การทำความเย็นด้วยของเหลวแบบลูป-แบบปิดด้วยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนสำหรับสถานีไฟฟ้าย่อยนอกชายฝั่ง HVDC

สถานีย่อยนอกชายฝั่ง HVDC (กระแสตรงแรงดันสูง) เป็นทรัพย์สินที่สำคัญในโครงการลมนอกชายฝั่งและโครงการเชื่อมต่อโครงข่ายสมัยใหม่ เป็นที่เก็บอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีความไวสูงและกำลังสูง- เช่น คอนเวอร์เตอร์ หม้อแปลง เครื่องปฏิกรณ์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังที่สร้างความร้อนจำนวนมากระหว่างการทำงานต่อเนื่อง เนื่องจากข้อจำกัดด้านพื้นที่ สภาพทางทะเลที่รุนแรง และความต้องการความน่าเชื่อถือเป็นพิเศษ -ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบวงปิดพร้อมตัวแลกเปลี่ยนความร้อนเฉพาะจึงกลายเป็นโซลูชันการจัดการความร้อนที่ต้องการสำหรับสถานีไฟฟ้าย่อยนอกชายฝั่ง HVDC

ความท้าทายในการทำความเย็นในสถานีย่อยนอกชายฝั่ง HVDC

สถานีย่อย HVDC นอกชายฝั่งทำงานภายใต้สภาวะที่ต้องการซึ่งกำหนดข้อกำหนดการระบายความร้อนเฉพาะ:

ความหนาแน่นความร้อนสูง: อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังและหม้อแปลงไฟฟ้าสร้างภาระความร้อนแบบเข้มข้น

สภาพแวดล้อมทางทะเลที่รุนแรง: อากาศที่เต็มไปด้วยเกลือ- ความชื้นสูง และสภาวะที่มีฤทธิ์กัดกร่อน จำกัดการใช้ระบบทำความเย็นแบบเปิดหรือแบบอากาศ-เท่านั้น

พื้นที่และน้ำหนักที่จำกัด: ระบบทำความเย็นประสิทธิภาพสูง-ขนาดกะทัดรัดมีความจำเป็นสำหรับแพลตฟอร์มนอกชายฝั่ง

ความน่าเชื่อถือและความซ้ำซ้อน: ความล้มเหลวในการทำความเย็นอาจทำให้อุปกรณ์เสื่อมสภาพหรือปิดเครื่อง โดยมีผลกระทบต่อการดำเนินงานและทางการเงินอย่างมีนัยสำคัญ

การเข้าถึงการบำรุงรักษาที่จำกัด: ระบบต้องทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือโดยมีการแทรกแซงน้อยที่สุด

ความท้าทายเหล่านี้ทำให้-การทำความเย็นด้วยของเหลวแบบลูปปิดเป็นแนวทางที่เหมาะสมและผ่านการพิสูจน์แล้ว

 

หลักการของการทำความเย็นด้วยของเหลวแบบลูป-แบบปิด

ในระบบ-ระบบทำความเย็นด้วยของเหลวแบบวงปิด น้ำหล่อเย็นที่มีการควบคุม-น้ำที่ผ่านการบำบัดตามปกติหรือ-ส่วนผสมไกลคอลของน้ำ-จะไหลเวียนภายในวงจรที่ปิดสนิท ความร้อนที่เกิดจากอุปกรณ์ HVDC จะถูกดูดซับโดยสารหล่อเย็นและถ่ายโอนไปยังตัวกลางทุติยภูมิผ่านตัวแลกเปลี่ยนความร้อน โดยไม่ต้องสัมผัสกับสภาพแวดล้อมนอกชายฝั่งโดยตรง

โดยทั่วไประบบจะประกอบด้วย:

แหล่งความร้อนระบายความร้อนด้วยของเหลว- (วาล์ว คอนเวอร์เตอร์ หม้อแปลง)

ปั๊มหมุนเวียนที่มีความซ้ำซ้อน

แผ่นหรือเปลือก-และ-เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อ

วงจรทำความเย็นทุติยภูมิ (ระบายความร้อนด้วยอากาศ-หรือน้ำทะเล-ระบายความร้อน)

ถังขยาย ตัวกรอง และอุปกรณ์ตรวจสอบ

 

บทบาทของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนในระบบทำความเย็น

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเป็นส่วนประกอบหลักที่ช่วยให้สามารถปฏิเสธความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัย ในขณะที่ยังคงรักษาวงจรหลักที่ปิดสนิทไว้

การกำหนดค่าตัวแลกเปลี่ยนความร้อนทั่วไปประกอบด้วย:

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น: การออกแบบที่กะทัดรัด ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนสูง เหมาะสำหรับพื้นที่-พื้นที่นอกชายฝั่งที่มีข้อจำกัด

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเชลล์และท่อ: โครงสร้างแข็งแรงทนทาน เหมาะสำหรับแรงดันสูงและสภาวะการทำงานที่มีความต้องการสูง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนจากของเหลว-เป็น-: ใช้เมื่อไม่ได้ใช้น้ำทะเลโดยตรง ซึ่งมักใช้ร่วมกับเครื่องทำความเย็นแบบแห้งหรือแบบอะเดียแบติก

