段，通过与室内环境产生的对流和辐射作用，将热量传递到房间内，提高工作人员周围的环境温度。因此本发明可以有效解决变电中转站工作时各配电设备过热的问题，同时也提供给工作人员适宜的工作环境温度。
38.本发明脉动热管组多变化蒸发段直接安装缠绕在变电中转站内部发热量较大的设备上，有效吸收设备器件释放的热量，并传递到冷却室中的脉动热管组多变化冷凝段，整个冷凝段插入到翅片组中，在散热风扇作用下，将热量快速散发出去。此外，在变电中转站侧壁面处安装一个平行脉动热管组，可在冬天低温情况下，将恒温储水箱中的热水经入水口运送到流动水箱中，平行脉动热管组蒸发段吸收热量后传递到冷凝段，之后再传递到变电中转站室内以提高室内温度。本发明充分利用脉动热管的高效传热和适应性强的特点，不仅可以在设备工作时有效的降低设备的温度，保证设备的高效运行，增加使用寿命；也可在低温环境下保持室内的温度，提供给工作人员适宜的工作环境温度。
39.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。