專利名稱：用于集裝箱式電力電子設(shè)備的水冷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力電子設(shè)備的水冷技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于集裝箱式電力電子設(shè)備的水冷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前電力電子設(shè)備應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，通過對半導(dǎo)體器件的控制，可以輸出各種符合用戶要求的電流、電壓及頻率。目前半導(dǎo)體器件的應(yīng)用越來越廣泛，要求的電流值及電壓值也越來越高，因此半導(dǎo)體器件的發(fā)熱量越來越大，對電力電子設(shè)備的散熱要求也就隨之提高。目前廣泛使用的散熱方式為自冷和風(fēng)冷，水冷散熱方式應(yīng)用的還比較少。目前電力電子設(shè)備的閥組安裝多為戶內(nèi)式安裝，需要建設(shè)必要的房屋來布置設(shè)備 本體及冷卻系統(tǒng)，這樣既占地面積大、建設(shè)周期長，又增加了投資額。而目前還暫時(shí)沒有能有效解決這些問題的方案出現(xiàn)。

實(shí)用新型內(nèi)容基于此，針對上述問題，本實(shí)用新型提出一種用于集裝箱式電力電子設(shè)備的水冷系統(tǒng)，可應(yīng)用于IOkV及以上電壓等級的電力電子設(shè)備的閥組，采用集裝箱式安裝布局，安裝維護(hù)更加方便，而且是一種電路、水路進(jìn)出端分開的密閉式純水冷卻系統(tǒng)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種用于集裝箱式電力電子設(shè)備的水冷系統(tǒng)，包括水冷主機(jī)艙、閥組艙和箱外換熱艙，其中所述水冷主機(jī)艙內(nèi)設(shè)有控制系統(tǒng)、由控制系統(tǒng)控制的水冷主機(jī)、去閥室管路和去外艙管路；所述閥組艙內(nèi)設(shè)有閥室主管路、閥室分管路、單元管路和快速接頭，所述閥室分管路與所述閥室主管路連接，在所述閥室分管路上分布有所述單元管路，所述單元管路通過快速接頭與所述閥室分管路連接；所述箱外換熱艙內(nèi)設(shè)有外艙主管路和水風(fēng)換熱器，所述水風(fēng)換熱器連接于所述外艙主管路上；所述水冷主機(jī)通過去閥室管路與閥室主管路連接，所述水冷主機(jī)通過去外艙管路與外艙主管路連接。在水冷主機(jī)艙中，水冷主機(jī)的擺放要考慮進(jìn)出口的方向及維護(hù)的便利性，將主泵放置在靠近集裝箱門的位置，便于人員進(jìn)出維護(hù)。水冷主機(jī)上各種顯示儀表均集中布置在靠近控制系統(tǒng)的一側(cè)，便于觀測。水冷主機(jī)可提供進(jìn)出口壓力、進(jìn)口流量、進(jìn)出口溫度、電阻率等參數(shù)的就地顯示及控制界面顯示?？刂葡到y(tǒng)可采用屏柜式布局，便于操作。水冷主機(jī)艙的布置便于日常操作及檢修維護(hù)。在閥組艙中，閥室分管路可直接固定于閥組上，這樣可節(jié)省維護(hù)空間。從閥室分管路通過單元管路、快速接頭與閥組進(jìn)出口相連接。單元管路配有快速接頭，具有拆卸后自密封功能，在閥組單元損壞時(shí)，可在不排水的情況下更換閥組單元，十分易于維護(hù)。在箱外換熱艙中，水風(fēng)換熱器在不同水溫的情況下順序開啟，將不同發(fā)熱量下的水溫控制在相對穩(wěn)定的溫度范圍內(nèi)。水風(fēng)換熱器通過外艙主管路與水冷主機(jī)艙連接，外艙主管路可配置軟連接段，便于安裝與維護(hù)。在其中一個(gè)實(shí)施例中，為了保證水冷主機(jī)能夠提供進(jìn)出口壓力、進(jìn)口流量、進(jìn)出口溫度、電阻率等參數(shù)的就地顯示及控制界面顯示，所述水冷主機(jī)具有進(jìn)出口壓力表、進(jìn)口流量表、進(jìn)出口溫度表、電阻率測試儀和人機(jī)交互界面。