CN111163611A - 一种风电机组塔筒散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风电机组塔筒散热装置，包括：位于塔筒底部且与塔筒壁之间相密封的塔筒平台、设置在塔筒平台的下方且位于塔筒壁上的塔筒进风口、安装在塔筒进风口对面的塔筒壁上且位于塔筒内部电气部件的出风口位置处的排风机、与排风机相连且位于塔筒壁外侧的风道，还包括：设置在塔筒平台的预设位置处、用于将从塔筒进风口进入的空气引入到电气部件内部的格栅板，其中，预设位置为与电气部件的进风口相对应的位置。本申请公开的上述技术方案，可以充分利用进入塔筒内部的冷空气对相应的电气部件进行散热，从而避免塔筒或塔筒内部电气部件超温，而且还可以实现降噪和沙尘的沉降。

Description

一种风电机组塔筒散热装置

技术领域

本发明涉及风电机组技术领域，更具体地说，涉及一种风电机组塔筒散热装置。

背景技术

风电机组在塔筒内部均布置有塔基控制柜、变流器、变压器等发热的电气部件，这些电气部件在工作时所产生的热量在塔筒内部慢慢堆积造成塔筒温度升高，而温度的升高可能会导致电气部件故障甚至发生安全事故，所以需要对塔筒和塔筒内部的电气部件进行散热。

目前，塔筒内部电气部件的散热方式分为水冷和空气冷却，其中，水冷的原理是电气部件内部的热空气与冷却液产生热交换，然后冷却液将热量通过管路输送到塔筒外部的冷却器，外部冷却器通过大功率风扇进行散热，但因水冷***结构复杂，成本比较高，而且冷却液可能会造成环境污染，所以，采用空气冷却的方式进行散热是必然趋势。

空气冷却即利用冷空气和热空气直接进行热交换实现散热。现有的塔筒空气冷却方式是在塔筒检修门的下方设置进风口、其上方设置轴流风机作为出风口，进出风口分别位于塔筒平台的上下两侧。冷空气从进风口进入，并通过塔筒平台与塔筒之间的较大缝隙向上流动，从而实现对塔筒内部电气部件的冷却。但由于塔筒平台与塔筒壁之间并未进行密封，则一部分气流进入塔筒后会直接从出风口排出，使得部分冷空气不能参与热交换，导致冷却效率比较低，而且无法避免电气部件出现局部超温的情况。上述空冷结构的气流行程近似“C”型，进出风口位置紧挨，由于气流是沿压降方向流动，离出风口越近的地方压降越大，因此气流也就越大，部分气流来不及参与散热就已经排出去，导致散热效率降低，并且容易使电气部件出现局部超温，而且气流行程也短，无法对沙尘进行沉降。

综上所述，如何充分利用进入塔筒内部的冷空气进行散热，并尽量避免塔筒或者塔筒内部电气部件出现超温的情况，且实现对沙尘的沉降，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种风电机组塔筒散热装置，以充分利用进入塔筒内部的冷空气进行散热，并尽量避免塔筒或者塔筒内部电气部件出现超温的情况，且实现对沙尘的沉降。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种风电机组塔筒散热装置，包括：位于塔筒底部且与塔筒壁之间相密封的塔筒平台、设置在所述塔筒平台的下方且位于塔筒壁上的塔筒进风口、安装在所述塔筒进风口对面的塔筒壁上且位于所述塔筒内部电气部件的出风口位置处的排风机、与所述排风机相连且位于所述塔筒壁外侧的风道，还包括：

设置在所述塔筒平台的预设位置处、用于将从所述塔筒进风口进入的空气引入到所述电气部件内部的格栅板，其中，所述预设位置为与所述电气部件的进风口相对应的位置。

优选的，位于所述塔筒壁上的所述塔筒进风口设置在塔筒检修门的下方。

优选的，所述风道的出风口与水平面相平行。

优选的，所述排风机为离心风机或轴流风机。

优选的，所述轴流风机为外转子轴流风机。

优选的，所述风道包括与所述排风机相连的圆筒、及与所述圆筒相连的弯管，所述弯管的尾部与所述圆筒平齐。

优选的，所述风道与所述排风机在所述塔筒内部通过风道法兰、风机法兰、及预埋在所述塔筒壁上的螺栓配合安装。

优选的，所述风道与所述排风机之间安装有防护网罩。

优选的，所述塔筒平台与所述塔筒壁之间通过填充胶密封。

本发明提供了一种风电机组塔筒散热装置，包括：位于塔筒底部且与塔筒壁之间相密封的塔筒平台、设置在塔筒平台的下方且位于塔筒壁上的塔筒进风口、安装在塔筒进风口对面的塔筒壁上且位于塔筒内部电气部件的出风口位置处的排风机、与排风机相连且位于塔筒壁外侧的风道，还包括：设置在塔筒平台的预设位置处、用于将从塔筒进风口进入的空气引入到电气部件内部的格栅板，其中，预设位置为与电气部件的进风口相对应的位置。

