一種直接空冷凝汽器進(jìn)風(fēng)冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流裝置制造方法
【專利摘要】一種直接空冷凝汽器進(jìn)風(fēng)冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流裝置，它包括鋼架，鋼架上部設(shè)置多個(gè)空冷單元，特別之處是：所述裝置設(shè)有多個(gè)冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱，各冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱設(shè)置在鋼架上并將鋼架包覆；冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱的空腔內(nèi)均布風(fēng)道，環(huán)境風(fēng)從冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱外側(cè)通過(guò)風(fēng)道流向空冷單元，各風(fēng)道進(jìn)口的通流面積小于風(fēng)道出口的通流面積，各風(fēng)道間形成冷卻水通道，在冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱的上下側(cè)壁處分別設(shè)有冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口。本發(fā)明可有效縮減空冷凝汽器風(fēng)機(jī)吸入口附近負(fù)壓區(qū)范圍，降低空冷凝汽器的進(jìn)風(fēng)溫度，提升空冷凝汽器的換熱效率。在大風(fēng)流經(jīng)該裝置的過(guò)程中，風(fēng)速減小而壓力增加，使通過(guò)空冷單元的空氣流量增加；同時(shí)經(jīng)冷卻水的冷卻，可降低空冷凝汽器的進(jìn)風(fēng)溫度。
【專利說(shuō)明】一種直接空冷凝汽器進(jìn)風(fēng)冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流裝置
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及一種電廠節(jié)能裝置，特別是用于電廠直接空冷凝汽器的進(jìn)風(fēng)冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流裝置，屬發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國(guó)富煤缺水地區(qū)，直接空冷機(jī)組以其節(jié)水特性得到了較快的發(fā)展。但直接空冷機(jī)組的空冷凝汽器以空氣作為冷卻汽輪機(jī)排汽的介質(zhì)，空冷凝汽器的性能受環(huán)境風(fēng)和進(jìn)風(fēng)溫度的影響較大。大風(fēng)工況下空冷凝汽器換熱效率的降低是直接空冷機(jī)組面臨的普遍問(wèn)題。在環(huán)境風(fēng)的作用下，空冷凝汽器風(fēng)機(jī)吸入口附近會(huì)形成負(fù)壓區(qū)。一方面，負(fù)壓區(qū)的存在造成空冷凝汽器風(fēng)機(jī)性能下降，使得冷卻空氣流量減少，冷卻效果變差；另一方面，負(fù)壓區(qū)的存在會(huì)造成熱風(fēng)回流或倒灌，使得空冷凝汽器冷卻空氣入口溫度升高，冷卻效果惡化。此夕卜，夏季較高的進(jìn)風(fēng)溫度也是導(dǎo)致直接空冷凝汽器換熱效率下降的主要原因之一，并使汽輪機(jī)組背壓升高，熱經(jīng)濟(jì)性變差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之弊端，提供一種能縮減風(fēng)機(jī)吸入口附近負(fù)壓區(qū)范圍并協(xié)同降低空冷凝汽器進(jìn)風(fēng)溫度的直接空冷凝汽器進(jìn)風(fēng)冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流裝置。
[0004]本發(fā)明所述問(wèn)題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種直接空冷凝汽器進(jìn)風(fēng)冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流裝置，它包括鋼架，鋼架下部由支撐柱支撐，鋼架上部設(shè)置多個(gè)空冷單元，每個(gè)空冷單元設(shè)有一臺(tái)風(fēng)機(jī)，特別之處是:所述裝置設(shè)有多個(gè)冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱，各冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱設(shè)置在鋼架上并將鋼架包覆；冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱的空腔內(nèi)均布風(fēng)道，環(huán)境風(fēng)從冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱外側(cè)通過(guò)風(fēng)道流向空冷單元，各風(fēng)道進(jìn)口的通流面積小于風(fēng)道出口的通流面積，各風(fēng)道間形成冷卻水通道，在冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱的上下側(cè)壁處分別設(shè)有冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口。
