一種兆瓦級直驅(qū)風機的冷卻裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種兆瓦級直驅(qū)風機的冷卻系統(tǒng)，包括太陽能集熱器、塔筒、空氣過濾網(wǎng)、變流器換熱器、機艙、變流器、發(fā)電機換熱器和熱能儲存單元。本發(fā)明為增強塔筒內(nèi)空氣流動，塔筒底部安裝了太陽能集熱器。陽光對塔筒底部的太陽能集熱器中的空氣輻射加熱，熱空氣進入塔筒內(nèi)部，由于煙囪效應(yīng)在塔筒內(nèi)形成一股向上流動的強大冷空氣流，冷空氣與安置在塔筒頂端的變流器換熱器和發(fā)電機換熱器對流換熱，帶走變流器和發(fā)電機的散熱量。本發(fā)明的主要優(yōu)勢在于充分利用了風機自身結(jié)構(gòu)特點，取消了大尺寸排風扇結(jié)構(gòu)部分，減少了冷卻管路設(shè)計，降低了發(fā)電機風摩耗，提高了發(fā)電機效率，同時節(jié)約了整機成本，可以有效降低塔筒制造和運輸費用。
【專利說明】—種兆瓦級直驅(qū)風機的冷卻裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及兆瓦級直驅(qū)風機，尤其涉及一種兆瓦級直驅(qū)風機的冷卻裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]風能作為重要和成熟的可再生能源，具有蘊藏量豐富、可再生、分布廣、無污染等特性，成為可再生能源發(fā)展的重要方向。
[0003]目前風力發(fā)電機已進入兆瓦級設(shè)計時代，單機容量越來越大，隨之而來的發(fā)電機散熱冷卻問題也變的越來越突出。大型風機主要存在液冷和空冷兩種冷卻方式。液冷冷卻效果較好，但結(jié)構(gòu)設(shè)計較為復(fù)雜，增加了換熱器與冷卻介質(zhì)管道的費用；如采用空冷，即在風機內(nèi)部設(shè)置風扇，對發(fā)熱部件進行強制鼓風以達到冷卻，但是隨著風扇尺寸加大，發(fā)電機風摩耗加大，發(fā)電機效率降低，同時風沙和雨水容易侵蝕機艙內(nèi)部件，不利于機組的正常運行；自然通風通過在機艙上開通風孔，技術(shù)簡單，但機艙內(nèi)設(shè)備暴露在空氣中容易受侵蝕，且對于大型風機已無法完全滿足冷卻要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明要設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計成本較低、不降低發(fā)電機效率并且能較好滿足冷卻效果的兆瓦級直驅(qū)風機的冷卻裝置。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種兆瓦級直驅(qū)風機的冷卻系統(tǒng)，包括太陽能集熱器、塔筒、空氣過濾網(wǎng)、變流器換熱器、機艙、變流器、發(fā)電機換熱器和熱能儲存單元；
[0006]所述的塔筒為中空塔筒，通過三根支撐腿安裝在地基上；所述的機艙安裝在塔筒的頂端，塔筒與機艙之間有通風孔；所述的空氣過濾網(wǎng)安裝在通風孔中；所述的變流器換熱器安裝在塔筒頂部，呈方形布置，變流器換熱器之間通過波紋管連接；所述的發(fā)電換熱器放置在機艙末端位置，采用板翅式換熱器進行冷卻；所述的塔筒地基周圍安裝有太陽能集熱器和熱能儲存單元。
[0007]本發(fā)明的工作原理如下:為增強塔筒內(nèi)空氣流動，塔筒底部安裝了太陽能集熱器。陽光對塔筒底部的太陽能集熱器中的空氣輻射加熱，熱空氣進入塔筒內(nèi)部，由于煙囪效應(yīng)在塔筒內(nèi)形成一股向上流動的強大冷空氣流，冷空氣與安置在塔筒頂端的變流器換熱器和發(fā)電機換熱器對流換熱，帶走變流器和發(fā)電機的散熱量。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0009]1、本發(fā)明考慮到兆瓦級風機高度達八九十米，且塔筒是薄壁中空的結(jié)構(gòu)，塔筒上部和下部之間存在壓差，容易利用煙?效應(yīng)加強空氣流動，增強強制對流換熱，吸收風機發(fā)電機和變流器的散熱。因此利用塔筒煙?效應(yīng)來形成冷卻氣流，加強對流換熱以帶走發(fā)電機和機艙內(nèi)變流器的散熱量。主要優(yōu)勢在于充分利用了風機自身結(jié)構(gòu)特點，取消了大尺寸排風扇結(jié)構(gòu)部分，減少了冷卻管路設(shè)計，降低了發(fā)電機風摩耗，提高了發(fā)電機效率，同時節(jié)約了整機成本。[0010]2、本發(fā)明將傳統(tǒng)放在機艙內(nèi)的變流器換熱器改為了安置在塔筒頂部方形布置，這樣增加了換熱面積，有利于變流器散熱，同時也不干涉塔筒頂部的通行空間。為更好的適應(yīng)風力發(fā)電機在實際工作中因為風向的改變而旋轉(zhuǎn)機身的情況，將變流器換熱器通過波紋管連接。
[0011]3、本發(fā)明的發(fā)電機換熱器布置在機艙末端位置。由于發(fā)電機散熱量大，所需換熱面積也較大，故采用傳熱效率高、比面積大、適應(yīng)性強且容易制造的板翅式換熱器以冷卻發(fā)電機。
