塔筒散热系统及其温度控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种风力发电机组的塔筒散热系统及其温度控制方法、塔筒和风力发电机组，包括：设置于塔筒内底部的热量产生及输送系统、分设于多级子塔筒内的多级加热系统、控制系统、监测外界温度的第一温度传感器、监测热量产生及输送系统的热源温度的第二温度传感器；控制系统用于根据外界温度和/或热源温度，对该散热系统进行控制，从而实现塔筒关键部位的温度的控制，降低由于环境因素造成的对塔筒及连接螺栓材质性能的需求。

Cooling system of tower tube and its temperature control method

The invention provides a tower tube cooling system for a wind turbine and a temperature control method, a tower tube and a wind turbine, including a heat generation and conveying system set in the bottom of the tower, a multistage heating system, a control system, a temperature sensor, and a first temperature sensor for monitoring the outside temperature. The second temperature sensor is used to monitor the heat generation and heat source temperature of the transmission system. The control system is used to control the heat dissipation system according to the external temperature and / or heat source temperature, so as to realize the control of the temperature of the key parts of the tower, and reduce the demand for the material performance of the tower tube and the connecting bolt caused by the environmental factors.

【技术实现步骤摘要】
塔筒散热系统及其温度控制方法
本专利技术涉及风力发电
，尤其涉及一种塔筒散热系统及其温度控制方法、塔筒和风力发电机组。
技术介绍
风力发电机组多被安装在条件较为艰苦的偏僻地区，这使得风力发电机组的稳定运行变得尤为重要；即使是很小的问题均能造成风力发电机组的不稳定运行的状态，均需要投入大量的人力物力来进行工作，以消除问题对风力发电机组的影响。风力发电机组的塔筒分为多段，如图1所示，现有技术仅以塔筒分为三段为例进行介绍，分别是第一级子塔筒2、第二级子塔筒3和第三级子塔筒4，图中标号1指位于第一级子塔筒2内部的变流器，标号5为进入第一级子塔筒2的平台及护栏，在风力发电机组的吊装前，首先要打基础，在做基础时会预埋螺栓，第一级子塔筒2被固定在预埋的螺栓上；第一级子塔筒2与第二级子塔筒3的连接、第二级子塔筒3和第三级子塔筒4的连接均使用螺栓进行连接。随着风电场的逐步开发，自然环境条件较好地区的建设基本饱和，未来将在相对比较恶劣的区域进行风电场的开发，这就对风力发电机组内各个部件的性能提出了更高的要求。现有技术以风力发电机组的塔筒为例，随着所开发的风电场所处位置最低温度的下降，塔筒的材质以及螺栓的材质要求逐步提高，但材质性能的提升会带来：技术的壁垒、成本的提升。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的旨在提供一种塔筒散热系统及其温度控制方法、塔筒和风力发电机组，实现对塔筒关键部位的温度的控制，并且降低由于环境因素造成的对塔筒及连接螺栓材质性能的需求。为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一种风力发电机组的塔筒散热系统，包括：设置于塔筒内底部的热量产生及输送系统、分设于多级子塔筒内的多级加热系统、控制系统、用于监测外界温度的第一温度传感器、用于监测所述热量产生及输送系统的热源温度的第二温度传感器；各级加热系统之间的液路相连，相邻两级加热系统的入液口之间通过电动阀相连；所述热量产生及输送系统的出液口通过换热三通阀与每级加热系统的入液口相连；所述控制系统，用于根据所述外界温度和/或所述热源温度，控制所述热量产生及输送系统与各级加热系统的通断；以及用于根据所述外界温度和/或所述热源温度，控制每一级加热系统开启加热工作模式，或开启与所述热量产生及输送系统进行热交换工作模式，或停止工作。