液冷系统工作压力边界的确定方法、装置及液冷系统与流程

本发明涉及液冷，具体地涉及一种液冷系统工作压力边界的确定方法、一种液冷系统的控制方法、一种液冷系统工作压力边界的确定装置、一种液冷系统及一种风电机组。

背景技术：

1、近年来，随着国内风电行业的快速发展，单机发电量越来越大，对机组的质量与可靠性不断提出更加严格的要求。

2、液冷系统作为风力发电机组特别是大mw机型的重要组成部分，为风力发电机组的发电机、齿轮箱、变频器、变压器等主要大部件进行冷却降温，保证主要部件的稳定运行。但是，现有技术中，液冷系统的工作压力边界采用固定数值，设置不够准确，使得液冷系统在冬夏温差较大的地理区域，存在压力高或压力低故障，存在一定的安全隐患。

技术实现思路

1、本发明实施方式的目的是提供一种液冷系统工作压力边界的确定方法、装置及液冷系统，以至少解决上述的液冷系统的工作压力边界采用固定数值，设置不够准确，使得液冷系统在冬夏温差较大的地理区域，存在压力高或压力低故障，存在一定的安全隐患的问题。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种液冷系统工作压力边界的确定方法，所述液冷系统包括设置在液体介质循环管路上的换热器和膨胀罐，所述方法包括：

3、获取换热器的换热功率、换热器的液体入口最高设计温度、膨胀罐在预设温度下的气体体积、液冷系统在预设温度下的压力值和液冷系统内的液体介质总体积；

4、获取液冷系统工作的最低环境温度，将其作为液冷系统的最低工作温度边界；

5、基于换热器的换热功率和液体入口最高设计温度，确定液冷系统的最高工作温度边界；

6、基于膨胀罐在预设温度下的气体体积、液冷系统在预设温度下的压力值、液冷系统内的液体介质总体积、液冷系统的最低工作温度边界和最高工作温度边界，确定液冷系统的工作压力边界。

7、可选的，基于换热器的换热功率和液体入口最高设计温度，确定液冷系统的最高工作温度边界，包括：

8、采用以下计算公式计算得到液冷系统的最高工作温度边界：

9、；

10、其中，为液冷系统的最高工作温度边界；为换热器的换热功率；为液体介质的比热容；为液体介质的密度；为液冷系统中液体介质的循环流量；为换热器的液体入口最高设计温度。

11、可选的，所述工作压力边界包括：最高工作压力边界和最低工作压力边界；

12、基于膨胀罐在预设温度下的气体体积、液冷系统在预设温度下的压力值、液冷系统内的液体介质总体积、液冷系统的最低工作温度边界和最高工作温度边界，确定液冷系统的工作压力边界，包括：

13、采用以下计算公式计算得到液冷系统的最高工作压力边界：

14、；

15、其中，为液冷系统的最高工作压力边界；为膨胀罐在预设温度下的气体体积；为液冷系统在预设温度下的压力值；为液冷系统内的液体介质总体积； a为液体介质热膨胀率；为液冷系统的最高工作温度边界；为预设温度。

16、可选的，基于膨胀罐在预设温度下的气体体积、液冷系统在预设温度下的压力值、液冷系统内的液体介质总体积、液冷系统的最低工作温度边界和最高工作温度边界，确定液冷系统的工作压力边界，还包括：

17、采用以下计算公式计算得到液冷系统的最低工作压力边界：

18、；

19、其中，为液冷系统的最低工作压力边界；为膨胀罐在预设温度下的气体体积；为液冷系统在预设温度下的压力值；为液冷系统内的液体介质总体积； a为液体介质热膨胀率；为液冷系统的最低工作温度边界；为预设温度。

20、本发明第二方面提供一种液冷系统的控制方法，所述液冷系统包括设置在液体介质循环管路上的循环泵，所述方法包括：

21、获取循环泵出口压力；

22、若所述循环泵出口压力不处于预设工作压力区间，则产生报警，所述预设工作压力区间由液冷系统的工作压力边界确定；其中所述工作压力边界采用如上述的方法获取。

23、本发明第三方面提供一种液冷系统工作压力边界的确定装置，所述液冷系统包括设置在液体介质循环管路上的换热器和膨胀罐，所述装置包括：

24、参数获取模块，用于获取换热器的换热功率、换热器的液体入口最高设计温度、膨胀罐在预设温度下的气体体积、液冷系统在预设温度下的压力值和液冷系统内的液体介质总体积；

