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高速列车系统集成国家工程实验室试验装备冷却系统开发

孙超  
【摘要】:“速度”是交通运输发展的灵魂,特别是我国铁路于2007年4月进行了第六次大面积提速以来,中国铁路共投入运营“和谐号”高速列车337组,列车速度已逐渐推进至300km/h以上,京津线高速列车的最高速度已经达到394km/h,高速列车研发、制造技术跃居国际领先水平。2010年9月28日,在沪杭高铁的运行试验中,拥有自主知识产权的“和谐号”CRH380A新一代高速列车动车组,最高时速达416.6公里,创世界运营铁路运行试验最高速度。当前正在兴建的京沪高铁到了最后的冲高速阶段,时速到380公里每小时的动车组即将在京沪线驰骋。 为了保持高速轨道列车的行驶安全性与稳定性,对各主要总成和整车的实验测试就显得尤为重要,由于检测试验设备功率较大,运行过程中会产生大量的热能,如果这些热量不能得到及时、适当的冷却,试验装备的寿命和使用性能都会受到严重影响。 冷却装备主要的冷却方式有空气冷却、直流冷却、敞开式循环冷却、闭式循环水冷却以及空水混合冷却方式。基于实验室更冷却装备对冷却量、节约用水量以及便于维修、不易被腐蚀等诸多方面的要求,论文选择了闭式循环冷却水系统作为国家高速列车系统集成国家工程实验室实验装备的冷却系统。 论文在深入研究工程要求的前提下,对各个试验装备的需冷量进行了精确计算,从节约能源和合理布局的角度出发,对整个试验室的冷却系统进行了整合设计,建立了由2个冷却模块6个冷却塔构成的多试验装备综合冷却系统。 论文还对冷却水的软化方法进行了研究,采用离子交换的原理,用钠离子将水中的钙、镁离子替换掉并吸附在树脂上,使水质得到软化,从而有效地延缓由于冷却介质的原因而引起的冷却设备老化问题。 对工程试验室试验装备冷却系统的循环水路进行了工艺设计,采用多机并用管路及3塔组合2模块的冷热水回水方式,减少材料消耗、降低空间占有率;采用冷热水箱平衡各路压力,确保多机同时工作时,各机冷却系统工作的可靠性;采用管路与设备的柔性连接,避免振动的传导,弥补管路的涨缩变形;采用一(进、出水)口一(闸)阀制,保证多机共用管路各机工作的独立性;采用水箱半地下安装,以与水塔水位形成落差,确保冷却水的可靠回流。 论文采用温度和流量监测系统,实时监测冷却系统的工作情况,避免冷却量不足时影响试验设备的正常工作。 论文所开发的冷却系统已经过试验考核,试运行证明所开发的冷却系统达到设计要求,满足高速列车系统集成国家工程试验室各试验装备对冷却量的要求。


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