風力發電機組冷卻與消防綜合自動化系統的制作方法
【專利摘要】一種風力發電機組冷卻與消防綜合自動化系統，其循環冷卻回路由壓縮機、冷凝器、干燥過濾器、第一止回閥、高壓儲罐、節流閥、冷卻回路閘閥和蒸發器構成；在齒輪箱、發電機和變流器各安裝一套蒸發器；其消防管道連接高壓儲罐和消防閘閥，高壓儲罐和消防閘閥均分別通向齒輪箱、發電機和變流器；壓縮機入口設置第二止回閥和試劑補給支路閘閥，齒輪箱、發電機和變流器各設置一套溫度傳感器和火災探測器，信號都接入控制器，控制器輸出信號控制壓縮機的運行，驅動冷卻回路閘閥、消防閘閥及火災報警器的開關或開度。本發明的有益之處是將冷卻與消防結合為一體，制冷劑與滅火劑共用一種試劑，可以互為補充，提高了整體的性能和可靠性。
【專利說明】風力發電機組冷卻與消防綜合自動化系統

【技術領域】
[0001]本發明涉及風力發電領域，具體是風力發電機組的冷卻與消防系統。

【背景技術】
[0002]為了更好的利用風資源，提高發電效益，風力發電機組的單機容量越做越大，其產熱量也隨之提高，對散熱系統提出了更高的要求。另外風力發電機組運行時產生的熱量集中在一些關鍵部件，加大了火災隱患，且風電場多建于野外地區，機艙離地距離高，對消防系統也提出了更高的要求。
[0003]目前風力發電機組的冷卻系統多用強制風冷，消防系統多用氣體滅火和細水霧液體滅火，兩套系統相互獨立。強制風冷的冷卻效果一般，適用于低海拔小容量的陸上風機。對于高海拔陸上風機，由于空氣密度較低，強制風冷的冷卻效果會大大降低。對于高濕度、高鹽霧的海上風機，強制風冷易引起風機內部機械、電氣設備的腐蝕。相變制冷與強制風冷相比具有較高的冷卻效率和密封性，適合復雜環境下的大容量風力發電機組。氣體滅火一般采用二氧化碳、七氟丙烷、氮氣或其它惰性氣體作為滅火劑，無殘留物，無污染。細水霧液體滅火采用特殊噴嘴通過高壓噴水產生的水微粒滅火，無殘留物，無污染。氣體滅火對滅火劑的要求和相變制冷對制冷劑的要求相似，兩者可以采用同種試劑，并結合在一起，提高效率。