另外，水冷主機(jī)的擺放要考慮進(jìn)出口的方向及維護(hù)的便利性，將主泵放置在靠近集裝箱門的位置，便于人員進(jìn)出維護(hù)。水冷主機(jī)上各種顯示儀表均集中布置在靠近控制系統(tǒng)的一側(cè)，便于觀測。在其中一個(gè)實(shí)施例中，為使控制系統(tǒng)便于操作，所述控制系統(tǒng)安裝于設(shè)于水冷主機(jī)艙側(cè)壁上的控制柜內(nèi)。另外，控制系統(tǒng)最好采用屏柜式布局，水冷主機(jī)艙的布置也應(yīng)該便于日常操作及檢修維護(hù)。在其中一個(gè)實(shí)施例中，為確保去閥室管路的安裝可靠，所述去閥室管路通過管夾固定于水冷主機(jī)艙的底面。另外，可在去閥室管路上設(shè)置便于安裝的軟連接段，也可通過管 夾固定在集裝箱底部，確保水管安裝可靠。再次，還可在去外艙管路上設(shè)置便于安裝的軟連接段，并通過管夾固定在水冷主機(jī)艙頂部，以確保水管安裝可靠。在其中一個(gè)實(shí)施例中，由于整個(gè)水冷系統(tǒng)在處于高壓環(huán)境下工作，為保證其運(yùn)行平穩(wěn)，所述閥室主管路、閥室分管路和單元管路均為絕緣管材。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述閥組艙內(nèi)從上至下設(shè)有多層閥組單元，為確保上下層閥組單元的流量平衡，每一層閥組單元均設(shè)有一閥室分管路，并在每層閥室分管路上設(shè)有等電位接頭，確保每層管路中水的電位與每層單元的電位相等，以保證絕緣效果。閥室分管路可直接固定于閥組上，這樣可節(jié)省維護(hù)空間。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述單元管路自左向右安裝于所述閥室分管路上，且所述單元管路與每一層閥組單元的閥室分管路通過快速接頭連接。目的是便于裝配，且具有拆卸后自密封功能，在閥組單元損壞時(shí)，可在不排水的情況下更換閥組單元，十分易于維護(hù)。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述單元管路為氟塑料材質(zhì)。氟塑料材質(zhì)能有效定型，并有很好的絕緣及壽命特性，并有一定的彈性，易于裝配。在其中一個(gè)實(shí)施例中，為便于風(fēng)機(jī)將熱量排向艙外，所述水風(fēng)換熱器水平并列布置于箱外換熱艙內(nèi)。在不同水溫的情況下順序開啟，將不同發(fā)熱量下的水溫控制在相對穩(wěn)定的溫度范圍內(nèi)。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述水風(fēng)換熱器通過減振支座與集裝箱頂部固定。可有效降低由于風(fēng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生震動(dòng)所引起的噪音，并便于安裝、維護(hù)。本實(shí)用新型的有益效果是I)采用三艙式布局，各自功能區(qū)域明晰，高壓與操作區(qū)域完全隔離，布局更加合理；集裝箱頂部布置水風(fēng)換熱器，外觀簡潔精美，減小了設(shè)備的占地面積，提高了設(shè)備的美觀性、可靠性，易于安裝及維護(hù)；2)水冷系統(tǒng)的控制及儀表單獨(dú)在一個(gè)艙室內(nèi)，將所有儀表安裝在集成面板上，便于對水冷系統(tǒng)的調(diào)試及日常維護(hù)，與高壓部分隔離，互不干擾；3)將水風(fēng)換熱器置于箱外換熱艙內(nèi)(即集裝箱頂部)，模塊式安裝，便于安裝及維護(hù)，減少占地面積；4)單元分管路采用快速接頭與閥組單元連接，在不排水的情況下可以更換功率單元;5)閥室分管路上設(shè)置等電位接頭，將管路的水與鄰近的閥組單元等同電位，提升了絕緣效果。

