專利名稱：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的一體化冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及風(fēng)電領(lǐng)域，具體而言，涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的一體化冷卻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量不斷增加，電氣系統(tǒng)如發(fā)電機(jī)、變頻器、變壓器等部件的體積和散熱量逐漸增加，與此相對(duì)應(yīng)的冷卻系統(tǒng)體積和重量也不斷增加?？紤]到機(jī)艙體積、重量增加對(duì)于機(jī)組載荷和頻率的影響，相關(guān)運(yùn)輸安裝成本的增加等因素，以及電氣系統(tǒng)布置對(duì)風(fēng)機(jī)維護(hù)成本的影響，將電氣系統(tǒng)布置在塔筒底部(塔筒內(nèi)或塔筒外)成為一種趨勢(shì)?？紤]到電氣系統(tǒng)的防護(hù)性和安全性，一般將電氣系統(tǒng)布置在塔筒內(nèi)。 對(duì)于海上風(fēng)電機(jī)組，考慮電氣部件防腐的需要，一般將電氣系統(tǒng)布置在塔筒內(nèi)。對(duì)于這種布置形式，盡管塔筒的空間足夠，但電氣系統(tǒng)布置在塔筒內(nèi)將造成嚴(yán)重散熱問題。對(duì)于變速風(fēng)機(jī)而言，功率變頻控制系統(tǒng)會(huì)釋放大量的熱量。比如3MW全功率發(fā)電機(jī)組，功率變頻系統(tǒng)將釋放約4%的熱量，即120kW，而變壓器也將釋放約20kW的熱量。為滿足這些子系統(tǒng)的散熱需要，所需冷卻系統(tǒng)體積和功率大大增加，通常這些子系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)相互獨(dú)立，這些因素不但增加機(jī)組成本，而且增加了機(jī)組設(shè)計(jì)的難度。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的一體化冷卻系統(tǒng)，用以提高風(fēng)電機(jī)組電氣系統(tǒng)的冷卻效率，降低冷卻系統(tǒng)散熱器的體積和成本。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的一體化冷卻系統(tǒng)，其包括內(nèi)部冷卻循環(huán)回路、換熱器和外部冷卻循環(huán)回路，其中內(nèi)部冷卻循環(huán)回路設(shè)置在塔筒底部，通過冷卻介質(zhì)的循環(huán)帶走位于塔筒底部的電氣系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量；換熱器連接在內(nèi)部冷卻循環(huán)回路和外部冷卻循環(huán)回路之間，將內(nèi)部冷卻循環(huán)回路吸收的熱量轉(zhuǎn)換到外部冷卻循環(huán)回路；外部冷卻循環(huán)回路設(shè)置在塔筒外或塔筒內(nèi)，將吸收的熱量釋放到外部環(huán)境中。較佳的，內(nèi)部冷卻介質(zhì)為水，內(nèi)部冷卻循環(huán)回路的動(dòng)力裝置為泵。較佳的，內(nèi)部冷卻介質(zhì)為空氣，內(nèi)部冷卻循環(huán)回路的動(dòng)力裝置為離心風(fēng)機(jī)或軸流風(fēng)機(jī)。較佳的，換熱器為水/水換熱器或空/水換熱器或空/空換熱器或水/空換熱器。較佳的，外部冷卻循環(huán)回路的冷卻介質(zhì)為直接來自外部環(huán)境的水或空氣。較佳的，上述一體化冷卻系統(tǒng)，還包括外部換熱器，其與所述外部冷卻循環(huán)回路進(jìn)行熱交換，將所述外部冷卻循環(huán)回路吸收的熱量釋放到外部環(huán)境中。將塔筒內(nèi)的電氣子系統(tǒng)的冷卻方式統(tǒng)一，通過統(tǒng)一、集成的外部冷卻回路進(jìn)行冷卻，從而有效降低布置在塔筒的電氣子系統(tǒng)的散熱成本和體積，提高了風(fēng)電機(jī)組電氣系統(tǒng)的冷卻效率，克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的一體化冷卻系統(tǒng)示意圖；圖2是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的一體化冷卻系統(tǒng)示意圖；圖3是本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的一體化冷卻系統(tǒng)示意圖；圖4是本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔筒電氣系統(tǒng)的一體化冷卻系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。圖1為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的一體化冷卻系統(tǒng)示意圖。