專利名稱：一種晶閘管閥組水冷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及冷卻技術(shù)，特別涉及一種用于晶閘管閥組冷卻系統(tǒng)的分支水路架構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著FACTS技術(shù)和直流輸電技術(shù)的大力發(fā)展，電力電子器件的應(yīng)用在廣度和深度上得到了快速的推進(jìn)。晶閘管作為目前應(yīng)用最廣泛的電力電子器件，其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)滲透進(jìn)電力系統(tǒng)發(fā)、輸、配、用等各個(gè)部分。作為快速開關(guān)類器件，晶閘管的開通、關(guān)斷和通態(tài)都會(huì)產(chǎn)生有功損耗，隨著其應(yīng)用電壓等級(jí)的升高以及通流容量的加大，由串并聯(lián)晶閘管構(gòu)成的閥組其整體的發(fā)熱量急劇增加。作為半導(dǎo)體器件，晶閘管的結(jié)溫直接影響到它的工作性能，所以為閥組配備高效可靠的冷卻設(shè)備，對(duì)確保閥組長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的作用。閥組的冷卻方式一般可以分為兩種:主動(dòng)式和被動(dòng)式。小容量閥組常用被動(dòng)式冷卻，包括空氣自冷和熱管自冷。水冷方式是目前應(yīng)用最廣、散熱效率最高的主動(dòng)式冷卻方式，高電壓大容量晶閘管閥組都采用這種冷卻模式。在密閉的水回路中，水泵循環(huán)帶動(dòng)純水以一定的流量流過閥體水回路，帶走熱量。水流量越大，水泵揚(yáng)程越高，閥組的散熱效率也就越高。但是流量的增加會(huì)對(duì)閥體水管帶來很高的水壓，閥組的管路在設(shè)計(jì)上需要考慮長(zhǎng)期耐受此水壓的要求。如圖1所示，現(xiàn)有設(shè)計(jì)技術(shù)中，C支路是外冷卻水系統(tǒng)的主管道，閥組水路由主水管(B支路)和分支水路(A支路)構(gòu)成，兩根主水管分別連接外冷卻水系統(tǒng)的進(jìn)水和出水管道，每一級(jí)分支水路以并聯(lián)的方式與閥體的主水管連接。每一級(jí)分支水路串聯(lián)兩個(gè)晶閘管散熱器和一只水電阻，這種結(jié)構(gòu)的晶閘管閥組目前已經(jīng)有大量的工程應(yīng)用。隨著閥體通流容量的增加，這種結(jié)構(gòu)對(duì)冷卻系統(tǒng)的流量和水泵揚(yáng)程提出了更高的要求，在主水管內(nèi)徑不變的前提下，流量的增大帶來了水管水壓的增加，無法滿足水回路安全運(yùn)行的要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的，在于提供一種晶閘管閥組水冷系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法，其可保證大容量閥體分支水路承受的水壓在安全范圍內(nèi)，降低水冷系統(tǒng)的水泵揚(yáng)程和電機(jī)功率，同時(shí)大幅增加晶閘管閥組的通流容量，具有很好的散熱效率。為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是:一種晶閘管閥組水冷系統(tǒng)，包括主水管和至少一個(gè)分支水路，所述主水管的進(jìn)水管連接外冷卻水系統(tǒng)的出水主管道，主水管的出水管連接外冷卻水系統(tǒng)的出水主管道；所述分支水路均連接主水管，各級(jí)分支水路并聯(lián)；所述各分支水路包括兩只散熱器和一只水電阻，任一只散熱器與水電阻串聯(lián)后，再與另一只散熱器并聯(lián)。采用上述方案后，本實(shí)用新型通過對(duì)工程中已經(jīng)大量應(yīng)用的閥組冷卻回路進(jìn)行流量和水壓的計(jì)算，提出一種新的閥體分支水路布置方式，可以大幅增加晶閘管閥組的通流容量，降低水冷系統(tǒng)的水泵揚(yáng)程和電機(jī)功率，保證大容量閥體分支水路承受的水壓在安全范圍內(nèi)，分支水路將具有更高的散熱效率，同時(shí)減小了水冷系統(tǒng)的能源消耗，有利于促進(jìn)超高壓大容量晶閘管閥組的工程應(yīng)用，確保閥組工程運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性，提高了大容量閥組長(zhǎng)期運(yùn)行的安全性。

