CN110233463B - 一种海底电缆登陆段水循环强制冷却系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海底电缆登陆段水循环强制冷却系统，涉及电缆陆段水循环强制冷却领域。海底电缆从海水至岸上的登陆段可能长期裸露在阳光照射或埋设在不易散热的土质下，采用紧凑型施工方式将大大降低海底电缆的输送能力，因此该区域成为制约整根电缆输送能力的瓶颈段。本发明包括水循环冷却处理装置、入水管、回流管和冷却管道，冷却水从水循环冷却处理装置流经入水管和冷却管道，将电缆施加电流产生的热量通过循环水带走，再从回流管回流到水循环冷却处理装置进行冷却处理后再次循环冷却。有效实现了对紧凑型施工的电缆的冷却，为登陆段电缆提供了低温度环境，避免登陆段电缆导体温度过高影响使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及电缆陆段水循环强制冷却领域，尤其涉及一种海底电缆登陆段水循环强制冷却系统。
背景技术
目前，国外长距离高压海底电缆工程普遍采用紧凑型敷设施工方式，即多条海底电缆同步退扭、同步输出，并在海底电缆入水前进行捆绑，同步敷设到海床。这种作业方式可以节约大量的海底电缆施工成本，且可以节约海底廊道。国内施工单位也正在大力推广该施工方式，并且已研制了相应的紧凑型施工装备。但是，采用紧凑型施工敷设方式使各条电缆紧密接触，一定程度上降低海底电缆的输送能力。
海底电缆在海底的环境温度是相对稳定的，一般低于10℃，浅海里也不会高于20℃，这个温度范围可以保证海底电缆采用紧凑型敷设方式仍能处于较好的散热环境，而从海水至岸上的登陆段可能长期裸露在阳光照射或埋设在不易散热的土质下，采用紧凑型施工方式将大大降低海底电缆的输送能力，因此该区域成为制约整根电缆输送能力的瓶颈段。
为提高海底电缆登陆段的输送能力，国外早在上世纪就开始了电缆强迫冷却的研究，并有多个相关工程实例，但是并未对外公开技术细节，属于厂商掌握的优势技术。我国对强迫冷却电缆技术研究起步较晚，相关研究较少，尚无成熟理论及经验，且未见有工程中采用强迫水冷技术的报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种海底电缆登陆段水循环强制冷却系统，以为同时捆绑敷设的多条电缆提供低温度环境，避免登陆段电缆导体温度过高影响使用寿命为目的。为此，本发明采取以下技术方案。
一种海底电缆登陆段水循环强制冷却系统，包括水循环冷却处理装置、入水管、回流管和冷却管道，所述的入水管连接于水循环冷却处理装置的出水口，所述的回流管连接于水循环冷却处理装置的回流口，所述的冷却管道外套于紧凑型施工的海底登陆电缆上，冷却管道的两端密封设置，其中一端连接入水管，另一端连接回流管，所述的水循环冷却处理装置为可实现系统出水温度和流量控制的标准制冷循环系统。冷却水从水循环冷却处理装置流经入水管和冷却管道，将电缆施加电流产生的热量通过循环水带走，再从回流管回流到水循环冷却处理装置进行冷却处理后再次循环冷却，水循环冷却处理装置的出水温度和流量可根据实际情况调控，有效实现了对紧凑型施工的电缆的冷却，为登陆段电缆提供了低温度环境，避免登陆段电缆导体温度过高影响使用寿命。
作为优选技术手段：所述的冷却管道包括多根橡胶软管、端部密封法兰和中间连接法兰，所述的橡胶软管的两端设有橡胶法兰接口，橡胶软管之间通过中间连接法兰密封连接，冷却管道两端连接端部密封法兰。通过采用拼接式，当电缆冷却长度较大时，通过中间连接法兰将多段橡胶软管组装在一起，可方便地实现冷却管道的现场连接安装，制造运输方便。
作为优选技术手段：所述的中间连接法兰包括两端的法兰连接盘、位于两端的法兰连接盘之间的法兰管体，所述的法兰管体上设有与其垂直的中间法兰口，中间法兰口上设有与之相配的密封盖板，盖板上设置了贯穿法兰管体内外的测温铜接线柱。两端法兰连接盘用来与橡胶软管预留的法兰接口进行对接，中间法兰口与密封盖板对接，盖板布置了贯穿管道内外的测温铜接线柱，从而同时实现了密封和热电偶测温线的引出，结构简单，使用效果好。
