大功率廣播發(fā)射機由于末級功率管采用大型超蒸發(fā)冷卻電子管，以及槽路大功率電容，電感線圈等諧振器件發(fā)熱量較大，都需要水流帶走大部分熱量，因此，在大功率廣播發(fā)射機中水路的設計也是非常重要的。發(fā)射機水路設計的是否合理，后期維護的便利性以及運行可靠性都對后期使用有著至關重要的作用。

一、大功率廣播發(fā)射機水路的發(fā)展

早期的大功率廣播發(fā)射機由于大功率射頻四級管沒有出現(xiàn)，因此，大量使用功率三極管，以調幅短波120KW板調機發(fā)射機為例，全機水冷電子管達到16只，整機效率只有30%左右，大部分能量以熱能形似耗散。由于耗散功率巨大，早期大功率廣播發(fā)射機水路采用內外兩套循環(huán)系統(tǒng)，內循環(huán)，又稱為“一次水”，封閉在管道內，采用純凈水或者離子軟化水，作用是帶走大型電子管，電容，線圈器件等耗散的熱量，通過一組大型熱交換器，將熱量傳導到外循水系統(tǒng)，也稱作“二次水”二次水通過外水池，以噴頭噴灑空氣中，來降低水的溫度。這樣，就需要兩套循環(huán)系統(tǒng)，設備復雜，維護量大。效率低下。

現(xiàn)代大功率短波廣播發(fā)射機，由于晶體管電路的廣泛應用，大功率射頻四級管的使用，使大功率廣播發(fā)射機電子管數(shù)量大大減少。以SW-150A型150KW調幅短板PSM調制發(fā)射機為例，全機只用兩只電子管，末級功率管采用一只超蒸發(fā)冷卻大功率石墨烯四級管TH537，推動級采用一只FU618F（風冷）這也使發(fā)射機的水路設計大大簡化，首先，整機電子管的減少，使循環(huán)水流量大幅減少，達到6---7m3/h，加上大型散熱器的使用，現(xiàn)在，一套水路循環(huán)系統(tǒng)就可以完成散熱的需要。減少了設備，提高了效率。

二、SW-150A短波150KW廣播發(fā)射機的水路改造

航天部23所生產(chǎn)的SW-150A型短波發(fā)射機水路系統(tǒng)由兩臺水泵，一臺內循環(huán)水泵，一臺外循環(huán)水泵，一臺板式交換器，和一臺大型冷凝器以及管路組成，該發(fā)射機采用兩套水循環(huán)系統(tǒng)，一套內循環(huán)即一次水，一套外循環(huán)即二次水，通過一臺板式交換器交換熱量，該水路系統(tǒng)主要存在，熱交換效率不高，發(fā)射機水溫在夏季過高，影響設備穩(wěn)定等問題，另外改水路結構復雜，水泵沒有設計備份，給日常維護帶來不便。

圖1 改造后的SW-150A水路系統(tǒng)

2010年，我臺參考TBH522型150KW短波發(fā)射機水路冷卻系統(tǒng)，對現(xiàn)有兩部SW-150A型短波150KW發(fā)射機水路進行了改造，改造后水泵改為兩臺，一主一備，采用一套水循環(huán)系統(tǒng)，發(fā)射機熱水直接進入冷凝器，取消了熱交換器，散熱效果大大提高，增加了離子交換樹脂罐，增加一個水箱，增加流量計，改造后，維護量大大減小，機器水溫大幅降低，設備運行穩(wěn)定。另外，SW-150A發(fā)射機末級電子管原來屏級水路接頭到地之間硅膠管長度只有一米，改造后水管長度增加為2米，去掉了水路銅管到電子管中間的分水盒，改造后銅頭腐蝕情況大大好轉。

三、大功率廣播發(fā)射機水路運行維護中一些常見問題及維護經(jīng)驗

1.水路銅管連接頭腐蝕堵塞問題

現(xiàn)代大功率短波發(fā)射機功率放大級仍采用大型電子管，末前級采用中型電子管，由于末級功率管屏級加有11KV的直流高壓，動態(tài)調幅時，高壓可達到20KV，因此，屏級冷卻水路采用耐高壓的硅膠管。這樣在電子管屏級和地之間這一段硅膠管兩端就存在高達20KV的高壓，由于冷卻水電導率不能做到絕對零值。因此，硅膠管接通兩端的銅接頭就成為正，負兩個電極，對冷卻水中的電解質進行電離，經(jīng)過長時間的電離作用，在硅膠管連接電子管一端的銅頭會出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。時間長了，會造成接頭漏水，在進水銅管和出水銅管（相當于負端）的連接銅頭會出現(xiàn)電離腐蝕殘渣堆積堵塞現(xiàn)象。解決銅頭腐蝕以及堵塞的方法可以從以下幾個方面入手：

