一种可调式海上风力发电机组冷却系统

本申请涉及海上风电，尤其涉及一种可调式海上风力发电机组冷却系统。

背景技术：

1、海上风力发电机组随着功率密度的不断提升，对散热能力的需求不断增加，目前广泛使用的冷却系统是空冷或水冷的方式，而最终冷源均为外界的空气。受海上盐雾腐蚀的影响，置于机舱外部的水空换热器会出现腐蚀穿孔漏液的现象，影响了换热器的性能和正常运行。

2、海上风电处于海洋环境，海水因其比热容大、温度低，是天然的冷源选择。但海水含有较多的杂质，且具有腐蚀性，因此，现有的海水冷却系统多为两种结构：一是用海水泵将海水抽出，并进行过滤处理；二是将防腐蚀的换热器置于海水中。

3、经检索，公开号为cn105909481a的专利，公开了一种海上风力发电机组冷却系统，其包括液体换热器、泵、海水冷却器、冷却液补充装置、输送冷却液储存器和回收冷却液储存器；公开号为cn213116570u的专利，公开了一种海水冷却系统，包括外冷却系统与内冷却系统，风电机组与换热器相连接并形成循环回路。上述专利存在以下不足：散热能力有限，受季节性水温变化和机组负荷变化影响，无法满足稳定的冷却需求。

4、随着海上风力发电机功率密度的提升及海上环境随时间的变化，现有的冷却技术难以满足冷却需求。主要原因有两方面：

5、现有以海水为最终冷源的系统仅利用了浅层海水，浅层海水冷却水温范围受限，难以满足更高功率密度发电机组的散热需求。

6、浅层海水在不同季节温度变化较大，无法满足为发电机组提供稳定冷源温度的需求。同时，当机组随外界环境热负荷变化较大，单一的海水冷源温度无法满足变动的热负荷需求。

技术实现思路

1、鉴于此，本申请实施例提供一种可调式海上风力发电机组冷却系统，为了充分利用海上资源环境，解决海上风力发电机组冷却的难题。通过合理地利用不同深度海水水温的差异性，实现发电机组的温度稳定性和对环境变化的适应性。

2、根据本申请实施例，提供一种可调式海上风力发电机组冷却系统，用于对风电机组内的发热设备进行冷却，包括：

3、液体换热器，用于对所述发热设备进行冷却；

4、海水换热器，置于浅层海水和/或深层海水，与所述液体换热器串接。

5、可选的，所述海水换热器包括浅海换热器和深海换热器，所述浅海换热器置于浅层海水，所述深海换热器置于深层海水。

6、可选的，还包括水箱、第一水泵、第二水泵、第一流量阀、第二流量阀、温度传感器，所述液体换热器、第一流量阀、浅海换热器、第一水泵和水箱构成浅层海水冷却回路，所述水箱、第二水泵、深海换热器和第二流量阀构成深层海水冷却回路，所述温度传感器用于检测水箱内的水温。

7、可选的，还包括第一水泵、温度传感器、三通阀，所述液体换热器、浅海换热器和深海换热器并联布置，三者通过三通阀相连，所述第一水泵和温度传感器设置在液体换热器和浅海换热器之间的回路上。

8、可选的，还包括升降装置，所述升降装置用于调节海水换热器在海水中的深度。

9、可选的，还包括流量阀、第一水泵、温度传感器，所述流量阀、第一水泵、温度传感器布置在液体换热器和海水换热器串接的回路上。

10、可选的，所述海水换热器由耐腐蚀的钛合金或高密度聚乙烯制成。

11、可选的，所述液体换热器和海水换热器的冷却介质为乙二醇水溶液。

12、可选的，所述海水换热器的流量出口有隔热装置。

13、本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

14、由上述实施例可知，本申请利用液体换热器对所述发热设备进行冷却；将海水换热器置于浅层海水和/或深层海水，与所述液体换热器串接，这样就利用了温度更低的深层海水作为最终冷源，可进一步降低冷却介质温度，提高发电机组效率和寿命。

15、通过对深层及浅层海水冷源的综合调节利用，有效优化了泵功消耗，同时实现了发电机组的温度稳定性和对环境变化的适应性。

16、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

技术特征：

1.一种可调式海上风力发电机组冷却系统，用于对风电机组内的发热设备进行冷却，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种可调式海上风力发电机组冷却系统，其特征在于，所述海水换热器包括浅海换热器和深海换热器，所述浅海换热器置于浅层海水，所述深海换热器置于深层海水。

3.根据权利要求2所述的一种可调式海上风力发电机组冷却系统，其特征在于，还包括水箱、第一水泵、第二水泵、第一流量阀、第二流量阀、温度传感器，所述液体换热器、第一流量阀、浅海换热器、第一水泵和水箱构成浅层海水冷却回路，所述水箱、第二水泵、深海换热器和第二流量阀构成深层海水冷却回路，所述温度传感器用于检测水箱内的水温。

4.根据权利要求2所述的一种可调式海上风力发电机组冷却系统，其特征在于，还包括第一水泵、温度传感器、三通阀，所述液体换热器、浅海换热器和深海换热器并联布置，三者通过三通阀相连，所述第一水泵和温度传感器设置在液体换热器和浅海换热器之间的回路上。

5.根据权利要求1所述的一种可调式海上风力发电机组冷却系统，其特征在于，还包括升降装置，所述升降装置用于调节海水换热器在海水中的深度。

6.根据权利要求5所述的一种可调式海上风力发电机组冷却系统，其特征在于，还包括流量阀、第一水泵、温度传感器，所述流量阀、第一水泵、温度传感器布置在液体换热器和海水换热器串接的回路上。

7.根据权利要求1所述的一种可调式海上风力发电机组冷却系统，其特征在于，所述海水换热器由耐腐蚀的钛合金或高密度聚乙烯制成。

8.根据权利要求1所述的一种可调式海上风力发电机组冷却系统，其特征在于，所述液体换热器和海水换热器的冷却介质为乙二醇水溶液。

9.根据权利要求1所述的一种可调式海上风力发电机组冷却系统，其特征在于，所述海水换热器的流量出口有隔热装置。

技术总结本发明公开了一种可调式海上风力发电机组冷却系统，用于对风电机组内的发热设备进行冷却，包括：液体换热器，用于对所述发热设备进行冷却；海水换热器，置于浅层海水和/或深层海水，与所述液体换热器串接。本申请利用液体换热器对所述发热设备进行冷却；将海水换热器置于浅层海水和/或深层海水，与所述液体换热器串接，这样就利用了温度更低的深层海水作为最终冷源，可进一步降低冷却介质温度，提高发电机组效率和寿命。通过对深层及浅层海水冷源的综合调节利用，有效优化了泵功消耗，同时实现了发电机组的温度稳定性和对环境变化的适应性。技术研发人员：吴立建,张嘉文,吴莹莹,施杨,赵大文受保护的技术使用者：浙江大学技术研发日：技术公布日：2024/6/5