[发明专利]一种用于直流换流阀冷却系统外冷水除垢装置及其方法

权利要求书

1.一种用于直流换流阀冷却系统外冷水除垢装置，该装置并联于外冷系统主循环回路上，其特征在于，所述装置包括除垢槽、直流电源、电极、超声波发生装置和垢渣采集槽；所述电极的阴极和阳极与直流电源的负极和正极对应连接；且电极固定安装在所述除垢槽内；所述超声波发生装置安装在除垢槽上；所述垢渣采集槽安装在除垢槽底部，所述除垢槽底部为开式；

所述电极为板式电极，用于产生等频率的平板式电极束，其阳极采用钛钌电极，阴极采用316不锈钢板；所述电极的选用面积用如下式1)表示：

式中：c₀，c分别为进水和出水硬度值，V为水流体积，A为电极阴极面积，t为反应时间，k为反应速率常数；

电能的消耗功率用如下式2)表示：

式中：P为消耗功率，I_Z为电流，k为反应速率常数，A为电极阴极面积，d为电极间距；

标准超声波发生装置包括超声波电源、换能器及辅助系统；超声波电源将工频电源转变成高频电信号，通过电缆输送到换能器上；当换能器被加上高频电压后，其压电陶瓷元件在电场作用下产生纵向振动，进而带动电极震动；所述超声波发生装置用于将其自身的振动频率调整至与污垢附着电极相同的振动频率，产生共振，使污垢由电极上脱落下来落至垢渣采集槽内；

所述换流阀冷却系统外冷水的污垢生成速率用如下式3)表示：

式中：m为斜率，试验测定值为(7.50±0.03)mA·min/cm³；k(I→∞)为电流密度I趋近于无穷大时的反应速率常数，其值为(0.357±0.005)cm/min；I为电流密度。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述直流电源的电压为6～12V，电流根据除垢现场进行调整；所述除垢槽和垢渣采集槽均采用不锈钢材质。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，将所述装置的进水口与喷淋泵出水口连接，其出水口引入喷淋水池，形成循环式除垢的装置。

4.一种如权利要求1-3中任一项所述的用于直流换流阀冷却系统外冷水除垢装置的除垢方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

(1)将电极与除垢槽固定安装，并对电极施加低电压；

(2)喷淋水的钙、镁离子在电极的阴极发生化学反应产生污垢；

(3)通过超声波发生装置首先对电极施加15KHz基准频率的振动，然后将超声波发生装置振动频率调整至与污垢附着电极相同的振动频率，产生共振后致使污垢脱落至垢渣采集槽内。