[发明专利]一种高压直流换流阀热回收系统及其实现方法

说明书

本发明涉及一种高压直流换流阀热回收系统及其实现方法，该系统在原密闭式循环水冷却系统中接入一个新的热回收系统，在不影响原系统完整性的前提下，通过运用该系统对直流换流阀产生的热量进行热回收并加以适当利用。该热回收系统可以通过采用间壁式换热器实时回收热量加以利用，热回收的热量可以作为换流站生活用热，如供应生活热水，还可以作为工业用热，如用于海上平台海水淡化或对换流站闭式冷却塔排污水进行净化处理后回收利用，达到节约水资源的目的。

技术领域

本发明涉及一种热回收系统及其实现方法，具体讲涉及一种高压直流换流阀热回收系统及其实现方法。

背景技术

热回收是节能领域中常见的节能方法。通过分析国内和国际统计数量，可知直流输电换流站数量较少，同时换流站在电网中的重要性导致其对可靠性要求非常高，远远超过对节能的要求；因此，从目前的统计来看，国内外并未出现换流阀的热回收设备的。

高压直流输电被视为目前世界上远距离传输能源最经济的方式之一。对于直流输电换流阀，其热损耗主要由晶闸管或IGBT等电力电子设备产生，为了将热损耗带走以维持换流阀的正常工作，目前所投运的换流阀都采用密闭式水冷系统。纵观国内外换流站，由于工程建设有着明确的专业分工，换流阀设计制造由专业的厂家开展，而换流站的冷热环境则由空调厂家开展，二者联系不多。冬季时，换流阀绝大多数热量通过换热器散失到室外环境中。而环境保护和节能减排日益重要，有必要对换流阀热损耗进行回收并加以梯级利用，如冬季对换流站供热及提供生活热水、海上平台海水淡化，闭式冷却塔排水回收处理等。

直流换流阀运行过程中会产生大量的热损耗，目前采用去离子水作为冷却介质对电力电子元器件进行降温冷却。换流阀出水温度与环境温度差值较小，一般为30～40℃。从热工的角度来看，如此小的温差导致该热量较难加以利用；但是由于其热量集中、稳定、功率大，从热回收角度来看则可加以适当利用，并具有一定的节能价值。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的是提供一种高压直流换流阀热回收系统及其实现方法，本发明利用直流换流阀部分热源通过水冷却系统换热，将热量传输到末端用热设备；为扩大热能的利用将换流站的消防水池作为蓄热设备，为整个换流站供热。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种高压直流换流阀热回收系统，所述系统包括用于高压直流输电、柔性直流输电中的密闭式水冷系统，所述密闭式水冷却系统包括换流阀外冷却设备E1和换流阀主循环泵P1；所述换流阀外冷却设备E1的一端通过阀门V1与换流阀C1的出水侧连接，另一端与换流阀主循环泵P1连接；所述换流阀主循环泵P1与换流阀C1的进水侧连接；其改进之处在于，所述密闭式水冷却系统通过阀门与余热回收系统连接。

进一步地，所述余热回收系统包括间壁式换热器E2、换流站末端用热设备E3、用热侧水泵P2和其他工业末端用热设备E4；所述换流阀外冷却设备E1的一端通过阀门V2与间壁式换热器E2连接；所述换流阀C1的阴极通过阀门V3与间壁式换热器E2连接；所述间壁式换热器E2通过阀门V4与用热侧水泵P2连接；所述用热侧水泵P2通过阀门V5与换流站末端用热设备E3连接；所述用热侧水泵P2通过阀门V7与其他工业末端用热设备E4连接；所述换流站末端用热设备E3通过阀门V6与间壁式换热器E2连接；所述其他工业末端用热设备E4通过阀门V8与间壁式换热器E2连接。

进一步地，所述间壁式换热器E2的流体阻力设置在换流阀主循环泵P1的额定量程范围内，通过调节所述余热回收系统流体阻力来调节热回收功率；所述阀门V1为流量调节阀，调节换流阀流量来控制间壁式换热器E2的功率。

进一步地，根据环境温度和流量来控制换流阀外冷却设备E1，控制流体进入换流阀的温度T1，使得温度T1低于换流阀要求进水温度的定值。