圖I是本實(shí)用新型實(shí)施例所述水冷系統(tǒng)的主視圖；圖2是圖I所述水冷系統(tǒng)的箱外俯視圖；圖3是圖I所述水冷系統(tǒng)的箱內(nèi)俯視圖；圖4是圖I所述水冷系統(tǒng)的左視圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例所述閥組單元與快速接頭連接的軸側(cè)圖；附圖標(biāo)記說明I-水冷主機(jī)，2-控制系統(tǒng)，3-去閥室管路，4-去外艙管路，5-閥室主管路，6-閥室分管路，7-單元管路，8-快速接頭，9-外艙主管路，10-水風(fēng)換熱器，11-減振支座。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例如圖I到圖5所示，一種用于集裝箱式電力電子設(shè)備的水冷系統(tǒng)，包括水冷主機(jī)艙、閥組艙和箱外換熱艙，水冷主機(jī)艙與閥組艙并列相鄰設(shè)置，箱外換熱艙設(shè)置與水冷主機(jī)艙與閥組艙的頂部。所述水冷主機(jī)艙內(nèi)設(shè)有控制系統(tǒng)2、由控制系統(tǒng)2控制的水冷主機(jī)I、去閥室管路3和去外艙管路4。所述閥組艙內(nèi)設(shè)有閥室主管路5、閥室分管路6、單元管路7和快速接頭8，所述閥室分管路6與所述閥室主管路5連接，在所述閥室分管路6上分布有所述單元管路7，所述單元管路7通過快速接頭8與所述閥室分管路6連接。所述箱外換熱艙內(nèi)設(shè)有外艙主管路9和水風(fēng)換熱器10，所述水風(fēng)換熱器10連接于所述外艙主管路9上。所述水冷主機(jī)I通過去閥室管路3與閥室主管路5連接，所述水冷主機(jī)I通過去外艙管路4與外艙主管路9連接。本實(shí)施例中，為了保證水冷主機(jī)I能夠提供進(jìn)出口壓力、進(jìn)口流量、進(jìn)出口溫度、電阻率等參數(shù)的就地顯示及控制界面顯示，所述水冷主機(jī)I具有進(jìn)出口壓力表、進(jìn)口流量表、進(jìn)出口溫度表、電阻率測試儀和人機(jī)交互界面。另外，水冷主機(jī)I的擺放要考慮進(jìn)出口的方向及維護(hù)的便利性，將主泵放置在靠近集裝箱門的位置，便于人員進(jìn)出維護(hù)。水冷主機(jī)I上各種顯示儀表均集中布置在靠近控制系統(tǒng)2的一側(cè)，便于觀測。本實(shí)施例中，為使控制系統(tǒng)2便于操作，所述控制系統(tǒng)2安裝于設(shè)于水冷主機(jī)艙側(cè)壁上的控制柜內(nèi)。另外，控制系統(tǒng)2最好采用屏柜式布局，水冷主機(jī)艙的布置也應(yīng)該便于日常操作及檢修維護(hù)。本實(shí)施例中，為確保去閥室管路3的安裝可靠，所述去閥室管路3通過管夾固定于水冷主機(jī)艙的底面。另外，可在去閥室管路3上設(shè)置便于安裝的軟連接段，也可通過管夾固定在集裝箱底部，確保水管安裝可靠。再次，還可在去外艙管路4上設(shè)置便于安裝的軟連接段，并通過管夾固定在水冷主機(jī)艙頂部，以確保水管安裝可靠。本實(shí)施例中，由于整個(gè)水冷系統(tǒng)在處于高壓環(huán)境下工作，為保證其運(yùn)行平穩(wěn)，所述閥室主管路5、閥室分管路6和單元管路7均為絕緣管材。本實(shí)施例中，所述閥組艙內(nèi)從上至下設(shè)有多層閥組單元，為確保上下層閥組單元的流量平衡，每一層閥組單元均設(shè)有一閥室分管路6，并在每層閥室分管路6上設(shè)有等電位接頭，確保每層管路中水的電位與每層單元的電位相等，以保證絕緣效果。閥室分管路6可直接固定于閥組上，這樣可節(jié)省維護(hù)空間。本實(shí)施例中，所述單元管路7自左向右安裝于所述閥室分管路6上，且所述單元管路7與每一層閥組單元的閥室分管路6通過快速接頭8連接。目的是便于裝配，且具有拆卸后自密封功能，在閥組單元損壞時(shí)，可在不排水的情況下更換閥組單元，十分易于維護(hù)。本實(shí)施例中，所述單元管路7為氟塑料材質(zhì)。氟塑料材質(zhì)能有效定型，并有很好的·絕緣及壽命特性，并有一定的彈性，易于裝配。本實(shí)施例中，為便于風(fēng)機(jī)將熱量排向艙外，所述水風(fēng)換熱器10水平并列布置于箱外換熱艙內(nèi)。在不同水溫的情況下順序開啟，將不同發(fā)熱量下的水溫控制在相對穩(wěn)定的溫度范圍內(nèi)。本實(shí)施例中，所述水風(fēng)換熱器10通過減振支座11與集裝箱頂部固定?？