本申请公开的上述技术方案，塔筒平台与塔筒壁之间相密封，塔筒进风口设置在塔筒平台下方的塔筒壁上，排风机设置在塔筒进风口对面的塔筒壁上且位于电气部件的出风口位置处，而且塔筒平台上与电气部件的进风口对应的位置上设置有格栅板，这样气流就可以沿着塔筒进风口进入到塔筒内部，然后，经由格栅板相对独立地进入到每个电气部件中，以吸收电气部件所产生的热量，而形成的热空气到达电气部件的出风口位置处，并通过排风机和与排风机相连的风道排出到塔筒外部，即使得气流在塔筒内部可以形成“Z”型流向，且延长了气流的行程，以使冷空气得到充分的利用，提高散热效率，并尽量避免塔筒或者塔筒内部电气部件出现超温的情况，且通过冷空气在塔筒平台下方的流动实现对沙尘的自然沉降。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种风电机组塔筒散热装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的风道的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1，其示出了本发明实施例提供的一种风电机组塔筒散热装置的结构示意图，可以包括：位于塔筒底部且与塔筒壁2之间相密封的塔筒平台1、设置在塔筒平台1的下方且位于塔筒壁2上的塔筒进风口3、安装在塔筒进风口3对面的塔筒壁2上且位于塔筒内部电气部件4的出风口位置处的排风机5、与排风机5相连且位于塔筒壁2外侧的风道6，还可以包括：

设置在塔筒平台1的预设位置处、用于将从塔筒进风口3进入的空气引入到电气部件4内部的格栅板，其中，预设位置为与电气部件4进风口相对应的位置。

风电机组塔筒内部设置有塔筒平台1，该塔筒平台1位于塔筒底部且与塔筒壁2之间相密封。塔筒平台1上布置有干式变压器41、控制柜42等电气部件4，而且该塔筒平台1的预设位置处设置有格栅板，其中，所提及的预设位置即为与每个电气部件4的进风口位置相对应的位置，也就是说，格栅板相当于使每个电气部件4都具备独立的进风口(类似于中央空调)。其中，这里可以在每个电气部件4的进风口位置处均单独设置格栅板，这些格栅板的通口与电气部件4的进风口位置相对应。当然，也可以在塔筒平台1上设置一个格栅板，这个格栅板上带有多个通口，这些通口分别与电气部件4的进风口位置相对应。

用于使冷空气进入到塔筒内部的塔筒进风口3设置在塔筒平台1下方的塔筒壁2上，排风机5则设置在塔筒进风口3对面的塔筒壁2上且位于电气部件4的出风口位置处，塔筒进风口3和排风机5的位置关系使得进入塔筒内部的冷空气可以形成“Z”型气流方向(如图1中所示的气流方向)，并可以起到延长气流行程的作用，从而可以充分利用冷空气进行热交换，并可以起到延长气流行程的作用。而且由于排风机5设置在电气部件4的出风口位置处，因此，则可以尽量避免电气部件4出现局部过热的问题。另外，将排风机5设置在塔筒的内侧还可以利用塔筒壁2对排风机5的噪音起到削弱的作用。并且仅通过一个排风机5和风道6进行排风，不仅可以降低风电机组塔筒散热装置的成本，而且还便于风电机组塔筒散热装置的安装与维护。

冷空气从塔筒进风口3进入到塔筒平台1的下方，并通过格栅板相对独立地进入到每个电气部件4的内部，即在电气部件4进风口位置处所设置的格栅板可以使主要发热部件及对温度敏感的部件均采用独立的方式进风，这就相当于将外界的冷空气直接送入到需要进行热交换的部件中，因此，可以尽量避免出现局部过热，从而可以显著提高散热效果，以达到精确冷却的效果。冷空气在吸收电气部件4工作时所产生的热量后，则形成温度比较高的热空气，然后，该部分热空气则可以沿着压降的方向从电气部件4的出风口位置流出，并在排风机5、及与排风机5相连且设置在塔筒壁2外部的风道6的作用下排出到塔筒外部，以降低塔筒内部热量的积累，从而降低电气部件4故障发生率和事故发生率。其中，冷空气在通过塔筒进风口3进入到塔筒平台1的下方之后，可以通过专门的管道或者直接从塔筒平台1和支撑塔筒的基座7之间所形成的塔筒基础层8进入到格栅板中。