优选地，当外界温度小于第一设定温度，且所述热源温度大于第二设定温度时：所述控制系统，用于控制所述换热三通阀打开，以及依次控制各电动阀的打开和关闭，直到所述热源温度小于第二设定温度，使得所述热量产生及输送系统与至少一级加热系统相连通；以及用于控制与所述热量产生及输送系统液路相连通的加热系统开启与所述热量产生及输送系统进行热交换工作模式，并控制与所述热量产生及输送系统液路中断的所有加热系统独立开启加热工作模式。优选地，当外界温度小于第一设定温度，且所述热源温度小于第二设定温度时：所述控制系统，还用于控制每一级所述加热系统独立开启加热工作模式。优选地，每一级所述加热系统设置于相邻两级子塔筒的连接处，包括：水箱、散热片、回水三通阀；所述水箱内设置有：循环泵、加热器和第三温度传感器；所述水箱的第一入口与所述换热三通阀的第一出口液路相连，第二入口与所述回水三通阀的第一出口液路相连，出口与所述散热片的入口液路相连；所述回水三通阀的入口与所述散热片的出口液路相连，所述回水三通阀的第二出口与所述热量产生及输送系统的冷却系统液路相连。优选地，塔筒散热系统还包括增压泵，所述增压泵的入口与上一级加热系统连接的所述电动阀的出口液路相连，出口与下一级所述加热系统包括的所述水箱的入口液路相连。优选地，所述循环泵、所述加热器、所述回水三通阀、所述增压泵均与所述控制系统电连接；当第一级加热系统与所述热量产生及输送系统液路连通时：针对该第一级加热系统，所述控制系统具体用于，控制所述换热三通阀的第一出口和所述回水三通阀的第二出口开启，以及控制所述循环泵和所述加热器停止工作；当从第二级开始的至少一级所述加热系统与所述热量产生及输送系统液路连通时：针对与所述热量产生及输送系统液路连通的所述加热系统，所述控制系统具体用于，控制所述换热三通阀的第一出口、各所述回水三通阀的第二出口、各所述电动阀、各所述增压泵开启，以及控制各所述循环泵和各所述加热器停止工作。优选地，针对与所述热量产生及输送系统液路连通的所述加热系统，所述控制系统具体还用于，获取每一所述第三温度传感器的温度值，当该温度值小于第三设定温度时，控制与该第三温度传感器对应的水箱与所述热量产生及输送系统液路中断，并控制该水箱内的所述循环泵和所述加热器开始工作，以及控制与该水箱液路连通的所述回水三通阀的第一出口开启。优选地，当所述加热系统与所述热量产生及输送系统液路中断时：所述控制系统具体还用于，控制各所述循环泵、各所述加热器、各所述回水三通阀的第一出口开启。优选地，塔筒散热系统还包括设置在靠近地面的所述子塔筒外的散热系统，所述散热系统的入口与所述换热三通阀的第二出口液路相连，出口与所述热量产生及输送系统的冷却系统液路相连；当外界温度大于第一设定温度时；或当所述热量产生及输送系统与每一级加热系统均导通后，所述热源温度仍大于第二设定温度时：所述控制系统还用于，控制所述换热三通阀的第二出口开启，以及控制所述散热系统开启。优选地，塔筒散热系统还包括交流接触器，所述循环泵、所述加热器和所述增压泵均通过所述交流接触器与所述控制系统电连接。一种风力发电机组的塔筒，包括上述的风力发电机组的塔筒散热系统。一种风力发电机组，包括上述的风力发电机组的塔筒。一种上述的风力发电机组的塔筒散热系统的温度控制方法，包括：获取所述第一温度传感器监测到的外界温度，以及获取所述第二温度传感器监测到的热源温度值；根据所述外界温度和/或所述热源温度，控制所述热量产生及输送系统与各级加热系统的通断；以及根据所述外界温度和/或所述热源温度，控制每一级加热系统开启加热工作模式，或开启与所述热量产生及输送系统进行热交换工作模式，或停止工作。优选地，当外界温度小于第一设定温度，且所述热源温度大于第二设定温度时，该方法还包括：控制所述换热三通阀打开，以及依次控制各电动阀的打开和关闭，直到所述热源温度小于第二设定温度；以及控制与所述热量产生及输送系统液路导通的加热系统开启与所述热量产生及输送系统进行热交换工作模式，并控制与所述热量产生及输送系统液路中断的所有加热系统独立开启加热工作模式。优选地，当外界温度小于第一设定温度，且所述热源温度小于第二设定温度时，该方法还包括：控制每一级所述加热系统独立开启加热工作模式。优选地，当外界温度大于第一设定温度时；或当所述热量产生及输送系统与每一级加热系统均导通后，所述热源温度仍大于第二设定温度时，该方法还包括：控制所述换热三通阀的第二出口开启，并控制散热系统开启。