SW-150A发射机水路改造与维护中常见的一些问题

大功率广播发射机由于末级功率管采用大型超蒸发冷却电子管，以及槽路大功率电容，电感线圈等谐振器件发热量较大，都需要水流带走大部分热量，因此，在大功率广播发射机中水路的设计也是非常重要的。发射机水路设计的是否合理，后期维护的便利性以及运行可靠性都对后期使用有着至关重要的作用。

一、大功率广播发射机水路的发展

早期的大功率广播发射机由于大功率射频四级管没有出现，因此，大量使用功率三极管，以调幅短波120KW板调机发射机为例，全机水冷电子管达到16只，整机效率只有30%左右，大部分能量以热能形似耗散。由于耗散功率巨大，早期大功率广播发射机水路采用内外两套循环系统，内循环，又称为“一次水”，封闭在管道内，采用纯净水或者离子软化水，作用是带走大型电子管，电容，线圈器件等耗散的热量，通过一组大型热交换器，将热量传导到外循水系统，也称作“二次水”二次水通过外水池，以喷头喷洒空气中，来降低水的温度。这样，就需要两套循环系统，设备复杂，维护量大。效率低下。

现代大功率短波广播发射机，由于晶体管电路的广泛应用，大功率射频四级管的使用，使大功率广播发射机电子管数量大大减少。以SW-150A型150KW调幅短板PSM调制发射机为例，全机只用两只电子管，末级功率管采用一只超蒸发冷却大功率石墨烯四级管TH537，推动级采用一只FU618F（风冷）这也使发射机的水路设计大大简化，首先，整机电子管的减少，使循环水流量大幅减少，达到6---7m³/h，加上大型散热器的使用，现在，一套水路循环系统就可以完成散热的需要。减少了设备，提高了效率。

二、SW-150A短波150KW广播发射机的水路改造

航天部23所生产的SW-150A型短波发射机水路系统由两台水泵，一台内循环水泵，一台外循环水泵，一台板式交换器，和一台大型冷凝器以及管路组成，该发射机采用两套水循环系统，一套内循环即一次水，一套外循环即二次水，通过一台板式交换器交换热量，该水路系统主要存在，热交换效率不高，发射机水温在夏季过高，影响设备稳定等问题，另外改水路结构复杂，水泵没有设计备份，给日常维护带来不便。

图1 改造后的SW-150A水路系统

2010年，我台参考TBH522型150KW短波发射机水路冷却系统，对现有两部SW-150A型短波150KW发射机水路进行了改造，改造后水泵改为两台，一主一备，采用一套水循环系统，发射机热水直接进入冷凝器，取消了热交换器，散热效果大大提高，增加了离子交换树脂罐，增加一个水箱，增加流量计，改造后，维护量大大减小，机器水温大幅降低，设备运行稳定。另外，SW-150A发射机末级电子管原来屏级水路接头到地之间硅胶管长度只有一米，改造后水管长度增加为2米，去掉了水路铜管到电子管中间的分水盒，改造后铜头腐蚀情况大大好转。

三、大功率广播发射机水路运行维护中一些常见问题及维护经验

1.水路铜管连接头腐蚀堵塞问题

现代大功率短波发射机功率放大级仍采用大型电子管，末前级采用中型电子管，由于末级功率管屏级加有11KV的直流高压，动态调幅时，高压可达到20KV，因此，屏级冷却水路采用耐高压的硅胶管。这样在电子管屏级和地之间这一段硅胶管两端就存在高达20KV的高压，由于冷却水电导率不能做到绝对零值。因此，硅胶管接通两端的铜接头就成为正，负两个电极，对冷却水中的电解质进行电离，经过长时间的电离作用，在硅胶管连接电子管一端的铜头会出现腐蚀现象。时间长了，会造成接头漏水，在进水铜管和出水铜管（相当于负端）的连接铜头会出现电离腐蚀残渣堆积堵塞现象。解决铜头腐蚀以及堵塞的方法可以从以下几个方面入手：

(1)生产过程要提高纯净水的纯度，即降低纯水的电导率。高纯度的纯水可以减小屏级高压对水的电离作用，减小屏级水管接头的腐蚀，还可以减小屏级漏电，提高整机效率也要一定的作用。纯水又名高纯水，是指化学纯度极高的水，其在电子，冶金等领域广泛应用，其对水质纯度要求相当高，所以一般应用最普遍的还是电子工业。在大功率广播发射机中使用的高纯度水其电导率要求小于2us/cm。因此，在生产高纯水时就要求有较高的工艺标准，其次，高纯水不能长时间存放，长时间存放会使水的电导率上升，比如，刚生产出的高纯水，电导率为0.5us/cm，放置一个月后，电导率升高到2us/cm。

(2)设备运行加入离子净化装置，保证水的纯度。在发射机运行当中，由于管道的金属离子和高压电离等原因使水的纯净度在不断的下降。如何保证冷却用纯水的电导率能达到要求，就要在水路中加入离子净化装置，让一部分水流过树脂离子罐，利用离子交换树脂的交换作用，去除水中的Ca2+，Na+，Cl-，这样，经过离子交换柱后，交换出来的H+和OH-发生中和反应，使水得到净化.保持水的纯净度。离子交换树脂使用一段时间后，净化作用减弱，，因此，需要对树脂进行处理，由于离子交换的反应是可逆的，所以，对使用过的离子树脂一般用适当浓度的无机酸或者碱进行洗涤，可恢复到原状态进行反复使用。

(3)另外，可以通过适当增加高周末级功率管屏级冷却水管的长度、在末级功率管屏级水管接头处采取灌铅工艺。在水路铜头加装防腐蚀片也可以防止铜头腐蚀，在水路中加入流量计，通过观察流量计监测流量变化，水压表压力变化提前发现问题流量计读数减小说明水路有堵塞，应立即查找堵塞点，定期更换冷却水，对离子树脂进行恢复，检查清理硅胶管接头等，通过这些措施可以预防水路堵塞，腐蚀情况的发生，避免造成大的事故。

2.硅胶管漏水

大功率短波发射机，由于大功率电子管，电容，槽路线圈等器件产生大量的耗散热量需要通过水流带走，因此，在发射机中大量使用硅胶管，聚四氟管等耐高电压水管，但是发射机维护中经常遇到漏水等故障，漏水的原因，一般情况有以下几个：

(1)就是硅胶管老化破裂，造成漏水。通常情况是漏水部位在管箍部位附近，由于管箍压力大，且靠近高压部分易老化的原因，在维护中应定期更换硅胶管，，紧管箍时应在管箍和硅胶管之间裹塑料胶带，防止管箍边缘对硅胶管造成损伤。

(2)硅胶管或聚四氟水管应尽量和高压高频部分保持合适的距离，在我们维护过程中就发生多起由于高压或高频对冷却聚四氟水管或硅胶管打火，造成水管漏水事故，因此，在检修完以后，要仔细检高压，高频器件附近的水管位置是否距离过进。

(3)冷却水管接头腐蚀造成漏水，接头腐蚀严重，不能及时发现，也是造成漏水的原因，因此，保证冷却水的纯净度，定期检查水路接头，是日常维护中重要的环节，对发射机安全稳定运行起到不可或缺的作用。

四、结束语

大功率广播发射机的冷却系统在经过多年的发展有了长足的进步，设备简化，占地面积减小，效率提高。维护中还存在各种问题，需要在工作中不断学习、总结、完善。

[1]黄晓兵.TBH522型150KW短波发射机维护手册[M].