需要说明的是，在冷空气进入到塔筒平台1下方之后，由于塔筒平台1与塔筒壁2之间相密封，因此，塔筒平台1则可以隔离塔筒平台1上、下层之间的气流，以使进入塔筒平台1下方的冷空气可以沿着压降的方向进行流动，从而促使热交换。另外，塔筒平台1与塔筒壁2之间相密封还可以尽量避免冷空气还未进行热交换就直接从排风机5和风道6排出，从而可以提高冷空气的利用率。

另外，由于塔筒进风口3和排风机5所设置的位置关系可以使气流方向呈“Z”型方向，且由于塔筒平台1与塔筒壁2之间相密封、及塔筒基础层8的空间足够的大，因此，则可以延长气流在塔筒基础层8内部的行程，使得塔筒基础层8起到沉降沙尘的作用，所以，也可将塔筒基础层8称为沙尘沉降区。具体地，由于塔筒的基础空间比较大，则进入塔筒的冷空气会在塔筒基础层8流动一段距离，加上塔筒进风口3的开孔面积比较大，空气流速就会比较低，再结合沙尘密度比空气密度高，因此，沙尘便可以在塔筒基础层8中沉积下来。即塔筒基础层8可以实现沙尘的自然沉降，不需要通过额外的沉降设备沉降沙尘，从而可以降低风电机组塔筒散热装置的成本。

另外，由于电气部件4进风口自带过滤棉等过滤装置，沉降后空气中所带有的少量沙尘就无法进入到电气部件4的内部，因此，可以减少沙尘对电气部件4正常工作所带来的影响。而且塔筒基础层8对沙尘的沉降作用还可以降低对过滤装置进行定期清洗的频率，从而可以降低工作人员的工作量，并在一定程度上可以节省清洗成本。

本申请公开的上述技术方案，塔筒平台与塔筒壁之间相密封，塔筒进风口设置在塔筒平台下方的塔筒壁上，排风机设置在塔筒进风口对面的塔筒壁上且位于电气部件的出风口位置处，而且塔筒平台上与电气部件的进风口对应的位置上设置有格栅板，这样气流就可以沿着塔筒进风口进入到塔筒内部，然后，经由格栅板相对独立地进入到每个电气部件中，以吸收电气部件所产生的热量，而形成的热空气到达电气部件的出风口位置处，并通过排风机和与排风机相连的风道排出到塔筒外部，即使得气流在塔筒内部可以形成“Z”型流向，且延长了气流的行程，以使冷空气得到充分的利用，提高散热效率，并尽量避免塔筒或者塔筒内部电气部件出现超温的情况，且通过冷空气在塔筒平台下方的流动实现对沙尘的自然沉降。

本发明实施例提供的一种风电机组塔筒散热装置，位于塔筒壁2上的塔筒进风口3可以设置在塔筒检修门9的下方。

具体可以将塔筒进风口3设置在塔筒检修门9的下方，以便于塔筒进风口3的设置与维护，此时，排风机5则设置在塔筒检修门9对面的塔筒壁2上。

本发明实施例提供的一种风电机组塔筒散热装置，风道6的出风口可以与水平面相平行。

与排风机5相连的风道6的出风口可以与水平面相平行，即风道6的出风口垂直向下设置，使得排风机5噪音可以沿着该方向传递到地面，从而起到降低噪音的作用。

另外，出风口垂直向下的风道6能够避开外界风与排风机5对吹而增大静压，因此，相对于不采用吹风口垂直向下的风道而言，则可以选用静压更小的排风机5。由于静压比较小的排风机5的成本比较低，因此，可以降低风电机组塔筒散热装置的成本。

本发明实施例提供的一种风电机组塔筒散热装置，排风机5可以为离心风机或轴流风机。

设置在塔筒内部的排风机5具体可以为离心风机或者轴流风机。其中，离心风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械；轴流风机，就是以轴流方式(与风叶的轴同方向的气流)运行的风机。

本发明实施例提供的一种风电机组塔筒散热装置，轴流风机可以为外转子轴流风机。

当利用轴流风机作为风电机组塔筒散热装置的排风机5时，具体可以利用外转子轴流风机作为排风机5，其具有结构紧凑、安装方便、运行可靠、噪音低、节能高效等特点，因此，则可以进一步降低噪音。

