專利名稱：直接空冷單元冷卻空氣導(dǎo)流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于能源動(dòng)力領(lǐng)域。特別涉及利用空冷軸流風(fēng)機(jī)出口風(fēng)速分布不均勻 的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)冷卻空氣流場的有效組織，降低空冷翅片管束迎風(fēng)面冷卻空氣流速 的不均勻性，達(dá)到各部分管束表面?zhèn)鳠崃烤鶆蚍峙涞哪康?，以充分利用管束傳?面積，提高空冷凝汽器性能的一種直接空冷單元空氣導(dǎo)流裝置。
背景技術(shù)：
我國"三北"地區(qū)富煤缺水的矛盾，促進(jìn)了電站空冷技術(shù)的發(fā)展。直接空冷 機(jī)組以環(huán)境空氣作為汽輪機(jī)排汽的冷卻介質(zhì)，用空冷凝汽器代替了傳統(tǒng)的水冷凝 汽器。與水相比，空氣密度低，比熱小，導(dǎo)熱系數(shù)低，因此空氣冷卻能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小 于水的冷卻能力，導(dǎo)致空冷系統(tǒng)龐大，空冷單元數(shù)量多，空冷風(fēng)機(jī)直徑大，流量 多。研究表明，空冷風(fēng)機(jī)出口流場極不均勻，除了軸向流速，還存在徑向流速和 周向流速。對于速度最大的軸向流速，沿著風(fēng)機(jī)半徑方向的分布也是不均勻的。此外，直接空冷單元的翅片管束分左右兩列呈"A"型傾斜布置。對于"A"型空 冷單元結(jié)構(gòu)，翅片管束迎風(fēng)面的空氣流場極不均勻，導(dǎo)致空氣溫度場也不均勻， 使空冷翅片管束不能充分發(fā)揮作用，導(dǎo)致空冷系統(tǒng)冷卻效果下降，空冷單元的流 動(dòng)、傳熱特性需要改善。利用直接空冷單元的空冷管束和軸流風(fēng)機(jī)之間存在的很大空間，可以通過布 置一定結(jié)構(gòu)形狀的導(dǎo)流裝置，實(shí)現(xiàn)冷卻空氣流場的重新組織，從而克服軸流風(fēng)機(jī) 出口速度不規(guī)則，流場紊亂的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)空冷管束迎面風(fēng)速的均勻分配，以充分 利用管束傳熱面積，改善空冷單元傳熱性能，降低機(jī)組背壓。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對空冷風(fēng)機(jī)出口和空冷翅片管束之間流場紊亂、不規(guī)則帶 來的空冷單元傳熱性能得不到充分發(fā)揮的缺陷，提出一種直接空冷單元空氣導(dǎo)流 裝置，其特征在于，所述直接空冷單元冷卻空氣導(dǎo)流裝置是將呈"V"型結(jié)構(gòu)的 "V"型空氣導(dǎo)流板安裝于空冷單元左右兩側(cè)翅片管束中間的A形通道空間中，并在A形通道深度方向的不同位置上對稱分別布置，在沿著高度方向分3-5層布置，旨i使空冷翅片管束迎風(fēng)面的冷卻空氣流速均勻。所述"V"型空氣導(dǎo)流板的夾角為60-170° 。所述"V"型空氣導(dǎo)流板的尺寸，同一層"V"型空氣導(dǎo)流板的尺寸相同，不 同層"V"型空氣導(dǎo)流板的尺寸不同。所述"V"型空氣導(dǎo)流板沿著高度方向分層布置。當(dāng)"V"型空氣導(dǎo)流板分三 層設(shè)置時(shí)，第一層和第三層布置兩片"V"型空氣導(dǎo)流板，關(guān)于風(fēng)機(jī)軸心前后對 稱安裝，第二層布置一片"V"型空氣導(dǎo)流板，安裝在第一層和第三層的中心位 置。每層"V"型空氣導(dǎo)流板的夾角取值，從下至上，第一層夾角取15(T ，第二 層夾角取120。，第三層夾角取90。。本發(fā)明的有益效果是利用直接空冷單元的空冷管束和軸流風(fēng)機(jī)之間存在的 很大空間，通過分層布置"V"型空氣導(dǎo)流板，實(shí)現(xiàn)冷卻空氣流場的重新組織， 從而克服軸流風(fēng)機(jī)出口速度不規(guī)則，流場紊亂的缺點(diǎn)，使空冷翅片管束迎風(fēng)面的 冷卻空氣流速均勻，以充分利用管束傳熱面積，改善空冷單元傳熱特性，降低機(jī) 組背壓，提高空冷系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。


