專(zhuān)利名稱(chēng)：自然通風(fēng)空冷凝汽器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱交換領(lǐng)域，特別涉及以空氣為冷卻介質(zhì)對(duì)電廠(chǎng)汽輪機(jī)乏汽直接進(jìn)行 空冷凝結(jié)的冷卻裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)行的空冷式發(fā)電廠(chǎng)，其利用空氣冷凝汽輪機(jī)乏汽的關(guān)鍵設(shè)備又稱(chēng)電站空冷器， 主要分為直接空冷和間接空冷兩種汽輪機(jī)乏汽直接進(jìn)入空冷器進(jìn)行冷凝的簡(jiǎn)稱(chēng)直接空 冷，通過(guò)循環(huán)冷卻水將汽輪機(jī)乏汽的冷凝熱帶到空冷器中進(jìn)行冷卻的簡(jiǎn)稱(chēng)為間接空冷。現(xiàn)行的電站直空冷通常是將空冷凝汽器，如600Mw空冷機(jī)組的空冷凝汽器布置在 距離地面45米多高，面積近8000余平方米的巨大高空平臺(tái)上，通過(guò)設(shè)在空冷器管束下方的 大型軸流風(fēng)機(jī)垂直向上鼓風(fēng)，使其穿過(guò)冷卻管束，帶走管束內(nèi)的乏汽冷凝放出的潛熱，實(shí)現(xiàn) 用空氣直接冷凝汽輪機(jī)乏汽的目的。這種布置結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是投資低、占地小；缺點(diǎn)是抗風(fēng) 能力差，易出現(xiàn)熱風(fēng)循環(huán)，導(dǎo)致汽機(jī)出力下降；運(yùn)行電耗高，噪音大，經(jīng)濟(jì)效益略低于間接空 冷。另一種直接空冷是將空冷凝汽器以平面或錐面的結(jié)構(gòu)布置在自然通風(fēng)塔內(nèi)(見(jiàn) 說(shuō)明書(shū)附圖1)，利用換熱后的熱空氣密度降低，在自然通風(fēng)塔內(nèi)產(chǎn)生的升力抽取空冷凝汽 器下面的冷空氣，穿過(guò)空冷凝汽器實(shí)現(xiàn)對(duì)電站汽輪機(jī)乏汽的冷卻凝結(jié)。這種布置結(jié)構(gòu)的最 誘人的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省了冷卻風(fēng)機(jī)運(yùn)行的電耗，沒(méi)有噪音。但存在一下缺點(diǎn)缺點(diǎn)1，是將空冷凝汽器布置于塔內(nèi)平臺(tái)上，蒸汽總管及支管距蒸汽分配管的距離 遠(yuǎn)，彎頭多，不僅增加管路投資，而且增加乏汽管路阻力，進(jìn)而減少汽機(jī)出力；缺點(diǎn)2，是以平面、錐面或階梯的結(jié)構(gòu)將空冷凝汽器布置在自然通風(fēng)塔內(nèi)，由于空 冷凝汽器下面必須留出冷空氣的進(jìn)入空間，如600Mw機(jī)組的數(shù)千噸重空冷凝汽器的高度至 少要放在塔內(nèi)20米以上的平臺(tái)上，這就必然增加空冷凝汽器裝置的支撐設(shè)施、安裝投資；缺點(diǎn)3，由于自然通風(fēng)塔是利用，換熱前后氣體的密度差與具有密度差的空氣的有 效高度的乘積值，來(lái)獲得克服冷空氣流經(jīng)空冷凝汽器管束及百葉窗阻力的驅(qū)動(dòng)力的，也就 是冷熱空氣溫差一定條件下，熱空氣的占有的高度尺度越大，熱空氣的總升力就越大。由于 空冷凝汽器安裝高度抬高了 20米，為保證最低的驅(qū)動(dòng)力，通風(fēng)塔的有效高度也必須增加20 米，這無(wú)疑又增加了通風(fēng)塔的投資；缺點(diǎn)4，由于要支撐面積達(dá)8000平方米，數(shù)千噸的空冷凝汽器，通風(fēng)塔內(nèi)必須均布 大量的支撐構(gòu)件，要再布置煙氣脫硫裝置及煙氣排放裝置，就十分困難。鑒于以上缺點(diǎn)，所以該類(lèi)結(jié)構(gòu)的自然通風(fēng)空冷凝汽器一直沒(méi)有被市場(chǎng)接受。