[0005]上述直接空冷凝汽器進(jìn)風(fēng)冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流裝置，所述冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱為立方體形，冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱的厚度t為2?5cm，各風(fēng)道進(jìn)口和風(fēng)道出口分別設(shè)置在冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱厚度方向的兩個(gè)側(cè)壁上，各風(fēng)道進(jìn)口的直徑Cl1與各風(fēng)道出口的直徑d2的直徑比Cl1M2為
0.7?0.9，其中 d2 ( to
[0006]上述直接空冷凝汽器進(jìn)風(fēng)冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流裝置，所述風(fēng)道分為擴(kuò)壓導(dǎo)流型和擴(kuò)壓型，各擴(kuò)壓導(dǎo)流型的風(fēng)道出口的中心在水平方向上高于風(fēng)道進(jìn)口的中心；擴(kuò)壓型的風(fēng)道出口的中心與風(fēng)道進(jìn)口的中心同軸共線。
[0007]上述直接空冷凝汽器進(jìn)風(fēng)冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流裝置，所述各風(fēng)道在冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱內(nèi)為相鄰行列位置不對(duì)應(yīng)的錯(cuò)列分布，在水平方向上相鄰風(fēng)道的中心距為S1, S1Zd2為
1.00?1.30，在垂直方向上相鄰風(fēng)道出口的中心距為s2, s2/d2為0.88?1.30。
[0008]上述直接空冷凝汽器進(jìn)風(fēng)冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流裝置，所述各風(fēng)道在冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱內(nèi)為相鄰行列位置對(duì)應(yīng)的順列分布，在水平方向上相鄰風(fēng)道的中心距為S1, S1M2為1.0(Tl.30，在垂直方向上相鄰風(fēng)道出口的中心距為S2，S2Zd2為1.0(Tl.30。
[0009]上述直接空冷凝汽器進(jìn)風(fēng)冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流裝置，所述各風(fēng)道的風(fēng)道壁為光滑弧形曲面，其垂直于風(fēng)道幾何中心線的橫截面面積沿風(fēng)流動(dòng)方向逐漸增加；擴(kuò)壓導(dǎo)流型風(fēng)道的幾何中心線的切線與水平方向的夾角為0° ^35°。
[0010]上述直接空冷凝汽器進(jìn)風(fēng)冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流裝置，所述冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱經(jīng)緊固件安裝在鋼架處，緊固件為”型緊固件或“二I”型緊固件。
[0011]本發(fā)明針對(duì)直接空冷機(jī)組空冷凝汽器換熱性能受環(huán)境風(fēng)及進(jìn)風(fēng)溫度影響較大的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種兼具進(jìn)風(fēng)冷卻、擴(kuò)壓、導(dǎo)流三項(xiàng)功能、應(yīng)用在直接空冷機(jī)組空冷凝汽器上的進(jìn)風(fēng)冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流裝置。所述裝置可有效縮減空冷凝汽器風(fēng)機(jī)吸入口附近負(fù)壓區(qū)范圍，降低空冷凝汽器的進(jìn)風(fēng)溫度，提升空冷凝汽器的換熱效率。在大風(fēng)流經(jīng)該裝置的過(guò)程中，風(fēng)速減小而壓力增加，提高了風(fēng)機(jī)的抽吸能力，使通過(guò)空冷單元的空氣流量增加；同時(shí)經(jīng)冷卻水的冷卻，可降低空冷凝汽器的進(jìn)風(fēng)溫度。經(jīng)測(cè)算，采用本發(fā)明設(shè)計(jì)，空冷凝汽器風(fēng)機(jī)吸入口附近負(fù)壓區(qū)范圍縮減50%以上，空冷凝汽器進(jìn)風(fēng)溫度降低0.5^1.6°C，空冷凝汽器換熱量提升2%~5%以上，從而降低了汽輪機(jī)背壓，提高了火電機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013]圖1是本發(fā)明的示意圖；
