一种水中物质结垢过程研究用试验装置【技术领域】
本发明属于高压直流输电技术领域，涉及一种水中物质结垢过程研究用试验装
置。
【背景技术】
国内所有在运的高压直流输电工程的每年年度检修期间，抽检换流阀用均压电极
时，均发现该类电极存在不同程度的结垢问题。
为了最大程度地降低因电极结垢给换流阀运行带来的隐患，每个换流站要定期对
电极上存在的垢质进行一次全面的清理工作。由此带来年检工作量、工作人员和工作时间
等几乎翻倍，同时也容易引发其它突发事件，给换流站运维人员造成不必要的困扰。因此，
找出换流阀电极结垢的原因并加快对除垢方案的研究，已经刻不容缓。
目前还没有此类试验装置，用于换流阀电极结垢的原因分析。
【发明内容】
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种水中物质结垢过程研究
用试验装置，将水中物质结垢过程研究中各种问题，均考虑在该试验装置内，不仅结构简
单，易于操作，而且试验研究内容可多样化，起到从不同层面进行电极除垢研究分析的目
的。
为实现上述目的，本发明采用如下方案：
一种水中物质结垢过程研究用试验装置，包括水循环泵、水路模块、溶气池和试验
水箱；
试验水箱、水路模块和溶气池通过管路依次连接形成密闭的试验用水路主循环回
路；各类气体瓶通过溶气管道与溶气池连接在一起，溶气管道接近各类气体瓶的直通管道
上安装有用来调节溶气池内所需不同气体注入量的气体流量计；
试验水箱和水路模块之间管路上安装有水循环泵、第一阀门、辅助试验装置、流量
计和压力表一；水路模块和溶气池之间的管路上安装有压力表二和第二阀门；树脂罐连接
在水循环泵出口管路与试验水箱之间，形成微型水处理回路，用于调节主循环水路中水质；
水路模块为根据不同换流阀的结垢和试验要求设计的换流阀组件水路结构；辅助试验装置
为电极除垢方案研究预留的接口。
进一步，所述溶气池包括水池和溶气池上盖，溶气池上盖上设有排放溶气池中多
余气体的安全阀二。
进一步，所述试验水箱包括水箱和试验水箱上盖，试验水箱上盖上开设试验用水
路注水口，试验用水源通过管路与试验用水路注水口连通，通过试验用水源)随时为试验水
箱注入或补充所需各类试验用水。
进一步，所述试验水箱上盖上设有多种功能接口，通过该功能接口连接有pH计、溶
氧仪仪表、电导率仪表和安全阀一。
进一步，所述各类气体瓶为氧气瓶、氮气瓶或二氧化碳气瓶。
本发明的水中物质结垢过程研究用试验装置，包括水泵、换流阀电极结垢研究模
拟试验用水路模块、补气池、试验水箱、树脂罐、辅助试验装置、各类阀门及各类研究所需仪
表仪器等；可以根据不同的研究内容调整其规模大小，结构简单、安装方便，试验可随时根
据试验内容调整试验液体成分，加速试验研究速度，并可以随时监测水质变化和电化学反
应速度或结垢速度，同时还可以随时调整试验研究自身的内容，并把能想到的解决方案加
入该装置以便进行试验验证，试验 过程更加灵活、便于随时修正试验内容。为换流阀电极
除垢的研究提供有力后盾和基础。
【附图说明】
图1为本发明的结构示意图；
其中：1为水循环泵；2为第一阀门；3为辅助试验装置；4为流量计；5为压力表一；6
水路模块；7为压力表二；8为第二阀门；9为溶气池；10为气体流量计；11为试验水箱；12为树
脂罐；13为第三阀门；14为pH计；15为溶氧仪；16为安全阀一；17为电导率仪表；18为试验用
水路注水口；19为各类气体瓶；20为试验用水源；21为安全阀二；22为溶气池上盖；23为溶气
管道；24为试验水箱上盖。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
请参阅图1所示，本发明为一种水中物质结垢过程研究用试验装置。主要设备包
括：水循环泵1、换流阀电极结垢研究模拟试验用水路模块6以及溶气池9和试验水箱11。其
中，水循环泵1和与调节试验流量的第一阀门2相连，流量调节第一阀门2和换流阀电极结垢
研究模拟试验用水路模块6之间安装有辅助试验装置3、监视用流量计4和压力表一5；换流
阀电极结垢研究模拟试验用水路模块6和溶气池9之间的管道上安装有压力表二7和调节流
量的第二阀门8；溶气池9和试验水箱11顺次连接后接入水循环泵1形成一个密闭的试验用
水路主循环回路。水循环泵1和树脂罐12连接后顺着水流方向接入试验水箱11，形成一个微
型水处理回路，调节主循环水路中水质的不同要求。
所述辅助试验装置3的主要作用是为电极除垢方案研究预留的接口，可以及 时更
换，便于各种除垢方案的研究和试验。
所述换流阀电极结垢研究模拟试验用水路模块6可以根据不同换流阀的结垢和试
验要求，设计成国内外各种类型的换流阀组件水路结构并根据试验要求做不同处理，也可
以根据其它类似研究的要求设计成不同的水路试验模拟模块。
所述溶气池9与各类气体瓶19通过溶气管道23连接在一起，溶气管道23，溶气管道
23接近各类气体瓶19的直通管道上安装有气体流量计10，用来调节溶气池内的所需不同气
体注入量。
溶气池上盖22设计有排放溶气池9中多余气体的安全阀门。
所述试验用水源20通过软管至试验用水源注水口18处，可以随时为试验水箱11注
入或补充所需各类试验用水。
试验水箱上盖24设计有多种功能接口，通过该功能接口连接有pH计14、溶氧仪仪
表15和电导率仪表17、安全阀一16和试验用水源注水口18等，如果实验需要其它水质测量
仪表也可以在试验水箱上盖24增加其它功能性接口。
水泵主要作用是为试验装置提供水循环的动力源；换流阀电极结垢研究模拟试验
用水路是用来搭建所需研究的换流阀典型水路或其它所需研究的典型水路模块的；补气池
是为了研究各类气体对所需研究水路模块内接液部分的影响和电极结垢成因而设置的，可
以接入不同的气瓶，如：氧气、氮气、二氧化碳等，从而改变水中各种气体的含量，同时具备
把大量注入水中但未溶解的气体排出的功能；试验水箱的主要功能是完成对水路研究过程
中水质变化的测量、排气和水路缺水时的加水工作，通过注水孔可以把试验所需的各种水
质添加至试验水路中；树脂罐的是用来净化水中多余的离子，可以模拟不同水路中的离子
浓度状态，便于观察不同水质中电极结垢的反应速度；辅助试验装置是在换流阀电极结垢
研究 模拟试验用水路模块的补充模块，可以是研究过程中增加的各种除垢试验模块，也可
以是为试验增加的其它促进电极结垢或电/化学反应的模块；各类阀门根据功能不同，分别
完成调节水路流量、设备检修和测量等功能；各类仪表仪器是为了随时掌握试验过程中水
质而配置的，包括流量计流量计、压力表、pH计、电导率仪、溶氧仪等。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本领域技术
人员应该了解到本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本
发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变
化和改进都落入要求保护的本发明范围内。