如图2所示，其示出了本发明实施例提供的风道的结构示意图。本发明实施例提供的一种风电机组塔筒散热装置，风道6可以包括与排风机5相连的圆筒61、及与圆筒61相连的弯管62，弯管62的尾部与圆筒61平齐。

与排风机5相连的风道6可以从塔筒的内部向外穿出，以便于风道6的安装与维护，并避免风道6遭受外部人员的恶意破坏。当风道6由内向外穿出时，塔筒壁2的开孔则必须大于风道通过最小尺寸，即风道设计通过圆孔(塔筒壁2的圆孔尺寸)尺寸要最小。

此时，则要求风道6所包含的弯管62的尾部与圆筒61相平齐，其中，圆管61用于与排风机5相连，即弯管62的直角拐弯尾部621最多可以与圆筒61的外径平齐，这样塔筒壁2的圆孔尺寸只需与圆筒61的尺寸相同即可，而且这种设置可以使风道6的出风口能够与水平面相平行。

本发明实施例提供的一种风电机组塔筒散热装置，风道6与排风机5在塔筒内部可以通过风道法兰、风机法兰、及预埋在塔筒壁2上的螺栓配合安装。

风道6与排风机5在塔筒内部可以通过风道法兰、风机法兰、以及螺栓配合安装，其中，风道法兰与风道6相对应，风机法兰与排风机5相对应，而且螺栓可以预埋在塔筒壁2上，也可以直接焊接在塔筒壁2上，以便于风道6和排风机5在塔筒内部的配合安装。其中，风道法兰通过风道法兰面63与风机法兰配合安装，且风道法兰面63位于圆筒61的一端(圆筒61的另一端与弯管62相连)。

当然，也可以通过螺钉等紧固件来配合安装风道6和排风机5。

本发明实施例提供的一种风电机组塔筒散热装置，风道6与排风机5之间可以安装有防护网罩。

可以在风道6与排风机5之间安装防护网罩，以利用防护网罩起到防沙尘和雨水的作用。另外，防尘网罩还可以防止老鼠等小动物通过风道6、及排风机5爬入塔筒内部，从而可以避免其对塔筒内部的电气部件4等设备进行破坏。

本发明实施例提供的一种风电机组塔筒散热装置，塔筒平台1与塔筒壁2之间可以通过填充胶密封。

塔筒平台1与塔筒壁2之间具体可以通过填充胶进行相密封，以隔离塔筒平台1上、下层之间的气流，使得进入塔筒平台1下方的冷空气可以沿着压降的方向进行流动，从而促使热交换。

当然，也可以使塔筒平台1与塔筒壁2之间直接相接触，以减小二者之间的间隙，从而起到密封的效果。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本发明实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种风电机组塔筒散热装置，其特征在于，包括：位于塔筒底部且与塔筒壁之间相密封的塔筒平台、设置在所述塔筒平台的下方且位于塔筒壁上的塔筒进风口、安装在所述塔筒进风口对面的塔筒壁上且位于所述塔筒内部电气部件的出风口位置处的排风机、与所述排风机相连且位于所述塔筒壁外侧的风道，还包括：

设置在所述塔筒平台的预设位置处、用于将从所述塔筒进风口进入的空气引入到所述电气部件内部的格栅板，其中，所述预设位置为与所述电气部件的进风口相对应的位置。

2.根据权利要求1所述的风电机组塔筒散热装置，其特征在于，位于所述塔筒壁上的所述塔筒进风口设置在塔筒检修门的下方。

3.根据权利要求1所述的风电机组塔筒散热装置，其特征在于，所述风道的出风口与水平面相平行。

4.根据权利要求3所述的风电机组塔筒散热装置，其特征在于，所述排风机为离心风机或轴流风机。

5.根据权利要求4所述的风电机组塔筒散热装置，其特征在于，所述轴流风机为外转子轴流风机。

6.根据权利要求5所述的风电机组塔筒散热装置，其特征在于，所述风道包括与所述排风机相连的圆筒、及与所述圆筒相连的弯管，所述弯管的尾部与所述圆筒平齐。

7.根据权利要求6所述的风电机组塔筒散热装置，其特征在于，所述风道与所述排风机在所述塔筒内部通过风道法兰、风机法兰、及预埋在所述塔筒壁上的螺栓配合安装。

8.根据权利要求6所述的风电机组塔筒散热装置，其特征在于，所述风道与所述排风机之间安装有防护网罩。

9.根据权利要求1所述的风电机组塔筒散热装置，其特征在于，所述塔筒平台与所述塔筒壁之间通过填充胶密封。

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