捎行Ы档陀捎陲L(fēng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生震動(dòng)所引起的噪音，并便于安裝、維護(hù)。本實(shí)施例所述的水冷系統(tǒng)，在水冷主機(jī)艙中，水冷主機(jī)I的擺放要考慮進(jìn)出口的方向及維護(hù)的便利性，將主泵放置在靠近集裝箱門的位置，便于人員進(jìn)出維護(hù)。水冷主機(jī)I上各種顯示儀表均集中布置在靠近控制系統(tǒng)2的一側(cè)，便于觀測。水冷主機(jī)I可提供進(jìn)出口壓力、進(jìn)口流量、進(jìn)出口溫度、電阻率等參數(shù)的就地顯示及控制界面顯示。控制系統(tǒng)2可采用屏柜式布局，便于操作。水冷主機(jī)艙的布置便于日常操作及檢修維護(hù)。在閥組艙中，閥室分管路6可直接固定于閥組上，這樣可節(jié)省維護(hù)空間。從閥室分管路6通過單元管路7、快速接頭8與閥組進(jìn)出口相連接。單元管路7配有快速接頭8，具有拆卸后自密封功能，在閥組單元損壞時(shí)，可在不排水的情況下更換閥組單元，十分易于維護(hù)。在箱外換熱艙中，水風(fēng)換熱器10在不同水溫的情況下順序開啟，將不同發(fā)熱量下的水溫控制在相對穩(wěn)定的溫度范圍內(nèi)。水風(fēng)換熱器10通過外艙主管路9與水冷主機(jī)艙連接，外艙主管路9可配置軟連接段，便于安裝與維護(hù)。本實(shí)用新型所述的用于集裝箱式電力電子設(shè)備的水冷系統(tǒng)，采用集裝箱式的設(shè)計(jì)，可免除房屋的建設(shè)投資及建設(shè)周期，而且可大幅減少現(xiàn)場的安裝工作量。整個(gè)水冷系統(tǒng)采用集裝箱式布局、水冷方式散熱，涉及的技術(shù)范圍包括半導(dǎo)體器件的安裝、傳熱、固體及流體應(yīng)力分析、電磁兼容、高壓絕緣配合等多方面的技術(shù)。而水冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更涉及流量、壓力、溫度、電阻率、散熱均衡度、維護(hù)、快速安裝等多方面的考量，因此，本水冷系統(tǒng)采用合理的設(shè)計(jì)，為閥組的安全運(yùn)行和方便維護(hù)提供有力保障。由于空間緊湊，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上既要考慮流量、壓力、溫度、電阻率、散熱均衡度等傳統(tǒng)問題，還要考慮占地面積，管路耐壓，便于安裝維護(hù)等新問題。在集裝箱選擇上采用的是定制尺寸的集裝箱，可以根據(jù)實(shí)際情況合理利用空間，靈活性很大。但在運(yùn)輸時(shí)，不能采用標(biāo)準(zhǔn)集裝箱的運(yùn)輸方式，對運(yùn)輸會造成一定程度的不便。[0052]上述實(shí)施例的技術(shù)方案，由于采用雙體立式結(jié)構(gòu)，維護(hù)更加方便；采用水冷散熱方式，散熱效率更高；采用模塊化設(shè)計(jì)，零件數(shù)更少，裝配更加簡化。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍?！?br> 權(quán)利要求1.一種用于集裝箱式電力電子設(shè)備的水冷系統(tǒng)，其特征在于，包括水冷主機(jī)艙、閥組艙和箱外換熱艙，其中 所述水冷主機(jī)艙內(nèi)設(shè)有控制系統(tǒng)、由控制系統(tǒng)控制的水冷主機(jī)、去閥室管路和去外艙管路； 所述閥組艙內(nèi)設(shè)有閥室主管路、閥室分管路、單元管路和快速接頭，所述閥室分管路與所述閥室主管路連接，在所述閥室分管路上分布有所述單元管路，所述單元管路通過快速接頭與所述閥室分管路連接； 所述箱外換熱艙內(nèi)設(shè)有外艙主管路和水風(fēng)換熱器，所述水風(fēng)換熱器連接于所述外艙主管路上； 所述水冷主機(jī)通過去閥室管路與閥室主管路連接，所述水冷主機(jī)通過去外艙管路與外艙主管路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于集裝箱式電力電子設(shè)備的水冷系統(tǒng)，其特征在于，所述水冷主機(jī)具有進(jìn)出口壓力表、進(jìn)口流量表、進(jìn)出口溫度表、電阻率測試儀和人機(jī)交互界面。