作为优选技术手段：所述的电缆上安装敷设有热电偶测温装置，测温引线均匀捆绑后连接到对应测温点的测温铜接线柱的法兰管体内部端，测温铜接线柱外端连接到测温模块，测温铜接线柱的内外端包覆玻璃胶。可靠实现了测温功能，测温接线柱包覆玻璃胶后，可有效降低水对温度测量的影响。
作为优选技术手段：所述的端部密封法兰设有与电缆数量相同的电缆出孔，在端部密封法兰的端面上设有一个与入水管或回流管连接的进出水管接口。电缆出孔的设置便于电缆穿过，进出水管接口的设置方便实现与入水管或回流管的连接。
作为优选技术手段：电缆与电缆出孔之间通过挤压硅橡胶模具的方式进行密封。硅橡胶的柔韧挤压性能，可以增加硅橡胶与电缆的接触面，密封效果好。
作为优选技术手段：所述的入水管和回流管采用三元乙丙橡胶材料制成。三元乙丙橡胶材料具有较好机械性能的材料，能够承受最大水流量下的水压。
作为优选技术手段：每根橡胶软管的长度均相等，长度尺寸在4-5米之间。该尺寸范围的橡胶软管，长度适中，便于搬运和运输。
有益效果：通过水循环强制冷却手段带走电缆运行过程产生的热量，使运行电缆长期处于较低的环境温度，避免电缆导体温度过高影响使用寿命，为我国高压大容量电缆电能传输尤其是海底电缆紧凑型敷设情形下登陆段输送能力的提升提供了科学手段。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明图1中A部放大示意图。
图3是本发明端部密封法兰结构示意图。
图4是本发明中间连接法兰结构示意图。
图中：1-水循环冷却处理装置；2-入水管；3-回流管；4-冷却管道；5-电缆；401-橡胶软管；402-端部密封法兰；403-中间连接法兰；40201-电缆出孔；40202-进出水管接口；40301-法兰连接盘；40302-法兰管体；40303-中间法兰口；40304-盖板；40305-测温铜接线柱。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
如图1-4所示，一种海底电缆登陆段水循环强制冷却系统，包括水循环冷却处理装置1、入水管2、回流管3和冷却管道4，入水管2连接于水循环冷却处理装置1的出水口，回流管3连接于水循环冷却处理装置1的回流口，冷却管道4外套于紧凑型施工的海底登陆电缆5上，冷却管道4的两端密封设置，其中一端连接入水管2，另一端连接回流管3，水循环冷却处理装置1为可实现系统出水温度和流量控制的标准制冷循环系统。
为了便于运输安装，冷却管道4包括多根橡胶软管401、端部密封法兰402和中间连接法兰403，橡胶软管401的两端设有橡胶法兰接口，橡胶软管401之间通过中间连接法兰403密封连接，冷却管道4两端连接端部密封法兰402。通过采用拼接式，当电缆5冷却长度较大时，通过中间连接法兰403将多段橡胶软管401组装在一起，可方便地实现冷却管道4的现场连接安装，制造运输方便。
为了连接两根橡胶软管401和便于引出测温线，中间连接法兰403包括两端的法兰连接盘40301、位于两端的法兰连接盘40301之间的法兰管体40302，法兰管体40302上设有与其垂直的中间法兰口40303，中间法兰口40303上设有与之相配的密封盖板40304，盖板40304上设置了贯穿法兰管体40302内外的测温铜接线柱40305。两端法兰连接盘40301用来与橡胶软管401预留的法兰接口进行对接，中间法兰口40303与密封盖板40304对接，盖板40304布置了贯穿管道内外的测温铜接线柱40305，从而同时实现了密封和热电偶测温线的引出，结构简单，使用效果好。
为了降低水对温度测量的影响，电缆5上安装敷设有热电偶测温装置，测温引线均匀捆绑后连接到对应测温点的测温铜接线柱40305的法兰管体40302内部端，测温铜接线柱40305外端连接到测温模块，测温铜接线柱40305的内外端包覆玻璃胶。可靠实现了测温功能，测温接线柱包覆玻璃胶后，可有效降低水对温度测量的影响。
