專(zhuān)利名稱(chēng)：水電站機(jī)組循環(huán)技術(shù)供水螺紋管冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所屬領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及一種水力機(jī)械，特別是水力發(fā)電機(jī)組輔助設(shè)備。
背景技術(shù)：
水電站的設(shè)備動(dòng)力效率η＜1，水輪發(fā)電機(jī)組和變壓器在運(yùn)行過(guò)程中都存在能量損失，損失的能量絕大部分變成熱能。不斷積聚的熱能使設(shè)備溫度升高，惡化電氣絕緣性能及轉(zhuǎn)動(dòng)部分的零部件力學(xué)性能，導(dǎo)致設(shè)備損壞事故。水電站水機(jī)輔助設(shè)備中的技術(shù)供水系統(tǒng)傳統(tǒng)的供水方式為川流式，一次性將低溫度的天然水從電站上游或引水道，通過(guò)引入發(fā)熱源部件油盒中的導(dǎo)熱管帶走熱量，直接排入電站尾水道，水量不能重復(fù)使用。為保證技術(shù)供水水質(zhì)要求，電站一般采用設(shè)置沉沙池、濾水器等，部分電站采用打井抽取地下水作為技術(shù)供水，但是仍然無(wú)法完全解決水質(zhì)和水量要求，特別在汛期泥沙嚴(yán)重時(shí)，常使濾水器堵塞，從而影響機(jī)組正常運(yùn)行。同時(shí)設(shè)置沉沙池、濾水器等設(shè)施投資較大。
水電站機(jī)組循環(huán)技術(shù)供水裝置解決了水電站傳統(tǒng)技術(shù)供水方式的不足之處。它由機(jī)組空氣冷卻器、循環(huán)冷卻供水設(shè)備(即尾水冷卻器)、循環(huán)水池、循環(huán)水泵及管路、閥門(mén)和表計(jì)等組成。循環(huán)冷卻供水設(shè)備為焊接件，主要材料是流體管，材質(zhì)20#鋼。與基礎(chǔ)通過(guò)螺栓連接，連接件采用不銹鋼材料。循環(huán)技術(shù)供水系統(tǒng)自成循環(huán)回路。循環(huán)水泵由循環(huán)水池抽取循環(huán)水壓至尾水冷卻器，尾水冷卻器利用電站尾水與循環(huán)水的溫差，在電站尾水中形成熱交換場(chǎng)，將循環(huán)水冷卻，然后將循環(huán)水送至機(jī)組的空氣冷卻器冷卻機(jī)電設(shè)備，經(jīng)加熱的循環(huán)水又被送回到循環(huán)水池。循環(huán)水采用生活用清水并進(jìn)行加藥處理，這樣，經(jīng)尾水冷卻器冷卻后的循環(huán)水水質(zhì)、水溫均完全達(dá)到機(jī)電設(shè)備對(duì)技術(shù)供水的技術(shù)要求。根據(jù)河流洪枯期泥沙含量變化特點(diǎn)，洪期用循環(huán)技術(shù)供水作為技術(shù)供水主供水源，枯期可用川流式，從河道中取清潔的天然水作主供水源，兩者之間水源切換互為備用，提高了供水可靠度，并降低電站投資成本和運(yùn)行費(fèi)用。這一新的技術(shù)進(jìn)步，大大提高了機(jī)組設(shè)備技術(shù)供水的安全運(yùn)行，同時(shí)節(jié)省了投資。
但是水電站機(jī)組循環(huán)技術(shù)供水裝置也存在一些不足之處，如1、設(shè)備體積較大，重量較重。
冷卻器必須有足夠的換熱表面積，才能滿足散熱要求。照以往設(shè)計(jì)，大中型水電站要求的冷卻裝置體積更大，重量更重。
2、安裝、檢修不方便。
以往的冷卻器，大多采用膨脹螺栓與冷卻器大梁或尾水渠底板直接聯(lián)結(jié)。但是隨著電站對(duì)冷卻器技術(shù)要求的逐步提高，這種聯(lián)結(jié)方式逐漸暴露出缺點(diǎn)，檢修相當(dāng)困難甚至無(wú)法檢修。
為了達(dá)到更好的降溫效果以及防止銹蝕，冷卻器要求布置在電站最低尾水位以下。冷卻器底部離水面距離更大，有的在電站最低尾水位以下幾米至十多米處。電站檢修通常在冬季進(jìn)行，此時(shí)河水溫度很低，或者已經(jīng)結(jié)冰，要進(jìn)行水下作業(yè)十分困難，還有的冷卻器由于使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，膨脹螺栓固定處發(fā)生銹蝕而無(wú)法拆卸。
3、經(jīng)濟(jì)成本較大為達(dá)到設(shè)計(jì)要求的散熱面積，散熱管必須要達(dá)到足夠的長(zhǎng)度。電站裝機(jī)較大時(shí)，所需冷卻器散熱量越大。此時(shí)，所需管材更多；加工成本更大，同時(shí)因?yàn)槔鋮s器體積大、重量重，其運(yùn)輸、安裝的費(fèi)用也更大。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的即在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種散熱效果優(yōu)良，減輕散熱管自重、節(jié)約成本、便于安裝運(yùn)輸?shù)乃娬緳C(jī)組循環(huán)技術(shù)供水螺紋管冷卻裝置。
