[发明专利]一种电磁泵冷却系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于冷却系统，具体涉及一种电磁泵运行过程中的油-水冷却系统。

背景技术

电磁泵因依靠电磁力驱动，没有机械转动部件，因而具有非常良好的密封性，成为液态金属回路的理想动力装置。电磁泵的基本原理是利用一定方式缠绕的电磁线圈在通电时可以产生磁场，从而推动其中的导体按照一定的方向运动。一方面，电磁泵虽然没有转动部件，但是电磁线圈通电时一样会产生相当的热量，如果缺少冷却，极有可能造成电磁泵因高温而烧毁。另一方面，液态金属的熔点一般又比较高(例：液态金属钠为98℃)，这就要求电磁泵运行时温度又不能太低，至少应该在所传输工质的熔点以上。因此，电磁泵运行时其冷却系统工作状态决定了电磁泵是否可以正常运行。

例如，中国专利CN2583391Y中公开了一种液态金属电磁泵，主要包括钎料槽、泵沟、电磁铁、喷嘴等，电磁铁开口方向为水平方向，电磁铁开口内的泵沟由水平部分和垂直部分构成，垂直部分上部与喷嘴相通。这种设计使得流体阻力大，工作过程中电磁振动和噪音较大，励磁线圈产热多，采用空气冷却，散热效果不理想，励磁线圈容易烧毁。又如，中国专利CN2713723Y公开了一种液态金属电磁泵，主要由钎料槽、泵沟、左、右电磁铁及左、右喷嘴组成，钎料槽上部设置有一个平腔，平腔底部四角部分设置有垂直腔。较之前述电磁泵，本设计减小了流动阻力，电磁振动与噪音均有所减小，采用强迫流动的空气冷却，冷却效果有所提高，但是仍然因其冷却能力有限而限制了电磁泵的工作能力和安全性。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种可以保证液态金属实验回路电磁泵得到有效冷却的系统及其控制方法。本发明中电磁泵传输工质假设为液态金属钠，其额定功率为9kW，最大流量为10m³/h。随着流量的增大，其运行功率升高，线圈发热也会增加，为了维持其正常工作，就需要系统有更大的冷却能力。因高温液态金属与水直接接触有一定危险性，因此不宜采取直接水冷，所以本系统采取油冷+水冷方式。

本发明提供了一种电磁泵冷却系统，包括电磁泵、油水热交换器、油箱、流量计、冷却水泵、冷却水箱、冷却水塔、冷却塔风机和冷却油泵；所述油水热交换器与油箱连接，油箱通过冷却油泵与电磁泵连接，电磁泵与油水热交换器连接；所述油水热交换器上连接有冷却水泵，在冷却水泵上方连接有冷却水箱，冷却水箱的上方设置有冷却水塔，在冷却水塔的顶端安装有冷却塔风机；所述冷却塔风机与油水热交换器连接。

所述油箱和冷却油泵之间设置有流量计。

所述油水热交换器上设置有换热器油进口、换热器水进口、换热器水出口和换热器油出口；所述电磁泵通过换热器油进口与油水热交换器连接，冷却水泵通过换热器水进口与油水热交换器连接，冷却水塔通过换热器水出口油水热交换器连接，油箱通过换热器油出口油水热交换器连接。

所述冷却水泵置有冷却水泵进出口阀门，换热器水进口通过冷却水泵进出口阀门与冷却水泵连接。

所述冷却水泵置有冷却水泵进出口阀门，冷却水箱通过冷却水泵进出口阀门与冷却水泵连接。

所述冷却油泵上设置有第一冷却油泵进出口阀门和第二冷却油泵进出口阀门；油箱和第一冷却油泵进出口阀门连接，电磁泵和第二冷却油泵进出口阀门连接。

所述电磁泵上设置有电磁泵前油阀和电磁泵前油阀，其中电磁泵前油阀上连接有油压表，电磁泵旁路油阀并联在电磁泵上。

所述电磁泵上设置了2个测温点。

所述油箱上设置了1个测温点。

所述油水热交换器上的换热器油进口和换热器油出口各设置了1个测温点。

本电磁泵冷却系统主要包括油冷却回路，水冷却回路及检测与控制系统。其中油冷却回路直接为电磁泵线圈提供冷却，主要包括：储油箱、流量计、油泵、油压表及各部分管道；水冷却回路为冷却油提供冷却，主要包括：水泵、20t储水箱、冷却塔、冷却塔风机、油水热交换器及各部分管道。监测系统主要采集5个温度监测点温度与流量计流量，控制系统主要包括三套控制连锁，分别为：油泵先于电磁泵启动的连锁、水泵先于冷却塔风机启动的连锁以及以油温为触发条件的水泵自动启动连锁。由此可以实现对电磁泵有效且可调节的冷却，确保了电磁泵工作温度，为电磁泵的安全运行提供了保障。

系统主要工作方式如下：