圖1是現(xiàn)有閥體水回路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型提出的閥體水回路的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及有益效果進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖2所示，本實(shí)用新型提供一種晶閘管閥組水冷系統(tǒng)，其中，C支路是外冷卻水系統(tǒng)的主管道，B支路是閥組水路的主水管，A支路是分支水路。首先，由圖1所示的現(xiàn)有水回路結(jié)構(gòu)可以看到，A支路只有一種結(jié)構(gòu)，由兩只散熱器和一只水電阻串聯(lián)而成，這種結(jié)構(gòu)的晶閘管閥組目前已經(jīng)有大量的工程應(yīng)用，但是隨著閥組通流容量的進(jìn)一步增加，這種結(jié)構(gòu)的配水由于回路壓力過大，已經(jīng)無法滿足安全運(yùn)行的要求。本實(shí)用新型所提供的水冷系統(tǒng)中，外冷卻水系統(tǒng)的出水主管道連接晶閘管閥組水路的主水管的進(jìn)水管，外冷卻水系統(tǒng)的出水主管道連接晶閘管閥組水路的主水管的出水管，所述閥組水路還包括與主水管連接的分支水路，各級(jí)分支水路并聯(lián)，本實(shí)用新型將所述分支水路拆分成兩個(gè)支路，一個(gè)支路是一只散熱器串聯(lián)一只水電阻，另一個(gè)支路是單獨(dú)一只散熱器，這種結(jié)構(gòu)的水回路具有更大的散熱效率和更小的流阻。本實(shí)用新型還提供一種前述晶閘管閥組水冷系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，步驟如下:(I)首先確定冷卻容量；(2)在一定的冷卻容量條件下，選擇水冷系統(tǒng)設(shè)備型號(hào)和管道；(3)通過仿真計(jì)算和試驗(yàn)測(cè)試散熱器的散熱性能；(4)對(duì)同一級(jí)分支水路中并聯(lián)的散熱器和串聯(lián)水電阻的散熱器進(jìn)行單級(jí)并聯(lián)流量分配試驗(yàn)，根據(jù)管路中流量與流阻的關(guān)系和實(shí)驗(yàn)結(jié)果推算晶閘管閥組中各分支水路中的流量;(5)驗(yàn)證不同分支水路中流量分配相差不大，流量較小支路能夠滿足散熱要求；如果不能滿足，則重新選擇水冷系統(tǒng)設(shè)備型號(hào)和管道，重復(fù)步驟(2)。在保持閥組電氣回路不變的情況下，本實(shí)用新型對(duì)閥體水回路的結(jié)構(gòu)改動(dòng)很小，整體結(jié)構(gòu)清晰，有利于工程實(shí)施。以上實(shí)施例僅為說明本實(shí)用新型的技術(shù)思想，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡是按照本實(shí)用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種晶閘管閥組水冷系統(tǒng)，包括主水管和至少一個(gè)分支水路，所述主水管的進(jìn)水管連接外冷卻水系統(tǒng)的出水主管道，主水管的出水管連接外冷卻水系統(tǒng)的出水主管道；所述分支水路均連接主水管，各級(jí)分支水路并聯(lián)；其特征在于:所述各分支水路包括兩只散熱器和一只水電阻，任一只散熱器與水電阻串聯(lián)后，再與另一只散熱器并聯(lián)。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種晶閘管閥組水冷系統(tǒng)，包括主水管和至少一個(gè)分支水路，所述主水管的進(jìn)水管連接外冷卻水系統(tǒng)的出水主管道，主水管的出水管連接外冷卻水系統(tǒng)的出水主管道；所述分支水路均連接主水管，各級(jí)分支水路并聯(lián)；所述各分支水路包括兩只散熱器和一只水電阻，任一只散熱器與水電阻串聯(lián)后，再與另一只散熱器并聯(lián)。此種水冷系統(tǒng)可保證大容量閥體分支水路承受的水壓在安全范圍內(nèi)，降低水冷系統(tǒng)的水泵揚(yáng)程和電機(jī)功率，同時(shí)大幅增加晶閘管閥組的通流容量，具有很好的散熱效率。
文檔編號(hào)H01L23/473GK202977402SQ20122068145
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者孫強(qiáng), 朱岸明, 王中陽, 喻新強(qiáng), 李曉明, 陳赤漢, 羅念華, 陳煒, 王敏 申請(qǐng)人:陜西省電力公司規(guī)劃評(píng)審中心, 西北電網(wǎng)有限公司, 南京南瑞繼保電氣有限公司