圖1為直接空冷單元冷卻空氣導(dǎo)流裝置結(jié)構(gòu)示意圖，(a)三角形面視圖；(b)翅片管束面示意圖。圖2為直接空冷單元管束迎風(fēng)面的冷卻空氣流場分布狀況比較示意圖，(a) 未安裝空氣導(dǎo)流裝置的不同位置流場；(b)安裝空氣導(dǎo)流裝置的不同位置流場。圖3為直接空冷單元管束迎風(fēng)面的溫度場分布狀況比較示意圖，(a)未安裝 空氣導(dǎo)流裝置的不同位置溫度場；(b)安裝空氣導(dǎo)流裝置的不同位置溫度場。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提出一種直接空冷單元冷卻空氣導(dǎo)流裝置。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明予 以說明。在圖1所示的直接空冷單元冷卻空氣導(dǎo)流裝置結(jié)構(gòu)示意圖中，在空冷風(fēng)機(jī)4 出口和空冷翅片管束2之間的A形通道空間中分層布置"V"型空氣導(dǎo)流板，"V"型空氣導(dǎo)流板的布置原則是使流經(jīng)空冷翅片管束2的冷卻空氣流場盡量均勻。鑒 于軸流風(fēng)機(jī)4出口的流速，遵循由中心輪轂區(qū)沿著半徑向外逐漸增大，然后又減小的規(guī)律，呈中心對稱分布，本發(fā)明分3-5層布置"V"型空氣導(dǎo)流板，以實(shí)現(xiàn) 冷卻空氣流場的重新組織，使空冷翅片管束迎風(fēng)面的冷卻空氣流速均勻。下面以 分3層布置"V"型空氣導(dǎo)流板為例(如圖1 (a)三角形面視圖所示)，在距離軸 流風(fēng)機(jī)4出口最近的為第一層"V"型空氣導(dǎo)流板，在A形通道深度方向上(如 圖1 (b)翅片管束面示意圖所示)，分兩片以風(fēng)機(jī)軸心為中心對稱布置，并關(guān)于 兩側(cè)管束中心線左右對稱。第一層"V"型空氣導(dǎo)流板的夾角為150° ，第一層"V" 型空氣導(dǎo)流板距風(fēng)機(jī)出口 1. 5-1. 8ra之間，"V"型空氣導(dǎo)流板長度在2-2. 2m之間， 寬度在2.2-2.3m之間，根據(jù)軸流風(fēng)機(jī)直徑確定。第二層"V"型空氣導(dǎo)流板為一 片"V"型空氣導(dǎo)流板，"V"型空氣導(dǎo)流板的夾角為120° ，在風(fēng)機(jī)軸心線上，關(guān) 于管束中心線左右對稱，距第一層"V"型空氣導(dǎo)流板距離在1. 5-1. 8m之間，"V" 型空氣導(dǎo)流板長度在1-1. 2m之間，寬度在4-4. 2m之間。第三層"V"型空氣導(dǎo) 流板同第一層"V"型空氣導(dǎo)流板一樣，在A形通道深度方向上，分兩片以風(fēng)機(jī) 軸心為中心對稱布置，并關(guān)于兩側(cè)管束中心線左右對稱；"V"型空氣導(dǎo)流板的夾 角為90° ，距第二層"V"型空氣導(dǎo)流板距離在1.5-1. 8m之間，"V"型空氣導(dǎo)流 板長度在0.8-lm之間，寬度在2.2-2.3m之間。這樣布置的效果，可以從圖2所 示直接空冷單元管束迎風(fēng)面的冷卻空氣流場分布狀況比較示意圖和圖3所示直接 空冷單元管束迎風(fēng)面的溫度場分布狀況比較示意圖看出。圖2 (a)為未安裝空氣 導(dǎo)流裝置的不同位置流場，圖3 (a)為未安裝空氣導(dǎo)流裝置的不同位置溫度場。 未安裝空氣導(dǎo)流裝置時(shí)，空冷單元上部的空氣流速高，對應(yīng)冷卻空氣溫度低，說 明空冷單元上部翅片管束區(qū)域的傳熱狀況好，換熱量大。而對于靠近底部的空冷 翅片管束，其冷卻空氣流速較低，而且在前后對稱的位置上，還出現(xiàn)了兩個(gè)渦流， 不利于空氣沖刷翅片管束進(jìn)行冷卻。