轨道车辆用冷却塔技术应用探讨

任晓刚

（中车洛阳机车有限公司，河南 洛阳 471000）

1 冷却塔冷却系统以及未来发展趋势

现阶段，当轨道车辆处于运行状态的时候，均是引进了冷却塔冷却系统，利用该项系统对轨道车辆牵引用电气部件的冷却介质进行强迫冷风，其中包含牵引变流器和牵引变压器等，促使电气元器件处于良好运行状态。在本文中，主要是将交流传动客运机车为主，进行举例，其中，电力机车有着八轴车，一共是两节，在每一节内均设置了一台冷却塔冷却系统，如果任何一台冷却系统发生故障隐患后，另外一项冷却系统能够继续运行，进而从一定程度上确保冷却塔冷却系统有着良好的性能，使稳定性以及安全性全面增强。

1.1 冷却塔结构组成以及特征表现

当前阶段，冷却塔是由多项结构相互组合形成的，分别表现为金属骨架、水泵以及膨胀水箱等多方面，不过，该项冷却塔有着结构复杂以及集成效果高的优势。

1.2 对于冷却塔冷却系统基本运行要点的论述

在冷却塔冷却系统运行期间，相关运行要点表现为多方面，比如，对主变流器以及主变压器中的热量进行全面传输，将其运输到冷却介质中。热交换器和管网相互组合到一起形成了封闭性的在冷却环路，基于冷却风机辅助作用下开展风冷操作，确保热量被逐渐挥发到外部空气中。

1.3 冷却塔未来发展趋势探讨

（1）呈现出多样性特征。当客车机车处于运行状态的过程中，相关人员放置了列车供电柜，然后处于车内实施循环散热工作，不过，从实际应用现状来看，该种类型的散热方式也有着诸多的缺陷性，比如，机械间中空气温度处于极高的状态，冷却效果处于较低的状态，并且对于列车供电柜电器元件来讲，包含了诸多的热量，里面存在的热量在机械间内得到了直接的散发，进而使机械负荷量逐渐增加。

图1 冷却塔冷却系统基本运行原理

（2）具备一定的可靠性。在动力集中机车组运行期间，主要是以一节动力车＋一节控制车＋N节拖车编组方式为主，其中，一节动力车主要是四轴车，车身整体不长，机械空间不大，面积小，只能够将一台冷却塔通风系统放于其中。假如冷却塔通风系统处于运行状态时受不良因素影响存在着严峻的隐患，那么，机车组牵引就会出现不良封锁问题。经过有关探讨得出，冷却塔系统部件发生故障的概率非常高，所以相关人员务必多加注意，结合实际情况实施工作，比如，采取冗余设计主冷风机以及水泵的方法，从而增强冷却系统的稳定性以及安全性。

2 新型冷却塔通风系统的类型

结合冷却塔实际发展趋势来看，对新型冷却塔进行合理设计，在符合基本要求的基础上操作轨道车辆冷却系统。

2.1 分流式冷却循环系统的应用

（1）分流式冷却循环系统应用情况和基本要点。首先，相关人员合理划分主流器柜冷却环路，将其分成多方面，分别是冷却支路以及冷却液，在水散热器设备内逐渐渗出，借助水泵的优势同时根据相关比例进行，分别流到主变流柜和冷却设备内，当柜体内中有冷却液流动时，将会使柜内电器部件各项热量得到全面挥发，在水散热器位置汇合到一起，在冷却风机的作用下散发冷却液内的各项热量，使其全部流入车外，完全冷却后的冷却液逐渐进入列车供电柜以及冷却设备内，慢慢成为环路。当冷却塔内包含的风量趋于稳定性以及冷却塔流量稳定的基础上，循环系统自身也会保持良好的平衡，这样，就能够确保主变流柜以及列车电柜等全面的挥散热量。

（2）分流式实施方法的应用。在本文中，以冷却支路分流式方式为主展开详细论述。当前阶段，要想在一定范围中使冷却液逐渐进入两条支路内，就要在冷却液流量处于一定状态的情况下，保持两项支路流体阻力一致，全面控制主变化流柜的冷却程度以及列车供电柜冷却液流量等。