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于集裝箱式電力電子設(shè)備的水冷系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)安裝于設(shè)于水冷主機(jī)艙側(cè)壁上的控制柜內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于集裝箱式電力電子設(shè)備的水冷系統(tǒng)，其特征在于，所述去閥室管路通過管夾固定于水冷主機(jī)艙的底面。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于集裝箱式電力電子設(shè)備的水冷系統(tǒng)，其特征在于，所述閥室主管路、閥室分管路和單元管路均為絕緣管材。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于集裝箱式電力電子設(shè)備的水冷系統(tǒng)，其特征在于，所述閥組艙內(nèi)從上至下設(shè)有多層閥組單元，每一層閥組單元均設(shè)有一閥室分管路，并在每層閥室分管路上設(shè)有等電位接頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于集裝箱式電力電子設(shè)備的水冷系統(tǒng)，其特征在于，所述單元管路自左向右安裝于所述閥室分管路上，且所述單元管路與每一層閥組單元的閥室分管路通過快速接頭連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或7所述的用于集裝箱式電力電子設(shè)備的水冷系統(tǒng)，其特征在于，所述單元管路為氟塑料材質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于集裝箱式電力電子設(shè)備的水冷系統(tǒng)，其特征在于，所述水風(fēng)換熱器水平并列布置于箱外換熱艙內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或9所述的用于集裝箱式電力電子設(shè)備的水冷系統(tǒng)，其特征在于，所述水風(fēng)換熱器通過減振支座與集裝箱頂部固定。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于集裝箱式電力電子設(shè)備的水冷系統(tǒng)，包括水冷主機(jī)艙、閥組艙和箱外換熱艙，所述水冷主機(jī)艙內(nèi)設(shè)有控制系統(tǒng)、由控制系統(tǒng)控制的水冷主機(jī)、去閥室管路和去外艙管路；所述閥組艙內(nèi)設(shè)有閥室主管路、閥室分管路、單元管路和快速接頭，所述閥室分管路與所述閥室主管路連接，在所述閥室分管路上分布有所述單元管路，所述單元管路通過快速接頭與所述閥室分管路連接；所述箱外換熱艙內(nèi)設(shè)有外艙主管路和水風(fēng)換熱器，所述水風(fēng)換熱器連接于所述外艙主管路上；所述水冷主機(jī)通過去閥室管路與閥室主管路連接，所述水冷主機(jī)通過去外艙管路與外艙主管路連接。本實(shí)用新型的維護(hù)更加方便，散熱效率更高，零件數(shù)更少，裝配更加簡化。
文檔編號H05K7/20GK202713885SQ201220389720
公開日2013年1月30日 申請日期2012年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月7日
發(fā)明者陳建福, 李志強(qiáng), 駱潔藝, 雷烈波, 李春華, 謝化安, 黃偉雄, 羅瑞彬, 陳慶祺, 劉培杰, 黃憲武, 樊偉成, 周義博, 薛軼寧, 王春巖 申請人:廣東電網(wǎng)公司, 廣東電網(wǎng)公司東莞供電局, 榮信電力電子股份有限公司