對應(yīng)溫度場，底部翅片管束的空氣溫度也要 遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于上部區(qū)域。說明空冷單元底部區(qū)域傳熱狀況差，換熱量小。汽輪機(jī)排汽 是由管束頂部流向底部，頂部傳熱狀況好，就使得過多的蒸汽在管束頂部就凝結(jié)， 并覆蓋了管內(nèi)流道，使下部傳熱狀況愈加惡化，下部翅片管束傳熱面積得不到有效利用。圖2 (b)為安裝空氣導(dǎo)流裝置的不同位置流場，圖3 (b)為安裝空氣 導(dǎo)流裝置的不同位置溫度場?？梢钥吹剑惭b導(dǎo)流裝置后，空氣最高流速向下部 管束區(qū)i移動(dòng)，下部管束區(qū)域冷卻空氣渦流區(qū)減小，冷卻空氣流場更為均勻。對 應(yīng)冷卻空氣溫度場，上部低溫區(qū)域空氣溫度升高，底部高溫區(qū)域空氣溫度降低， 而且高溫區(qū)范圍減小，空冷單元管束迎風(fēng)面的冷卻空氣溫度場更為均勻，表明翅 片管束2各部分換熱量趨于平均，翅片管束2傳熱面積得到了充分利用，空冷凝 汽器效能提高，性能得到了一定程度的改善，機(jī)組背壓降低，空冷系統(tǒng)運(yùn)行的安 全性和經(jīng)濟(jì)性提高。
權(quán)利要求
1.一種直接空冷單元空氣導(dǎo)流裝置，其特征在于，所述直接空冷單元冷卻空氣導(dǎo)流裝置是將呈“V”型結(jié)構(gòu)的“V”型空氣導(dǎo)流板安裝于空冷單元左右兩側(cè)翅片管束中間的△形通道空間中，并在△形通道深度方向的不同位置上對稱分別布置，沿著高度方向分3-5層布置，旨在使空冷翅片管束迎風(fēng)面的冷卻空氣流速均勻。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述直接空冷單元冷卻空氣導(dǎo)流裝置，其特征在于，所述 "V"型空氣導(dǎo)流板的夾角為60-170° 。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述直接空冷單元冷卻空氣導(dǎo)流裝置，其特征在于，所述 "V"型空氣導(dǎo)流板的尺寸，同一層"V"型空氣導(dǎo)流板的導(dǎo)流板尺寸相同，不同層"V"型空氣導(dǎo)流板的導(dǎo)流板尺寸不同。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述直接空冷單元冷卻空氣導(dǎo)流裝置，其特征在于，所述 "V"型空氣導(dǎo)流板沿著高度方向分層布置，當(dāng)"V"型空氣導(dǎo)流板分三層設(shè)置時(shí)，第一層和第三層布置兩片"V"型空氣導(dǎo)流板，關(guān)于風(fēng)機(jī)軸心前后對稱安裝，第 二層布置一片"V"型空氣導(dǎo)流板，安裝在第一層和第三層的中心位置，每層"V" 型空氣導(dǎo)流板的夾角取值，從下至上第一層夾角取150° ，第二層夾角取120。， 第三層夾角取90。。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于能源動(dòng)力技術(shù)領(lǐng)域的一種直接空冷單元冷卻空氣導(dǎo)流裝置。所述直接空冷單元冷卻空氣導(dǎo)流裝置是將呈“V”型結(jié)構(gòu)的“V”型空氣導(dǎo)流板安裝于空冷單元左右兩側(cè)翅片管束中間的△形通道空間中，并在△形通道深度方向的不同位置上對稱分別布置，在沿著高度方向分3-5層布置，旨在對空冷風(fēng)機(jī)出口的流場進(jìn)行重新組織，使空冷翅片管束迎風(fēng)面的冷卻空氣流速均勻，翅片管束各部分換熱量均勻，翅片管束傳熱面積得到充分利用，空冷凝汽器性能得到一定程度的改善，機(jī)組背壓降低，空冷系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性提高。
文檔編號F28B9/00GK101403573SQ200810227060
公開日2009年4月8日 申請日期2008年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月20日
發(fā)明者杜小澤, 楊勇平, 楊立軍 申請人:華北電力大學(xué)