本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)水電站機(jī)組循環(huán)技術(shù)供水螺紋管冷卻裝置，是水電站機(jī)組循環(huán)技術(shù)供水裝置中的循環(huán)冷卻供水設(shè)備，即尾水冷卻器，尾水冷卻器主體為散熱管，尾水冷卻器主體的散熱管采用螺紋管結(jié)構(gòu)，散熱管采用的螺紋管是直徑為25～51mm、壁厚1.0～2.5mm的鋼管經(jīng)輥壓加工而成。散熱管與基礎(chǔ)通過(guò)連接件連接，連接件采用活動(dòng)支座連接，活動(dòng)支座由厚壁無(wú)縫鋼管、螺栓、螺母等組成。連接件采用的活動(dòng)支座與尾水冷卻器底部的錐型體配合，錐型體呈60°斜面，斜面對(duì)應(yīng)活動(dòng)支座，尾水冷卻器利用自重與活動(dòng)支座緊密接觸。連接件采用的活動(dòng)支座主體為一厚壁無(wú)縫鋼短管與一平板法蘭盤(pán)焊接而成，厚壁短管與一平板法蘭焊接，短管內(nèi)壁呈60°斜面，法蘭盤(pán)上設(shè)置有四個(gè)調(diào)節(jié)螺栓，活動(dòng)支座與預(yù)埋鋼板焊接固定。
通過(guò)上面的敘述可以看出，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1、采用這種螺紋散熱管，經(jīng)計(jì)算，比相同管徑相同長(zhǎng)度的直管傳熱面積增大12.5～13.5％；相比相同散熱面積的直管冷卻器，重量減輕15～20％；本實(shí)用新型散熱管采用的螺紋管管內(nèi)形成螺旋凸槽，帶熱水流在管中呈渦流運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，流體在向前運(yùn)動(dòng)過(guò)程中連續(xù)的改變方向，在橫截面上引起二次環(huán)流，管內(nèi)流體的層流邊界層被破壞，因此對(duì)流換熱系數(shù)得到提高。2、由于采用了活動(dòng)支座帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)，尾水冷卻器在自身重力作用下會(huì)越壓越緊，更加穩(wěn)固；當(dāng)尾水冷卻器需要檢修起吊時(shí)，只需拆卸冷卻器頂部彎頭和牛腿面支腳(通常設(shè)在最低尾水位以上)的螺栓，即可進(jìn)行起吊檢修，無(wú)須進(jìn)行水下作業(yè)；尾水冷卻器安裝、檢修更加方便。


圖1為本實(shí)用新型正視圖圖2為本實(shí)用新型側(cè)視圖圖3為本實(shí)用新型俯視圖圖4為本實(shí)用新型螺紋管局部放大圖圖5為本實(shí)用新型活動(dòng)支座安裝示意圖具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述如圖1、圖2及圖3所示，水電站機(jī)組循環(huán)技術(shù)供水螺紋管冷卻裝置1，是水電站機(jī)組循環(huán)技術(shù)供水裝置中的循環(huán)冷卻供水設(shè)備，即尾水冷卻器，尾水冷卻器主體為散熱管2，與基礎(chǔ)通過(guò)連接件3連接，尾水冷卻器主體的散熱管2采用螺紋管結(jié)構(gòu)，如圖4所示，散熱管2采用的螺紋管是直徑為25～51mm、壁厚1.0～2.5mm的鋼管經(jīng)輥壓加工而成。如圖5所示，連接件3采用活動(dòng)支座連接，活動(dòng)支座由厚壁無(wú)縫鋼管、螺栓、螺母等組成。連接件3采用的活動(dòng)支座與尾水冷卻器底部的錐型體4配合，錐型體4呈60°斜面，斜面對(duì)應(yīng)活動(dòng)支座，尾水冷卻器利用自重與活動(dòng)支座緊密接觸，當(dāng)尾水冷卻器需要檢修起吊時(shí)，只需拆卸冷卻器頂部彎頭和牛腿面支腳5(通常設(shè)在最低尾水位以上)的螺栓，即可進(jìn)行起吊檢修，無(wú)須進(jìn)行水下作業(yè)。連接件3采用的活動(dòng)支座主體為一厚壁無(wú)縫鋼短管與一平板法蘭盤(pán)焊接而成，厚壁短管與一平板法蘭焊接，短管內(nèi)壁呈60°斜面，法蘭盤(pán)上設(shè)置有四個(gè)調(diào)節(jié)螺栓，活動(dòng)支座與預(yù)埋鋼板焊接固定。
實(shí)施例一將管徑為32mm，總長(zhǎng)度為100m的螺紋管和直管分別加工成兩個(gè)冷卻排管，先后置于引水道內(nèi)，排管和引水道分別通過(guò)水泵供水，由加熱器加熱控制水溫。