[0012]4、為了方便塔筒進風，將傳統(tǒng)的管式塔筒變?yōu)榱髓旒苁浇Y(jié)構(gòu)設(shè)計，用三根支撐腿支撐塔筒。這樣設(shè)計使得塔筒底部半徑減小，重量變輕，可以有效降低塔筒制造和運輸費用。
[0013]5、為了提高冷卻效果，本發(fā)明的塔筒地基周圍安裝有太陽能集熱器。集熱器集熱區(qū)域的空氣輻射受熱后沿管路進入塔筒內(nèi)，熱空氣流由于密度小沿塔筒向上運動，塔筒中間位置設(shè)有空氣過濾網(wǎng)，可以將空氣氣流中的雜質(zhì)去除，以免雜質(zhì)破壞風機的正常工作。為了更好的發(fā)揮冷卻效果，在塔筒底部還修建了能存儲集熱器中熱能的熱能儲存單元，以便沒有陽光時，該套系統(tǒng)也能正常工作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]本發(fā)明共有附圖2張，其中:
[0015]圖1是本發(fā)明風機冷卻通道示意圖。
[0016]圖2是變流器換熱器布局示意圖。
[0017]圖中:1、太陽能集熱器，2、塔筒，3、空氣過濾網(wǎng)，4、變流器換熱器，5、發(fā)電機，6、變流器，7、發(fā)電機換熱器，8、機艙，9、熱能儲存單元，10、平板，11、翅片。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行進一步地描述。如圖1-2所示，一種兆瓦級直驅(qū)風機的冷卻系統(tǒng)，包括太陽能集熱器1、塔筒2、空氣過濾網(wǎng)3、變流器換熱器4、機艙8、變流器6、發(fā)電機換熱器7和熱能儲存單元9 ;所述的塔筒2為中空塔筒2，通過三根支撐腿安裝在地基上；所述的機艙8安裝在塔筒2的頂端，塔筒2與機艙8之間有通風孔；所述的空氣過濾網(wǎng)3安裝在通風孔中；所述的變流器換熱器4安裝在塔筒2頂部，呈方形布置，變流器換熱器4之間通過波紋管連接；所述的發(fā)電換熱器放置在機艙8末端位置，采用板翅式換熱器進行冷卻；所述的塔筒2地基周圍安裝有太陽能集熱器I和熱能儲存單元9。所述的板翅式換熱器以平板10和翅片11作為換熱元件。
[0019]下面按照附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。
[0020]本發(fā)明的原理在于利用塔筒2煙囪效應(yīng)來形成冷卻氣流，加強對流換熱以帶走發(fā)電機5和機艙8內(nèi)變流器6的散熱量，主要優(yōu)勢在于充分利用了風機本身結(jié)構(gòu)特點，取消了排風扇結(jié)構(gòu)，節(jié)省成本。
[0021]煙囪效應(yīng)是室內(nèi)外溫差形成的熱壓及室外風壓共同作用的結(jié)果，通常以前者為主，而熱壓值與室內(nèi)外溫差產(chǎn)生的空氣密度差及進排風口的高度差成正比。
[0022]本發(fā)明將傳統(tǒng)放在機艙8內(nèi)的變流器換熱器4改為了安置在塔筒2頂部方形布置，這樣增加了換熱面積，有利于變流器6散熱，同時也不干涉塔筒2頂部的通行空間。為更好的適應(yīng)風力發(fā)電機5在實際工作中因為風向的改變而旋轉(zhuǎn)機身的情況，將變流器換熱器4通過波紋管連接。由于發(fā)電機5散熱量大，換熱面積也較大，所以將其換熱器放置在機艙8末端位置，采用板翅式換熱器，冷卻介質(zhì)帶走翅片11吸收的熱量。
[0023]為了方便塔筒2進風，將管式塔筒2變?yōu)榱髓旒苁浇Y(jié)構(gòu)設(shè)計，用三根支撐腿支撐塔筒2。這樣設(shè)計使得塔筒2底部半徑減小，重量變輕，可以有效降低塔筒2制造和運輸費用。
[0024]塔筒2地基周圍安裝有太陽能集熱器1，集熱區(qū)域的空氣輻射受熱后沿管路進入塔筒2底部，熱空氣流由于密度小向上運動，塔筒2中間位置設(shè)有空氣過濾網(wǎng)3，將冷卻空氣流中的雜質(zhì)去除，以免雜質(zhì)破壞風機的正常工作。為了更好的發(fā)揮冷卻效果，在塔筒2底部還修建了能存儲集熱器中熱能的熱能儲存單元9，以便沒有陽光時，該套系統(tǒng)也能正常工作。
[0025]由于煙囪效應(yīng)，塔筒2內(nèi)空氣質(zhì)量流量為
【權(quán)利要求】
1.一種兆瓦級直驅(qū)風機的冷卻系統(tǒng)，其特征在于:包括太陽能集熱器(I)、塔筒(2)、空氣過濾網(wǎng)(3)、變流器換熱器(4)、機艙(8)、變流器(6)、發(fā)電機換熱器(7)和熱能儲存單元(9)； 所述的塔筒(2)為中空塔筒(2)，通過三根支撐腿安裝在地基上；所述的機艙(8)安裝在塔筒(2)的頂端，塔筒(2)與機艙(8)之間有通風孔；所述的空氣過濾網(wǎng)(3)安裝在通風孔中；所述的變流器換熱器(4)安裝在塔筒(2)頂部，呈方形布置，變流器換熱器(4)之間通過波紋管連接；所述的發(fā)電換熱器放置在機艙(8)末端位置，采用板翅式換熱器進行冷卻；所述的塔筒(2 )地基周圍安裝有太陽能集熱器(I)和熱能儲存單元(9 )。
【文檔編號】F03D11/00GK103670955SQ201310752327
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】吳東波, 高德忠 申請人:一重集團大連設(shè)計研究院有限公司, 中國第一重型機械股份公司