(1)生產(chǎn)過程要提高純凈水的純度，即降低純水的電導率。高純度的純水可以減小屏級高壓對水的電離作用，減小屏級水管接頭的腐蝕，還可以減小屏級漏電，提高整機效率也要一定的作用。純水又名高純水，是指化學純度極高的水，其在電子，冶金等領域廣泛應用，其對水質純度要求相當高，所以一般應用最普遍的還是電子工業(yè)。在大功率廣播發(fā)射機中使用的高純度水其電導率要求小于2us/cm。因此，在生產(chǎn)高純水時就要求有較高的工藝標準，其次，高純水不能長時間存放，長時間存放會使水的電導率上升，比如，剛生產(chǎn)出的高純水，電導率為0.5us/cm，放置一個月后，電導率升高到2us/cm。

(2)設備運行加入離子凈化裝置，保證水的純度。在發(fā)射機運行當中，由于管道的金屬離子和高壓電離等原因使水的純凈度在不斷的下降。如何保證冷卻用純水的電導率能達到要求，就要在水路中加入離子凈化裝置，讓一部分水流過樹脂離子罐，利用離子交換樹脂的交換作用，去除水中的Ca2+，Na+，Cl-，這樣，經(jīng)過離子交換柱后，交換出來的H+和OH-發(fā)生中和反應，使水得到凈化.保持水的純凈度。離子交換樹脂使用一段時間后，凈化作用減弱，，因此，需要對樹脂進行處理，由于離子交換的反應是可逆的，所以，對使用過的離子樹脂一般用適當濃度的無機酸或者堿進行洗滌，可恢復到原狀態(tài)進行反復使用。

(3)另外，可以通過適當增加高周末級功率管屏級冷卻水管的長度、在末級功率管屏級水管接頭處采取灌鉛工藝。在水路銅頭加裝防腐蝕片也可以防止銅頭腐蝕，在水路中加入流量計，通過觀察流量計監(jiān)測流量變化，水壓表壓力變化提前發(fā)現(xiàn)問題流量計讀數(shù)減小說明水路有堵塞，應立即查找堵塞點，定期更換冷卻水，對離子樹脂進行恢復，檢查清理硅膠管接頭等，通過這些措施可以預防水路堵塞，腐蝕情況的發(fā)生，避免造成大的事故。

2.硅膠管漏水

大功率短波發(fā)射機，由于大功率電子管，電容，槽路線圈等器件產(chǎn)生大量的耗散熱量需要通過水流帶走，因此，在發(fā)射機中大量使用硅膠管，聚四氟管等耐高電壓水管，但是發(fā)射機維護中經(jīng)常遇到漏水等故障，漏水的原因，一般情況有以下幾個：

(1)就是硅膠管老化破裂，造成漏水。通常情況是漏水部位在管箍部位附近，由于管箍壓力大，且靠近高壓部分易老化的原因，在維護中應定期更換硅膠管，，緊管箍時應在管箍和硅膠管之間裹塑料膠帶，防止管箍邊緣對硅膠管造成損傷。

(2)硅膠管或聚四氟水管應盡量和高壓高頻部分保持合適的距離，在我們維護過程中就發(fā)生多起由于高壓或高頻對冷卻聚四氟水管或硅膠管打火，造成水管漏水事故，因此，在檢修完以后，要仔細檢高壓，高頻器件附近的水管位置是否距離過進。

(3)冷卻水管接頭腐蝕造成漏水，接頭腐蝕嚴重，不能及時發(fā)現(xiàn)，也是造成漏水的原因，因此，保證冷卻水的純凈度，定期檢查水路接頭，是日常維護中重要的環(huán)節(jié)，對發(fā)射機安全穩(wěn)定運行起到不可或缺的作用。

四、結束語

大功率廣播發(fā)射機的冷卻系統(tǒng)在經(jīng)過多年的發(fā)展有了長足的進步，設備簡化，占地面積減小，效率提高。維護中還存在各種問題，需要在工作中不斷學習、總結、完善。

[1]黃曉兵.TBH522型150KW短波發(fā)射機維護手冊[M].