为了便于电缆5穿过并且方便连接入水管2或回流管3，端部密封法兰402设有与电缆5数量相同的电缆出孔40201，在端部密封法兰402的端面上设有一个与入水管2或回流管3连接的进出水管接口40202。方电缆出孔40201的设置便于电缆5穿过，进出水管接口40202的设置方便实现与入水管2或回流管3的连接。
为了取得较好的密封效果，电缆5与电缆出孔40201之间通过挤压硅橡胶模具的方式进行密封。硅橡胶的柔韧挤压性能，可以增加硅橡胶与电缆5的接触面，密封效果好。
本实例中，入水管2和回流管3采用三元乙丙橡胶材料制成。三元乙丙橡胶材料具有较好机械性能的材料，能够承受最大水流量下的水压。
本实例中，每根橡胶软管401的长度均相等，长度尺寸为4.5米。该尺寸的橡胶软管401，长度适中，便于搬运和运输。
本实例中，盖板40304采用有机玻璃材料，稳定性好，机械强度高，便于观测内部冷却水流动情况。
冷却水从水循环冷却处理装置1流经入水管2和冷却管道4，将电缆5施加电流产生的热量通过循环水带走，再从回流管3回流到水循环冷却处理装置1进行冷却处理后再次循环冷却，水循环冷却处理装置1的出水温度和流量可根据实际情况调控，有效实现了对紧凑型施工的电缆5的冷却，为登陆段电缆5提供了低温度环境，避免登陆段电缆5导体温度过高影响使用寿命。
以上图1-4所示的一种海底电缆登陆段水循环强制冷却系统是本发明的具体实施例，已经体现出本发明实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。
Claims (5)
1.一种海底电缆登陆段水循环强制冷却系统，其特征在于：包括水循环冷却处理装置（1）、入水管（2）、回流管（3）和冷却管道（4），所述的入水管（2）连接于水循环冷却处理装置（1）的出水口，所述的回流管（3）连接于水循环冷却处理装置（1）的回流口，所述的冷却管道（4）外套于紧凑型施工的海底登陆电缆（5）上，冷却管道（4）的两端密封设置，其中一端连接入水管（2），另一端连接回流管（3），所述的水循环冷却处理装置（1）为可实现系统出水温度和流量控制的标准制冷循环系统；
所述的冷却管道（4）包括多根橡胶软管（401）、端部密封法兰（402）和中间连接法兰（403），所述的橡胶软管（401）的两端设有橡胶法兰接口，橡胶软管（401）之间通过中间连接法兰（403）密封连接，冷却管道（4）两端连接端部密封法兰（402）；
所述的中间连接法兰（403）包括两端的法兰连接盘（40301）、位于两端的法兰连接盘（40301）之间的法兰管体（40302），所述的法兰管体（40302）上设有与其垂直的中间法兰口（40303），中间法兰口（40303）上设有与之相配的密封盖板（40304），盖板（40304）上设置了贯穿法兰管体（40302）内外的测温铜接线柱（40305）；
所述的端部密封法兰（402）设有与电缆（5）数量相同的电缆出孔（40201），在端部密封法兰（402）的端面上设有一个与入水管（2）或回流管（3）连接的进出水管接口（40202）。
2.根据权利要求1所述的一种海底电缆登陆段水循环强制冷却系统，其特征在于：所述的电缆（5）上安装敷设有热电偶测温装置，测温引线均匀捆绑后连接到对应测温点的测温铜接线柱（40305）的法兰管体（40302）内部端，测温铜接线柱（40305）外端连接到测温模块，测温铜接线柱（40305）的内外端包覆玻璃胶。
3.根据权利要求1所述的一种海底电缆登陆段水循环强制冷却系统，其特征在于：电缆（5）与电缆出孔（40201）之间通过挤压硅橡胶模具的方式进行密封。
4.根据权利要求1所述的一种海底电缆登陆段水循环强制冷却系统，其特征在于：所述的入水管（2）和回流管（3）采用三元乙丙橡胶材料制成。
5.根据权利要求1所述的一种海底电缆登陆段水循环强制冷却系统，其特征在于：每根橡胶软管（401）的长度均相等，长度尺寸在4-5米之间。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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