25、最低边界温度获取模块，用于获取液冷系统工作的最低环境温度，将其作为液冷系统的最低工作温度边界；

26、最高边界温度确定模块，用于基于换热器的换热功率和液体入口最高设计温度，确定液冷系统的最高工作温度边界；

27、压力边界确定模块，用于基于膨胀罐在预设温度下的气体体积、液冷系统在预设温度下的压力值、液冷系统内的液体介质总体积、液冷系统的最低工作温度边界和最高工作温度边界，确定液冷系统的工作压力边界。

28、本发明第四方面提供一种液冷系统，包括设置在液体介质循环管路上的循环泵、换热器和膨胀罐；还包括：

29、上述的确定装置，用于确定液冷系统工作压力边界；

30、报警装置，与所述确定装置连接，用于在所述循环泵出口压力不处于预设工作压力区间时产生报警，所述预设工作压力区间由液冷系统的工作压力边界确定。

31、可选的，所述系统还包括：

32、补液机构，与所述液体介质循环管路连接，用于在所述液体介质循环管路内的压力小于第一预设阈值时，向所述液体介质循环管路内注入液体介质，以及在所述液体介质循环管路内的压力大于第二预设阈值时，从所述液体介质循环管路回收液体介质；

33、所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值。

34、可选的，所述补液机构包括：

35、储液箱，用于存储液体介质，所述储液箱通过输出管道和输入管道与所述液体介质循环管路连接；

36、所述输出管道上设置有单向阀和补液泵，所述补液泵用于在所述液体介质循环管路内的压力小于第一预设阈值时，向所述液体介质循环管路内注入液体介质，直至所述液体介质循环管路内的压力达到液冷系统在预设温度下的压力值；

37、所述输入管道上设置有管路开闭机构，用于在所述液体介质循环管路内压力大于第二预设阈值时打开，以及在所述液体介质循环管路内压力小于等于第二预设阈值时关闭。

38、本发明第五方面提供一种风电机组，包括上述的液冷系统。

39、本技术方案能够准确确定出液冷系统的工作压力边界，有效避免液冷系统在冬夏温差较大的地理区域产生压力高或压力低故障，提高液冷系统工作的稳定性和安全性。

40、本发明实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种液冷系统工作压力边界的确定方法，所述液冷系统包括设置在液体介质循环管路上的换热器和膨胀罐，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的液冷系统工作压力边界的确定方法，其特征在于，基于换热器的换热功率和液体入口最高设计温度，确定液冷系统的最高工作温度边界，包括：

3.根据权利要求1所述的液冷系统工作压力边界的确定方法，其特征在于，所述工作压力边界包括：最高工作压力边界和最低工作压力边界；

4.根据权利要求3所述的液冷系统工作压力边界的确定方法，其特征在于，基于膨胀罐在预设温度下的气体体积、液冷系统在预设温度下的压力值、液冷系统内的液体介质总体积、液冷系统的最低工作温度边界和最高工作温度边界，确定液冷系统的工作压力边界，还包括：

5.一种液冷系统的控制方法，所述液冷系统包括设置在液体介质循环管路上的循环泵，其特征在于，所述方法包括：

6.一种液冷系统工作压力边界的确定装置，所述液冷系统包括设置在液体介质循环管路上的换热器和膨胀罐，其特征在于，所述装置包括：

7.一种液冷系统，其特征在于，包括设置在液体介质循环管路（1）上的循环泵（2）、换热器（3）和膨胀罐（4）；还包括：

8.根据权利要求7所述的液冷系统，其特征在于，所述系统还包括：

9.根据权利要求7所述的液冷系统，其特征在于，所述补液机构包括：

10.一种风电机组，其特征在于，包括权利要求7-9中任一项所述的液冷系统。

技术总结
本发明提供一种液冷系统工作压力边界的确定方法、装置及液冷系统，属于液冷技术领域。方法包括：获取换热器的换热功率和液体入口最高设计温度、膨胀罐在预设温度下的气体体积、液冷系统内液体介质总体积和在预设温度下的压力值；获取液冷系统工作的最低环境温度，作为液冷系统的最低工作温度边界；基于换热器的换热功率和液体入口最高设计温度，确定液冷系统的最高工作温度边界；基于膨胀罐在预设温度下的气体体积、液冷系统内的液体介质总体积、在预设温度下的压力值和最低工作温度边界和最高工作温度边界，确定液冷系统的工作压力边界。本发明能够有效避免液冷系统产生压力高或压力低故障，提高液冷系统工作的稳定性和安全性。

技术研发人员：岳森博,员一泽,桑鹏飞,刘海涛
受保护的技术使用者：国电联合动力技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/11