如圖1所示，其包括內(nèi)部冷卻循環(huán)回路1、換熱器2和外部冷卻循環(huán)回路3，其中內(nèi)部冷卻循環(huán)回路1設(shè)置在塔筒底部，通過內(nèi)部冷卻介質(zhì)的循環(huán)帶走位于塔筒底部的電氣系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量；換熱器2連接在內(nèi)部冷卻循環(huán)回路1和外部冷卻循環(huán)回路3之間，將內(nèi)部冷卻循環(huán)回路1吸收的熱量轉(zhuǎn)換到外部冷卻循環(huán)回路3 ；外部冷卻循環(huán)回路3設(shè)置在塔筒外或塔筒內(nèi)，將吸收的熱量釋放到外部環(huán)境中。本實(shí)施例將塔筒內(nèi)的電氣子系統(tǒng)的冷卻方式統(tǒng)一，通過統(tǒng)一、集成的外部冷卻回路進(jìn)行冷卻，從而有效降低布置在塔筒的電氣子系統(tǒng)的散熱成本和體積，提高了風(fēng)電機(jī)組電氣系統(tǒng)的冷卻效率，克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，一體化的冷卻系統(tǒng)可以分為兩部分，一部分是電氣系統(tǒng)內(nèi)部冷卻介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)，另一部分系統(tǒng)為外部冷卻介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)。這兩部分可以獨(dú)立存在，也可以設(shè)計(jì)為一個(gè)整體。該一體化冷卻系統(tǒng)可以是空/空冷卻系統(tǒng)或空/水冷卻系統(tǒng)或水/水冷卻系統(tǒng)等。例如，內(nèi)部冷卻介質(zhì)為水，內(nèi)部冷卻循環(huán)回路的動(dòng)力裝置為泵。例如，內(nèi)部冷卻介質(zhì)為空氣，內(nèi)部冷卻循環(huán)回路的動(dòng)力裝置為離心風(fēng)機(jī)或軸流風(fēng)機(jī)。例如，換熱器為水/水換熱器或空/水換熱器或空/空換熱器或水/空換熱器。例如，外部冷卻循環(huán)回路的冷卻介質(zhì)為直接來自外部環(huán)境的水或空氣。因?yàn)樵撓到y(tǒng)可以直接使用外部環(huán)境介質(zhì)，顯著提高了一體化冷卻系統(tǒng)的散熱效率。例如，上述一體化冷卻系統(tǒng)，還包括外部換熱器，其與所述外部冷卻循環(huán)回路進(jìn)行熱交換，將所述外部冷卻循環(huán)回路吸收的熱量釋放到外部環(huán)境中。[0032]圖2是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的一體化冷卻系統(tǒng)示意圖。圖3是本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的一體化冷卻系統(tǒng)示意圖。圖3中的標(biāo)號(hào)分別為1-電氣系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)泵；2-內(nèi)部循環(huán)過濾器；3-外部循環(huán)泵；4-水-水換熱器。圖4是本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組塔筒電氣系統(tǒng)的一體化冷卻系統(tǒng)示意圖。圖4中的標(biāo)號(hào)分別為1-變壓器；2-變頻器；3-水/水換熱器；4-水泵； 5-水箱；6水-空換熱器；7-變壓器內(nèi)部水泵；8-變頻器內(nèi)部水泵；9-塔筒；10-機(jī)組。圖 4中的電氣系統(tǒng)包括1-變頻器、2-變壓器等發(fā)熱部件，布置在塔筒內(nèi)部，固定與塔筒內(nèi)部平臺(tái)上，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的冷卻方式采用同一種冷卻方式(如均為空冷結(jié)構(gòu)或均為水冷結(jié)構(gòu))。 3-水/水換熱器，固定在塔筒外部的基礎(chǔ)平臺(tái)上，將1、2運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)換到一體化水冷系統(tǒng)的外部循環(huán)中。7、8使被冷卻介質(zhì)在1、2結(jié)構(gòu)內(nèi)部循環(huán)，達(dá)到冷卻的目的。而轉(zhuǎn)換到外部循環(huán)中的熱量，在水泵4的作用下，進(jìn)入6-空/水換熱器，從而將系統(tǒng)中的熱量散失到環(huán)境中。通過電氣系統(tǒng)內(nèi)部冷卻循環(huán)和外部冷卻循環(huán)的換熱，以及外部循環(huán)和環(huán)境的換熱，最終將電氣系統(tǒng)的散熱釋放到環(huán)境中，保證了風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行。