[实用新型]直流输电换流阀水冷系统用水泵机械密封冲洗冷却结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及水泵机械密封冲洗冷却结构，特别涉及直流输电换流阀水冷系统用水泵机械密封冲洗冷却结构。

背景技术

直流输电换流阀是直流输电的核心设备之一，换流阀在工作时所产生的热量，会导致阀体等器件温度升高，如果没有配置合适的散热措施，就会使阀体温度超过所允许的最高结温，从而导致器件性能恶化以及器件损坏。由于纯水的良好导热性及绝缘性等特点，能很好的应用于这种高压高功率器件的热传导，因而，采用纯水冷却的相应技术也就应运而生。直流输电换流阀水冷系统采用纯水冷却技术解决了高电压、强电场、强干扰、高热流密度等条件下换流阀的可靠散热问题，从而保证器件运行时，其内部结温始终保持在允许的结温之内。

早期直流输电换流阀水冷系统使用单机械密封离心泵为整个循环系统提供动力。机械密封又叫端面密封，是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。一般由动环、静环、动环密封圈、静环密封圈、弹簧、弹簧座、紧定螺钉、防转销等组成。机械密封工作时，由密封流体的压力和弹性元件的弹力等引起的轴向力使动环和静环互相贴合并相对运动，由于两个密封端面的紧密配合，使密封端面之间的交界（密封界面）形成一微小间隙，当有压介质通过此间隙时，形成极薄的液膜，产生阻力，阻止介质泄漏，同时液膜又使得端面得以润滑，获得长期密封效果。但是在直流输电换流阀水冷系统运行中发现直流输电换流阀水冷控制系统经常因机械密封渗漏水发出报警信号，分析机械密封处渗漏水主要有以下三种原因：（1）机封的动、静环平面因安装、缺水或气蚀等原因引发磨损；（2）机械密封胶老化失效；（3）电机轴颈加工精度差、尺寸小、粗糙及轴颈锈蚀。在高电压、强电场、强干扰、高热流密度等环境条件下，漏水对于换流阀的可靠运行是非常危险的因素，所以，如何避免水泵机封漏水是亟需解决的问题。

水泵在运行时需要向机械密封的高压侧部位直接注入液体冲洗。冲洗的目的是密封、冷却和润滑：（1）密封密封腔内通入液体，从而防止高温介质从泵轴漏出；防止含有固体颗粒的介质漏入密封腔内，磨损密封面；（2）冷却导走动环和静环工作时产生的摩擦热；（3）润滑保持密封面之间有一层液膜起润滑作用。现有方式有三种（1）蓄水池循环方式，蓄水池循环方式通过自然循环或者泵驱动，从密封腔出来的热液回到蓄水池，并得到冷却。冷却后的冲洗液再次回到密封腔中，润滑并冷却密封面。一段时间后，由于水池中的冲洗液会受泵送液体的污染，因此必须对其进行更换，不便于操作，而且该系统没有对蓄水池中水质进行实时处理，容易引发腐蚀或结垢，损坏机封。（2）蓄水池的非循环方式，冲洗液润滑密封面，一段时间后，由于水池中的冲洗液会受泵送液体的污染，因此必须对其进行更换，该系统不散热。（3）外部冲洗液系统，冲洗液冲洗密封腔，然后排入排水沟。冲洗液可有效冷却并润滑密封面，该方式不利于清洁生产。综上所述，以上三种冲洗方式都不是最佳选择。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种直流输电换流阀水冷系统用水泵机械密封冲洗冷却结构。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

直流输电换流阀水冷系统用水泵机械密封冲洗冷却结构，包括机封冷却腔进水管及机封冷却腔出水管，所述机封冷却腔进水管接入水泵出口法兰孔，机封冷却腔出水管接入水泵进口法兰孔，所述机封冷却腔进水管安装有球阀，用来调节机封冷却水的流量。

为了更好的实现本实用新型，所述机封冷却腔出水管包括一段金属软管，因为机封冷却腔出水管要跨过波纹补偿器，通过金属软管提高管道的挠性。

为了更好的实现本实用新型，所述水泵进口法兰孔焊接有球阀，球阀通过卡套接头与机封冷却腔出水管连接，关断球阀后方便更换机封。

为了更好的实现本实用新型，所述机封冷却腔进水管安装有阻流装置，用以降低机封冷却水的压力。

为了更好的实现本实用新型，所述机械密封采用两个机械密封串联。

为了更好的实现本实用新型，所述机械密封材质为碳化硅。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点及有益效果：

（1）采用水泵输送介质冷却对机封进行冲洗冷却，由于水泵输送介质是经过离子交换树脂处理后的纯水，所以对机封污染很小，不会出现腐蚀及结垢问题；另一方面结构简单，无需外置冷却装置，节约成本；再一方面无需更换或排放冲洗冷却液，有利于清洁生产；

（2）采用两个单端面机械密封串联的形式，提高机械密封的可靠性；