相比于现有技术，本专利技术的方案具有以下有益效果：本专利技术实施例提供的风力发电机组的塔筒散热系统，包括：设置于塔筒内底部的热量产生及输送系统、分设于多级子塔筒内的多级加热系统、控制系统、用于监测外界温度的第一温度传感器、用于监测所述热量产生及输送系统的热源温度的第二温度传感器；各级加热系统之间的液路相连，相邻两级加热系统的入液口之间通过电动阀相连；热量产生及输送系统的出液口通过换热三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风力发电机组的塔筒散热系统，其特征在于，包括：设置于塔筒内底部的热量产生及输送系统(10)、分设于多级子塔筒内的多级加热系统、控制系统(201)、用于监测外界温度的第一温度传感器(202)、用于监测所述热量产生及输送系统(10)的热源温度的第二温度传感器(103)；各级加热系统之间的液路相连，相邻两级加热系统的入液口之间通过电动阀相连；所述热量产生及输送系统(10)的出液口通过换热三通阀(106)与每级加热系统的入液口相连；所述控制系统(201)，用于根据所述外界温度和/或所述热源温度，控制所述热量产生及输送系统(10)与各级加热系统的通断；以及用于根据所述外界温度和/或所述热源温度，控制每一级加热系统开启加热工作模式，或开启与所述热量产生及输送系统(10)进行热交换工作模式，或停止工作。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组的塔筒散热系统，其特征在于，包括：设置于塔筒内底部的热量产生及输送系统(10)、分设于多级子塔筒内的多级加热系统、控制系统(201)、用于监测外界温度的第一温度传感器(202)、用于监测所述热量产生及输送系统(10)的热源温度的第二温度传感器(103)；各级加热系统之间的液路相连，相邻两级加热系统的入液口之间通过电动阀相连；所述热量产生及输送系统(10)的出液口通过换热三通阀(106)与每级加热系统的入液口相连；所述控制系统(201)，用于根据所述外界温度和/或所述热源温度，控制所述热量产生及输送系统(10)与各级加热系统的通断；以及用于根据所述外界温度和/或所述热源温度，控制每一级加热系统开启加热工作模式，或开启与所述热量产生及输送系统(10)进行热交换工作模式，或停止工作。2.根据权利要求1所述的塔筒散热系统，其特征在于，当外界温度小于第一设定温度，且所述热源温度大于第二设定温度时：所述控制系统(201)，用于控制所述换热三通阀(106)打开，以及依次控制各电动阀的打开和关闭，直到所述热源温度小于第二设定温度，使得所述热量产生及输送系统(10)与至少一级加热系统相连通；以及用于控制与所述热量产生及输送系统(10)液路相连通的加热系统开启与所述热量产生及输送系统(10)进行热交换工作模式，并控制与所述热量产生及输送系统(10)液路中断的所有加热系统独立开启加热工作模式。3.根据权利要求2所述的塔筒散热系统，其特征在于，当外界温度小于第一设定温度，且所述热源温度小于第二设定温度时：所述控制系统(201)，还用于控制每一级所述加热系统独立开启加热工作模式。4.根据权利要求1-3任一项所述的塔筒散热系统，其特征在于，每一级所述加热系统设置于相邻两级子塔筒的连接处，包括：水箱、散热片、回水三通阀；所述水箱内设置有：循环泵、加热器和第三温度传感器；所述水箱的第一入口与所述换热三通阀(106)的第一出口液路相连，第二入口与所述回水三通阀的第一出口液路相连，出口与所述散热片的入口液路相连；所述回水三通阀的入口与所述散热片的出口液路相连，所述回水三通阀的第二出口与所述热量产生及输送系统(10)的冷却系统液路相连。5.根据权利要求4所述的塔筒散热系统，其特征在于，还包括增压泵(112)，所述增压泵(112)的入口与上一级加热系统连接的所述电动阀的出口液路相连，出口与下一级所述加热系统包括的所述水箱的入口液路相连。6.根据权利要求5所述的塔筒散热系统，其特征在于，所述循环泵、所述加热器、所述回水三通阀、所述增压泵(112)均与所述控制系统(201)电连接；当第一级加热系统与所述热量产生及输送系统(10)液路连通时：针对该第一级加热系统，所述控制系统(201)具体用于，控制所述换热三通阀(106)的第一出口和所述回水三通阀的第二出口开启，以及控制所述循环泵和所述加热器停止工作；当从第二级开始的至少一级所述加热系统与所述热量产生及输送系统(10)液路连通时：针对与所述热量产生及输送系统(10)液路连通的所述加热系统，所述控制系统(201)具体用于，控制所述换热三通阀(106)的第一出口、各所述回水三通阀的第二出口、各所述电动阀、各所述增压泵(112)开启，以及控制各所...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢波，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11