本發(fā) 明采用以下發(fā)明內(nèi)容予以完善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的自然通風(fēng)空冷凝汽器，由蒸汽進(jìn)口總管及支管、蒸汽分配管、冷凝水收集 管和若干翅片管連接組成空冷凝汽管束單元，若干空冷凝汽管束單元組成空冷凝汽器的換熱部件后，再與風(fēng)筒、百葉窗集合，組成完整的自然通風(fēng)空冷凝汽器，其特征在于由翅片管 (4)、豎直布置的蒸汽分配管C3)、豎直布置的冷凝水收集管( 組成具有豎直迎風(fēng)面(1)的 豎直空冷凝汽管束單元(9)，;豎直迎風(fēng)面(1)中的翅片管(4)以軸線(xiàn)非水平方式，連接于豎 直的蒸汽分配管( 和豎直的冷凝水收集管( 之間；若干豎直空冷凝汽管束單元(9)組 成閉合結(jié)構(gòu)的換熱部件(A-A)，置于風(fēng)筒(6)下端周?chē)豢刂骑L(fēng)量的百葉窗(7)豎直布置在 空冷凝汽管束單元(9)進(jìn)風(fēng)側(cè)；蒸汽進(jìn)口總管及支管(8)以環(huán)狀連接于蒸汽分配管(3) — 端。本發(fā)明的自然通風(fēng)空冷凝汽器的翅片管布置于順流冷凝段時(shí)，乏汽進(jìn)口高于凝結(jié) 水出口，以利于凝結(jié)水的和剩余的乏汽迅速流出；翅片管布置于逆流冷凝段時(shí)，進(jìn)口低于出 口，以便回流的凝結(jié)水被進(jìn)口上行的乏汽加熱，以防空冷凝汽器凝在0°c以下氣溫運(yùn)行時(shí)， 凝結(jié)水被凍結(jié)在管壁上。本發(fā)明的自然通風(fēng)空冷凝汽器的翅片管截面形狀可以為圓形、橢圓或扁平形狀， 當(dāng)采用截面形狀為橢圓或扁平形狀時(shí)，截面長(zhǎng)軸應(yīng)與水平面成傾斜布置，以便管內(nèi)的凝結(jié) 水及時(shí)匯集到管底，以減少導(dǎo)熱系數(shù)低的凝結(jié)水在翅片管內(nèi)表面的滯留厚度；同時(shí)也使翅 片管外的通風(fēng)截面在豎直迎風(fēng)面上占有應(yīng)有的比例，以減少空氣側(cè)氣流阻力。本發(fā)明的自然通風(fēng)空冷凝汽器迎風(fēng)面豎直的管束單元，布置在通風(fēng)塔下部周?chē)?好處如下①使冷卻空氣可用最低的能耗水平流向空冷凝汽器，以減少冷空氣流動(dòng)阻力；②這樣布置，空冷凝汽器管束單元就可以放在地面，從而使換熱后的熱空氣起始 高度將比現(xiàn)行塔內(nèi)平臺(tái)式換熱方式降低20米左右，從而將使自然通風(fēng)塔高度降低20米，進(jìn) 而降低通風(fēng)塔投資成本；③將空冷凝汽器放在地面，也節(jié)省了空冷凝汽器放在20米高的平臺(tái)上的支撐設(shè) 施、構(gòu)件的投資和安裝成本；。④通風(fēng)塔內(nèi)由于沒(méi)有現(xiàn)行塔內(nèi)平臺(tái)式空冷凝汽器及支撐構(gòu)件占用空間，這一空間 正好可以用來(lái)布置電廠(chǎng)煙氣脫硫裝置和煙氣排放裝置，從而減少了電廠(chǎng)裝置占地。根據(jù)電廠(chǎng)自然、地理、氣象條件和空冷式電廠(chǎng)發(fā)電規(guī)模，豎直空冷凝汽管束單元組 成柱狀閉合形換熱部件結(jié)構(gòu)可以為矩形、圓形、橢圓形、多接形等。本發(fā)明的自然通風(fēng)空冷凝汽器，蒸汽進(jìn)口總管及支管(8)以環(huán)狀連接于蒸汽分配 管(3)的下端。這樣布置將使汽輪機(jī)乏汽總管從汽機(jī)廠(chǎng)房出來(lái)，不經(jīng)過(guò)任何彎頭而直接進(jìn) 入流動(dòng)阻力很小的環(huán)行支管，不僅減少乏汽流動(dòng)阻力，而且施工安裝也更方便，降低了安裝費(fèi)用。


附圖1，為現(xiàn)行的自然通風(fēng)凝汽器結(jié)構(gòu)圖。圖中1蒸汽總管及支管；2蒸汽分配管；3凝結(jié)水收集管；4空冷凝汽翅片管；5控制風(fēng)量的百葉窗；4
6流入空冷凝汽翅片管間進(jìn)行冷卻的冷空氣；7流出空冷凝汽翅片管間，在通風(fēng)塔內(nèi)上升產(chǎn)生升力的熱空氣；8通風(fēng)塔筒，維持熱空氣空間高度，實(shí)現(xiàn)冷空氣流入空冷凝汽器的關(guān)鍵部件。附圖2，為本發(fā)明的自然通風(fēng)空冷凝汽器結(jié)構(gòu)圖。圖中；1豎直迎風(fēng)面；2豎直布置的凝結(jié)水收集管；3豎直布置的蒸汽分配管；4空冷凝汽翅片管；5流經(jīng)空冷凝汽管束，溫度升高，密度降低，流向塔頂?shù)目諝猓?通風(fēng)塔筒，維持熱空氣空間高度，實(shí)現(xiàn)冷空氣流入空冷凝汽器的關(guān)鍵部件；7控制風(fēng)量的百葉窗；8蒸汽總和環(huán)形支管；9豎直空冷凝汽管束單元。