2.2 双风机双水泵结构冷却塔

（1）双风机双水泵结构冷却塔特征表现。目前，双风机双水泵结构冷却塔是由水泵、水复合器以及吸湿器等多种类型的部件相互组合形成，通过和单风机单水泵结构冷却塔相互比较分析看出，此种类型的冷却塔结构形式有着极高的复杂性，而且集成度极高，风机和水泵控制有着诸多难度。

（2）采取的方式有：①在冷却塔内设置风机，加强风机的控制力度，当风机运行期间，风量处于不断增长的状态，冷却塔的散热效果也逐渐体现了出来。一台风机发生故障隐患后，另一台风机可以继续正常运行，而风量逐渐减少以后，冷却塔散热效果随之提高。而且牵引系统性能极佳，可以全面增强系统的稳定性以及安全性。②将一个隔板设置到两台风机之间进行密封，使其成为两个独立性的通风支路。需要明确认识到的是，相关人员设置隔板是为了防止两项风机气体相互混合到一起，产生不良的串流问题，降低噪音形成，当一台风机故障发生故障隐患后，可以防止另一台风机的空气从另一侧泄漏出去。③将两项水泵设置到冷却塔内，将水路系统结合起来，而且冷却塔运行期间，包含的了两个水泵，第一种水泵负责工作，另外一台则是实施相关设计工作，采取单独控制方式对两台水泵电路进行合理控制，借助规范性的控制设备交替运行两台水泵，对于相关的交替周期来讲，需要依照冷却塔实际运行情况进行设置，隔天运行是最佳的一种模式，有利于确保交替周期的合理性。④将单向阀安装于两项水泵连接管道内，以免冷却液处于两台水泵之间不断进行循环。

3 轨道车辆用冷却塔技术应用效果体现

3.1 分流式冷却塔通风系统产生的效果

（1）在轨道车辆运行期间，将水冷应用到供电柜中有着极大的作用，除了能够提高供热水平外，同时还能够降低成本。（2）在应用分流式冷却循环系统期间，需要集主变流柜以及列车供电柜、冷却设备等相互结合到一起，将其产生的热量传输到散热器内，确保热量被全面挥发出去，提升集成效果。在列车供电柜容量没有发生变化的现状下，有利于减少柜台尺寸，确保机械件设备得到规范性设置，为工作开展提供便利。（3）列车供电柜台自身形成的热量。当前阶段，借助水循环系统流经水散热器，确保热量被全面挥发出来，从而减少机械的荷载力。再加上该项系统产生的优势极高，因此，在动车组以及动力车等项目中受到了普遍应用，所以冷却系统未来发展趋势极佳。

3.2 双风机双水泵结构冷却塔冷却系统效果

（1）冷却塔部件出现故障的概率非常高，针对此种现象，可以采取软件进行合理计算，当部件故障率没有发生改变的情况下，应用双风机双水泵在方案以后，冷却塔出现冷却故障的概率逐渐下降。当一台风机出现故障问题后，另外的风机可以正常运行，风量缩减少，冷却塔散热能力有效体现，从而在一定程度上增强了冷却系统的稳定性以及可靠性。（2）做好双水泵的冗余设计工作。当水泵出现隐患后，另外一台水泵处于运行状态，促使冷却系统可靠性得到了全面提高。

从以上论述来看，在轨道车辆中双风机双水泵结构冷却塔冷却系统得到了全面且广泛的应用，而且产生的冷却系统效果均是非常高的，未来发展趋势良好。

4 结语

现阶段，本文主要分析了布置空间紧张、电气设备车内循环风冷效率不高，单套冷却系统的可靠性有待提升等，综合性探究以及考虑了在轨道车辆设备布置、冷却系统性能和可靠性等方面，对新型冷却塔进行了规范性设计，经过相关验证和实践，表明了两项冷却塔的适用性极高，可以为后期设计轨道车辆冷却塔方案提供一定的依据，促使轨道车辆得到稳定且安全的发展。