實(shí)驗(yàn)參數(shù)冷卻水量 100m3/h；排管內(nèi)部冷卻水流速 2.00m/s；外部引水道水流流速 1.8m/s；室溫 14℃。
使用直管冷卻排與螺紋管冷卻排在相同條件下進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)得下表
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

可以看出，螺紋管冷卻排與直管冷卻排在引水道水溫、冷卻排進(jìn)水溫度均相同的情況下，出水溫度螺紋管比直管明顯要低，實(shí)驗(yàn)表明螺紋管的冷卻效果優(yōu)于直管。
實(shí)施例二對(duì)已采用機(jī)組循環(huán)冷卻裝置的水電站，將不同時(shí)段的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得下表，其中兩河口水電站采用螺紋管冷卻裝置，香水水電站采用直管冷卻裝置。
實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表


可以看出，在實(shí)際運(yùn)用中，螺紋管與直管在河水水溫、冷卻器進(jìn)水溫度相差不大的情況下，冷卻器出水溫度螺紋管比直管明顯要低，說(shuō)明螺紋管的冷卻效果優(yōu)于直管。
權(quán)利要求1.水電站機(jī)組循環(huán)技術(shù)供水螺紋管冷卻裝置(1)，是水電站機(jī)組循環(huán)技術(shù)供水裝置中的循環(huán)冷卻供水設(shè)備，即尾水冷卻器，尾水冷卻器主體為散熱管(2)，與基礎(chǔ)通過(guò)連接件(3)連接，其特征在于尾水冷卻器主體的散熱管(2)采用螺紋管結(jié)構(gòu)，連接件(3)采用活動(dòng)支座連接，活動(dòng)支座由厚壁無(wú)縫鋼管、螺栓、螺母等組成，活動(dòng)支座的厚壁無(wú)縫鋼管內(nèi)壁呈60°斜面，連接件(3)采用的活動(dòng)支座與尾水冷卻器底部的錐型體(4)配合，錐型體(4)呈60°斜面，斜面對(duì)應(yīng)活動(dòng)支座，尾水冷卻器利用自重與活動(dòng)支座緊密接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水電站機(jī)組循環(huán)技術(shù)供水螺紋管冷卻裝置，其特征在于，散熱管(2)采用的螺紋管是直徑為25～51mm、壁厚1.0～2.5mm的鋼管經(jīng)輥壓加工而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水電站機(jī)組循環(huán)技術(shù)供水螺紋管冷卻裝置，其特征在于，所述的連接件(3)采用的活動(dòng)支座主體為一厚壁無(wú)縫鋼短管與一平板法蘭盤(pán)焊接而成，法蘭盤(pán)上設(shè)置有四個(gè)調(diào)節(jié)螺栓，活動(dòng)支座與預(yù)埋鋼板焊接固定。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)水電站機(jī)組循環(huán)技術(shù)供水螺紋管冷卻裝置1，是水電站機(jī)組循環(huán)技術(shù)供水裝置中的循環(huán)冷卻供水設(shè)備，即尾水冷卻器，尾水冷卻器主體為散熱管2，與基礎(chǔ)通過(guò)連接件3連接，尾水冷卻器主體的散熱管2采用螺紋管結(jié)構(gòu)，連接件3采用活動(dòng)支座連接，活動(dòng)支座由厚壁無(wú)縫鋼管、螺栓、螺母等組成。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)通過(guò)上面的敘述可以看出，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1.采用這種螺紋散熱管，傳熱面積增大12.5～13.5％；對(duì)流換熱系數(shù)得到提高，冷卻器自身重量減輕，體積減??；節(jié)約投資成本。2.由于采用了活動(dòng)支座帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)，尾水冷卻器在自身重力作用下會(huì)越壓越緊，更加穩(wěn)固；當(dāng)尾水冷卻器需要檢修起吊時(shí)，只需拆卸冷卻器頂部彎頭和牛腿面支腳5(通常設(shè)在最低尾水位以上)的螺栓，即可進(jìn)行起吊檢修，無(wú)須進(jìn)行水下作業(yè)；尾水冷卻器安裝、檢修更加方便。
文檔編號(hào)F28F1/12GK2677853SQ03250258
公開(kāi)日2005年2月9日 申請(qǐng)日期2003年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月9日
發(fā)明者袁淑蓉, 唐怡生, 張 浩 申請(qǐng)人:袁淑蓉, 張 浩