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนจากของเหลว-เป็น-น้ำทะเล: ใช้กับไทเทเนียมหรือโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อน- เมื่ออนุญาตให้น้ำทะเลเย็นลงได้

การออกแบบเหล่านี้แยกอุปกรณ์ HVDC ที่ละเอียดอ่อนออกจากน้ำทะเลที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและอากาศแวดล้อม

 

ข้อดีของการระบายความร้อนแบบลูป-แบบปิดสำหรับ HVDC นอกชายฝั่ง

ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบวงปิด-พร้อมตัวแลกเปลี่ยนความร้อนมีข้อได้เปรียบในการดำเนินงานหลายประการ:

การป้องกันการกัดกร่อน: ไม่มีการสัมผัสโดยตรงระหว่างวงจรทำความเย็นภายในกับอากาศทางทะเลหรือน้ำทะเล

ประสิทธิภาพเชิงความร้อนสูง: การระบายความร้อนด้วยของเหลวให้การระบายความร้อนที่เหนือกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับระบบที่ใช้อากาศ-

เสถียรภาพในการทำงาน: การควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำช่วยให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพที่มั่นคงของระบบอิเล็กทรอนิกส์กำลัง

ความซ้ำซ้อนและความปลอดภัย: การกำหนดค่าปั๊มและตัวแลกเปลี่ยนความร้อน N+1 ช่วยเพิ่มความพร้อมใช้งานของระบบ

การบำรุงรักษาที่ลดลง: วงจรที่ปิดสนิทช่วยลดการเปรอะเปื้อน การปนเปื้อน และการสูญเสียของเหลว

 

ข้อควรพิจารณาในการออกแบบสำหรับการใช้งานนอกชายฝั่ง

เมื่อออกแบบระบบทำความเย็นด้วยของเหลวแบบวงปิด-สำหรับสถานีไฟฟ้าย่อยนอกชายฝั่ง HVDC ปัจจัยหลายประการมีความสำคัญ:

การเลือกใช้วัสดุ: เหล็กกล้าไร้สนิม ไทเทเนียม หรือโลหะผสม-ที่ทนต่อการกัดกร่อนเพื่อ-ความทนทานนอกชายฝั่งในระยะยาว

การจัดการคุณภาพน้ำหล่อเย็น: การกรอง สารยับยั้งการกัดกร่อน และการควบคุมการนำไฟฟ้าเพื่อปกป้องอุปกรณ์

ความซ้ำซ้อนและการตรวจสอบ: การตรวจสอบการไหล อุณหภูมิ ความดัน และการรั่วไหลอย่างต่อเนื่อง

การออกแบบที่กะทัดรัดและแยกส่วน: อำนวยความสะดวกในการติดตั้งและบูรณาการนอกชายฝั่ง

การปฏิบัติตามมาตรฐานนอกชายฝั่ง: ได้รับการออกแบบเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนด IEC, DNV และโครงการ-นอกชายฝั่งที่เฉพาะเจาะจง

 

การใช้งานทั่วไปภายในสถานีย่อย HVDC

การระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบลูปปิด-ด้วยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนใช้กับ:

วาล์วคอนเวอร์เตอร์ HVDC และโถงวาล์ว

หม้อแปลงไฟฟ้าและเครื่องปฏิกรณ์

ตัวกรองฮาร์มอนิกและระบบเสริม

ห้องควบคุมและโมดูลไฟฟ้าแบบปิด

การใช้งานแต่ละอย่างจะได้รับประโยชน์จากสภาวะความร้อนที่มั่นคงและลดการสัมผัสต่อสิ่งแวดล้อม

 

ประสิทธิภาพการใช้พลังงานและประโยชน์ของวงจรชีวิต

ระบบระบายความร้อนที่ใช้ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีประสิทธิภาพ-มีส่วนทำให้:

ลดการใช้พลังงานเสริม

ปรับปรุงความพร้อมใช้งานของสินทรัพย์การส่งผ่าน HVDC

ยืดอายุการใช้งานของส่วนประกอบทางไฟฟ้าที่สำคัญ

ลดความเสี่ยงของการหยุดทำงานโดยไม่ได้วางแผน

ประโยชน์เหล่านี้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับโครงการนอกชายฝั่งที่มีการหยุดทำงานและค่าบำรุงรักษาสูงเป็นพิเศษ

 

บทสรุป

การระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบวงปิด-ด้วยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเป็นโซลูชันการจัดการความร้อนที่แข็งแกร่งและผ่านการพิสูจน์แล้วสำหรับสถานีย่อยนอกชายฝั่ง HVDC ด้วยการรวมประสิทธิภาพการทำความเย็นที่สูง การป้องกันการกัดกร่อน และความน่าเชื่อถือในการปฏิบัติงาน ระบบเหล่านี้จึงรับประกันการทำงานที่ปลอดภัยและต่อเนื่องของอุปกรณ์ HVDC ที่สำคัญในสภาพแวดล้อมนอกชายฝั่งที่ท้าทาย สำหรับโครงการส่งลมนอกชายฝั่งสมัยใหม่ การทำความเย็นด้วยของเหลว-แบบลูปปิดแสดงถึงการลงทุนเชิงกลยุทธ์ในด้านประสิทธิภาพ ความน่าเชื่อถือ และ-การปกป้องทรัพย์สินในระยะยาว