具體實(shí)施例方式下面以600MW自然通風(fēng)空冷凝汽器為例，說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。1，根據(jù)超超臨界600Mw機(jī)組夏季33°C氣溫額定功率輸出時(shí)，乏汽總量為每小時(shí) 1200噸，空冷凝汽器冷凝負(fù)荷為2. 853X 109kJ/h，空氣流經(jīng)空冷凝汽器溫度由33°C上升到 60°C，溫升27°C，需要空氣流量為1.0567X 108kg/h，設(shè)熱空氣出通風(fēng)塔流速為最大值6m/s， 空氣在60°C時(shí)密度為1. Okg/m3，則通風(fēng)塔出口直徑為79m。其余設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表權(quán)利要求
1.自然通風(fēng)空冷凝汽器，由蒸汽進(jìn)口總管及支管、蒸汽分配管、冷凝水收集管和若干翅 片管連接組成空冷凝汽管束單元，若干空冷凝汽管束單元組成空冷凝汽器的換熱部件后， 再與風(fēng)筒、百葉窗集合，組成完整的空冷凝汽器，其特征在于由空冷凝汽翅片管、豎直 布置的蒸汽分配管(3)、豎直布置凝結(jié)水收集管( 組成具有豎直迎風(fēng)面(1)的豎直空冷 凝汽管束單元(9)；豎直迎風(fēng)面(1)中的空冷凝汽翅片管以軸線(xiàn)非水平方式，連接于豎 直的蒸汽分配管( 和凝結(jié)水收集管( 之間；若干豎直空冷凝汽管束單元(9)組成柱狀 閉合結(jié)構(gòu)的換熱部件(A-A)，置于風(fēng)筒(6)下端周?chē)?；控制風(fēng)量的百葉窗(7)豎直布置在豎 直的空冷凝汽管束單元(9)的進(jìn)風(fēng)側(cè)；蒸汽進(jìn)口總管及支管(8)以環(huán)狀連接于蒸汽分配管 ⑶一端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自然通風(fēng)空冷凝汽器，其特征在于空冷凝汽翅片管(4)截 面為圓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自然通風(fēng)空冷凝汽器，其特征在于空冷凝汽翅片管(4)截 面為橢圓或扁平翅片管，截面長(zhǎng)軸與水平面成傾斜布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自然通風(fēng)空冷凝汽器，其特征在于豎直空冷凝汽管束單元 組成柱狀閉合形換熱部件結(jié)構(gòu)為矩形、圓形、橢圓形、多按形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自然通風(fēng)空冷凝汽器，其特征在于蒸汽進(jìn)口總管及支管(8) 以環(huán)狀連接于蒸汽分配管(3)的下端。
全文摘要
自然通風(fēng)空冷凝汽器。本發(fā)明屬于熱交換領(lǐng)域，特別涉及以空氣為冷卻介質(zhì)的電廠(chǎng)空冷凝汽器?，F(xiàn)行空冷凝汽器電耗高，投資成本高、抗風(fēng)能力差。本設(shè)計(jì)將空冷凝汽器設(shè)計(jì)成豎直迎風(fēng)面結(jié)構(gòu)的換熱單元部件，再與自然通風(fēng)塔結(jié)合，組成換熱部件布置在通風(fēng)塔下部周?chē)淖匀煌L(fēng)空冷凝汽器。乏汽進(jìn)入換熱部件與管外的空氣換熱后凝結(jié)為水。吸收了熱量的空氣密度降低產(chǎn)生升力，在自然通風(fēng)塔內(nèi)上升到塔頂進(jìn)入高空，實(shí)現(xiàn)空冷凝汽器前后冷熱空氣的自然循環(huán)。采用該結(jié)構(gòu)的空冷凝汽器，省掉了現(xiàn)行直空冷的高平臺(tái)和風(fēng)機(jī)投資、電耗，消除了現(xiàn)行直空冷的熱風(fēng)循環(huán)和大風(fēng)危及電廠(chǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行問(wèn)題，從而降低電廠(chǎng)能耗成本。
文檔編號(hào)F28B1/06GK102052857SQ20091021612
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月3日
發(fā)明者李寧 申請(qǐng)人:李寧