【發明內容】

[0004]本發明為解決復雜環境下的大型風力發電機組的散熱和消防問題，設計了一種高效的冷卻與消防系統。
[0005]一種風力發電機組冷卻與消防綜合自動化系統，其循環冷卻回路由壓縮機、冷凝器、干燥過濾器、第一止回閥、高壓儲罐、節流閥、冷卻回路閘閥和蒸發器構成；在齒輪箱、發電機和變流器各安裝一套蒸發器；其消防管道連接高壓儲罐和消防閘閥，高壓儲罐和消防閘閥均分別通向齒輪箱、發電機和變流器；壓縮機入口設置第二止回閥和試劑補給支路閘閥，齒輪箱、發電機和變流器各設置一套溫度傳感器和火災探測器，信號都接入控制器，控制器輸出信號控制壓縮機的運行，驅動冷卻回路閘閥、消防閘閥及火災報警器的開關或開度。
[0006]上述的高壓儲罐上設置壓力表。上述的控制器控制冷卻回路閘閥的開合，可以單獨冷卻齒輪箱、發電機和變頻器，或同時冷卻上述三個部件。
[0007]上述的控制器控制消防閘閥的開合，可以對齒輪箱、發電機和變頻器進行單獨或同時滅火。
[0008]本發明有如下有益效果:
本發明的有益之處是將冷卻與消防結合為一體，制冷劑與滅火劑共用一種試劑，可以互為補充，提高了整體的性能和可靠性。冷卻為消防提供信息，如溫度急劇升高、循環冷卻無法降低溫度等，使消防可以提前發現火災隱患，啟動滅火動作，提高了風力發電機組的安全性。相變冷卻相比強制風冷，單位制冷效率高的多。同時制冷劑在回路中循環利用，基本沒有損耗，不會給維護帶來困難。通過控制冷卻回路閘閥的開合改變制冷劑循環路徑，對齒輪箱、發電機和變頻器進行單獨冷卻或者同時冷卻。通過控制消防閘閥的開合改變消防管道路徑，對齒輪箱、發電機和變頻器進行單獨或者同時滅火。根據溫度傳感器的信號判斷各部件的冷卻量需求，控制節流閥及各冷卻回路閘閥的開度，調節各蒸發器的制冷劑流量，提高冷卻效率。根據壓力表的信號判斷系統試劑量，試劑不足時可以通過補給支路外接試劑儲存容器，利用壓縮機動力將試劑補充到系統中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0010]圖1是本發明的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖對本發明的實施方式做進一步的說明。
[0012]參見圖1，一種風力發電機組冷卻與消防綜合自動化系統，其循環冷卻回路由壓縮機1、冷凝器2、干燥過濾器3、第一止回閥4、高壓儲罐5、節流閥7、冷卻回路閘閥8和蒸發器9構成；在齒輪箱、發電機和變流器各安裝一套蒸發器；其消防管道連接高壓儲罐5和消防閘閥10，高壓儲罐和消防閘閥均分別通向齒輪箱、發電機和變流器；壓縮機I入口設置第二止回閥15和試劑補給支路閘閥16，齒輪箱、發電機和變流器各設置一套溫度傳感器11和火災探測器12，信號都接入控制器14，控制器輸出信號控制壓縮機I的運行，驅動冷卻回路閘閥8、消防閘閥10及火災報警器13的開關或開度。所述的高壓儲罐上設置壓力表6。
[0013]所述的系統采用同種試劑作為制冷劑和滅火劑，在需要時制冷劑可以用作滅火齊[J，滅火劑也可以用作制冷劑。
[0014]所述的壓縮機、冷凝器、干燥過濾器、第一止回閥、節流閥、冷卻回路閘閥、蒸發器構成冷卻回路。所述的溫度傳感器將信號傳遞給控制器，控制器判斷需要冷卻的部件及其冷卻量需求，啟動壓縮機提供動力使制冷劑在回路中循環，驅動節流閥和冷卻回路閘閥的開合及開度以設置冷卻回路的路徑并控制冷卻效力，冷卻單個或多個部件。
[0015]所述的高壓儲罐和消防閘閥構成消防通路。所述的火災探測器將偵測信號傳遞給控制器，控制器判斷是否發生火災，如果判斷發生火災則觸發火災報警器，閉合節流閥，并根據火災探測器提供的火災發生的位置打開相應的消防閘閥啟動滅火，關閉壓縮機。
[0016]所述的補給閘閥及部分冷卻回路構成試劑補給通道。當完成一次滅火動作或者由于其它原因導致壓力表達到臨界值時，可人工將外界試劑儲存容器與補給閘閥連接，通過控制器打開補給閘閥，啟動壓縮機，提供動力將試劑補充到系統中。
[0017]系統正常情況下進行循環冷卻的動作:壓縮機吸入蒸發器內產生的低溫、低壓制冷劑蒸汽，將其壓縮，使其溫度、壓力升高后排出；高壓、高溫制冷劑蒸汽進入冷凝器，向外界放出熱量，溫度降低，凝結成液體排出；高壓制冷劑液體經過干燥過濾器濾除水分和其它雜質后進入節流閥，因受阻而使壓力下降，導致部分制冷液體汽化，吸收汽化潛熱，使其本身溫度降低，變成低溫、低壓的汽液混合蒸汽進入蒸發器；在蒸發器中，制冷劑液吸收熱量汽化，形成的低溫低壓蒸汽又被壓縮機吸走，如此循環冷卻齒輪箱、發電機和變頻器。
[0018]系統偵測到有火災風險時激活滅火動作:控制器觸發火災報警器；閉合節流閥，使制冷劑不再繼續流向蒸發器；延遲預定時間后打開消防閘閥，滅火劑從高壓儲罐經消防管道噴出滅火；關閉壓縮機，終止循環冷卻。
[0019]通過控制消防閘閥的開合改變消防管道路徑，對齒輪箱、發電機和變頻器進行單獨或者同時滅火。
【權利要求】
1.一種風力發電機組冷卻與消防綜合自動化系統，其特征在于:其循環冷卻回路由壓縮機(I)、冷凝器(2)、干燥過濾器(3)、第一止回閥(4)、高壓儲罐(5)、節流閥(7)、冷卻回路閘閥(8)和蒸發器(9)構成；在齒輪箱、發電機和變流器各安裝一套蒸發器；其消防管道連接高壓儲罐(5)和消防閘閥(10)，高壓儲罐和消防閘閥均分別通向齒輪箱、發電機和變流器；壓縮機(I)入口設置第二止回閥(15)和試劑補給支路閘閥(16)，齒輪箱、發電機和變流器各設置一套溫度傳感器(11)和火災探測器(12)，信號都接入控制器(14)，控制器輸出信號控制壓縮機(I)的運行，驅動冷卻回路閘閥(8 )、消防閘閥(10 )及火災報警器(13 )的開關或開度。
2.根據權利要求1所述的風力發電機組冷卻與消防綜合自動化系統，其特征在于:所述的高壓儲罐上設置壓力表(6)。
3.根據權利要求1或2所述的風力發電機組冷卻與消防綜合自動化系統，其特征在于:通過控制器控制冷卻回路閘閥的開合，可以單獨冷卻齒輪箱、發電機和變頻器，或同時冷卻上述三個部件。
4.根據權利要求1所述的風力發電機組冷卻與消防綜合自動化系統，其特征在于:通過控制器控制消防閘閥(10)的開合，可以對齒輪箱、發電機和變頻器進行單獨或同時滅火。
【文檔編號】F03D11/00GK104153951SQ201410362072
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】張鵬, 哈偉, 周兵, 張芳 申請人:中國長江三峽集團公司