其中，3為水/水換熱器， 根據(jù)1、2冷卻形式的不同，可以是空/水換熱器或者空空換熱器。7-變壓器內(nèi)部水泵、8-變頻器內(nèi)部水泵既可設(shè)計(jì)在1、2的內(nèi)部，也可獨(dú)立于電氣系統(tǒng)，布置在塔筒外，成為一體化水冷系統(tǒng)的一部分。6-空/水換熱器，主要實(shí)現(xiàn)外部循環(huán)系統(tǒng)與環(huán)境的換熱。對(duì)于海上風(fēng)電機(jī)組，該功能也可直接簡(jiǎn)化，即直接將溫度較低的海水泵入3中與內(nèi)部循環(huán)的冷卻介質(zhì)進(jìn)行換熱，最終將電氣系統(tǒng)中的熱量散發(fā)到外部海水中。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解附圖只是一個(gè)實(shí)施例的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實(shí)施本實(shí)用新型所必須的。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)施例中的裝置中的模塊可以按照實(shí)施例描述分布于實(shí)施例的裝置中，也可以進(jìn)行相應(yīng)變化位于不同于本實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)裝置中。上述實(shí)施例的模塊可以合并為一個(gè)模塊，也可以進(jìn)一步拆分成多個(gè)子模塊。最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制； 盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解: 其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的一體化冷卻系統(tǒng)，其特征在于，包括內(nèi)部冷卻循環(huán)回路、換熱器和外部冷卻循環(huán)回路，其中所述內(nèi)部冷卻循環(huán)回路設(shè)置在塔筒底部，通過內(nèi)部冷卻介質(zhì)的循環(huán)帶走位于塔筒底部的電氣系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量；所述換熱器連接在所述內(nèi)部冷卻循環(huán)回路和所述外部冷卻循環(huán)回路之間，將所述內(nèi)部冷卻循環(huán)回路吸收的熱量轉(zhuǎn)換到所述外部冷卻循環(huán)回路；所述外部冷卻循環(huán)回路設(shè)置在塔筒外或塔筒內(nèi)，將吸收的熱量釋放到外部環(huán)境中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)部冷卻介質(zhì)為水，所述內(nèi)部冷卻循環(huán)回路的動(dòng)力裝置為泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)部冷卻介質(zhì)為空氣，所述內(nèi)部冷卻循環(huán)回路的動(dòng)力裝置為離心風(fēng)機(jī)或軸流風(fēng)機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱器為水/水換熱器或空/水換熱器或空/空換熱器或水/空換熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述外部冷卻循環(huán)回路的冷卻介質(zhì)為直接來自外部環(huán)境的水或空氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化冷卻系統(tǒng)，其特征在于，還包括外部換熱器，其與所述外部冷卻循環(huán)回路進(jìn)行熱交換，將所述外部冷卻循環(huán)回路吸收的熱量釋放到外部環(huán)境中。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的一體化冷卻系統(tǒng)，其包括內(nèi)部冷卻循環(huán)回路、換熱器和外部冷卻循環(huán)回路，其中，內(nèi)部冷卻循環(huán)回路設(shè)置在塔筒底部，通過冷卻介質(zhì)的循環(huán)帶走位于塔筒底部的電氣系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量；換熱器連接在內(nèi)部冷卻循環(huán)回路和外部冷卻循環(huán)回路之間，將內(nèi)部冷卻循環(huán)回路吸收的熱量轉(zhuǎn)換到外部冷卻循環(huán)回路；外部冷卻循環(huán)回路設(shè)置在塔筒外或塔筒內(nèi)，將吸收的熱量釋放到外部環(huán)境中。
文檔編號(hào)F03D11/00GK201957389SQ201120041449
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月18日
發(fā)明者張東升, 馬文勇, 黎焱 申請(qǐng)人:華銳風(fēng)電科技(江蘇)有限公司