圖2是風(fēng)道采用擴(kuò)壓導(dǎo)流型且錯(cuò)列分布的冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱示意圖；
圖3是圖2的A-A剖視圖；
圖4是風(fēng)道采用擴(kuò)壓導(dǎo)流型且順列分布的冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱示意圖；
圖5是圖4的B-B剖視圖；
圖6是風(fēng)道采用擴(kuò)壓型且錯(cuò)列分布的冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱示意圖；
圖7是圖6的C-C剖視圖；
圖8是風(fēng)道采用擴(kuò)壓型且順列分布的冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱示意圖；
圖9是圖8的D-D剖視圖；
圖10是冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱與鋼架連接示意圖。
[0014]圖中各標(biāo)號(hào)清單為:1、空冷單元，2、擋風(fēng)墻，3、冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱，4、風(fēng)道，4-1、風(fēng)道進(jìn)口，4-2、風(fēng)道出口，5、支撐柱，6、冷卻水通道，7、冷卻水進(jìn)口，8、冷卻水出口，9、空冷平臺(tái)，10、鋼架，11、型緊固件，12、“；”型緊固件。
【具體實(shí)施方式】
[0015]參看圖1，本發(fā)明包括鋼架10，鋼架下部由支撐柱5支撐于地面，鋼架上部設(shè)有空冷平臺(tái)9，空冷平臺(tái)上設(shè)置多個(gè)空冷單元1，每個(gè)空冷單元設(shè)有一臺(tái)風(fēng)機(jī)，空冷平臺(tái)四周設(shè)有擋風(fēng)墻2。為有效減弱或消除環(huán)境風(fēng)對(duì)直接空冷凝汽器的影響，提高大風(fēng)或高溫工況下空冷凝汽器的換熱效率，本發(fā)明所述裝置設(shè)有多個(gè)相互連接的冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱3，各冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱固定在鋼架上并將鋼架包覆，冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱均布通透的風(fēng)道4。將冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱設(shè)置在鋼架結(jié)構(gòu)上，其好處在于既能起到良好的進(jìn)風(fēng)冷卻、擴(kuò)壓及導(dǎo)流的效果，又不用另外設(shè)置支撐機(jī)構(gòu)，便于安裝，節(jié)省投資。
[0016]參看圖2、圖3，冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱3為立方體形的腔體結(jié)構(gòu)，風(fēng)道4均布在冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱的空腔內(nèi)。各風(fēng)道進(jìn)口 4-1和風(fēng)道出口 4-2分別設(shè)置在冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱厚度方向的外側(cè)壁和內(nèi)側(cè)壁上，環(huán)境風(fēng)從冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱外側(cè)通過(guò)風(fēng)道流向空冷單元，各風(fēng)道進(jìn)口 4-1的通流面積小于風(fēng)道出口 4-2的通流面積。各風(fēng)道間形成冷卻水通道6，冷卻水從設(shè)置在冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱上側(cè)壁的冷卻水進(jìn)口 7流入，由設(shè)置在冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱下側(cè)壁的冷卻水出口8流出，冷卻水在流動(dòng)過(guò)程中，與通過(guò)風(fēng)道的空氣進(jìn)行換熱，從而降低空冷凝汽器的進(jìn)風(fēng)溫度。冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱3上設(shè)置的多個(gè)風(fēng)道4，由于風(fēng)道進(jìn)口 4-1的面積小于風(fēng)道出口 4-2，在環(huán)境風(fēng)流動(dòng)方向上通流面積逐漸增大，風(fēng)速逐漸降低，環(huán)境風(fēng)的速度能轉(zhuǎn)化為壓力能，在冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱的背風(fēng)面形成一個(gè)低風(fēng)速區(qū)，降低來(lái)流風(fēng)速并減弱大氣湍流中的旋渦結(jié)構(gòu)，而且能夠有效減小空冷凝汽器風(fēng)機(jī)吸入口附近負(fù)壓區(qū)范圍，提高空冷單元風(fēng)機(jī)吸入的空氣量。冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱的厚度t為2~5cm，風(fēng)道進(jìn)口的直徑Cl1與各風(fēng)道出口的直徑d2的直徑比Vd2為0.7~0.9，其中d2 ( to
[0017]參看圖2-圖5，風(fēng)道4分為擴(kuò)壓導(dǎo)流型和擴(kuò)壓型，圖2-圖5所示的冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱的風(fēng)道采用的是擴(kuò)壓導(dǎo)流型。由圖可見(jiàn)，擴(kuò)壓導(dǎo)流型的風(fēng)道出口 4-2的幾何中心在水平方向上高于風(fēng)道進(jìn)口 4-1的幾何中心。擴(kuò)壓導(dǎo)流型風(fēng)道不僅可以對(duì)通過(guò)的環(huán)境風(fēng)起到減速增壓的作用，還兼具導(dǎo)流功能，將環(huán)境風(fēng)導(dǎo)向分冷單元的風(fēng)機(jī)入口，增加空冷風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)量，但該型風(fēng)道流動(dòng)阻力稍大。
[0018]圖6-圖9所示的冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱的風(fēng)道采用的是擴(kuò)壓型。由圖可見(jiàn)為，擴(kuò)壓型的風(fēng)道出口 4-2的幾何中心與風(fēng)道進(jìn)口的幾何中心4-1同軸共線，擴(kuò)壓型的風(fēng)道的中心線為水平直線。該型風(fēng)道僅對(duì)通過(guò)的流體起減速增壓的作用，不具有導(dǎo)流作用，該型風(fēng)道流動(dòng)阻力較小。
[0019]風(fēng)道在冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱上的排布方式分為錯(cuò)列分布和順列分布，圖2、圖3和圖6圖7所示采用的是相鄰行列位置不對(duì)應(yīng)的錯(cuò)列分布。錯(cuò)列分布開(kāi)孔面積大，透風(fēng)率高。錯(cuò)列分布在水平方向上相鄰風(fēng)道的中心距為S1, S1M2為1.0(Tl.30，在垂直方向上相鄰風(fēng)道出口的中心距為S2，S2M2為0.88~1.30。圖4、圖5和圖8圖9所示采用的是相鄰行列位置對(duì)應(yīng)的順列分布。順列分布開(kāi)孔面積小，阻風(fēng)率高。順列分布在水平方向上相鄰風(fēng)道的中心距為S1, S1M2S 1.0(Tl.30，在垂直方向上相鄰風(fēng)道出口的中心距為s2，s2/d2為1.00~1.30。
[0020]由圖3、圖5、圖7、圖9可見(jiàn)，無(wú)論是哪種類型的風(fēng)道，其風(fēng)道壁均為光滑弧形曲面，垂直于風(fēng)道幾何中心線的橫截面面積沿風(fēng)流動(dòng)方向逐漸增加。采用光滑弧形曲面有利于減少流動(dòng)阻力，防止產(chǎn)生壓力突變。對(duì)于圖3和圖5所示的擴(kuò)壓導(dǎo)流型風(fēng)道，其幾何中心線的切線與水平方向的夾角為0° ^35° (由進(jìn)口到出口角度遞增)。
[0021]參看圖10，冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱3經(jīng)緊固件安裝在鋼架10處，緊固件為“|i|”型緊固
件11或“ =5”型緊固件12。通過(guò)螺栓將“ + ”型緊固件和“型緊固件固定于鋼梁
上，再通過(guò)緊固螺栓將冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱與緊固件固定。這種固定方式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，固定牢靠，安裝方便，易于組合、拆卸、清洗等優(yōu)點(diǎn)，且使用過(guò)程中無(wú)需控制系統(tǒng)。
[0022]本發(fā)明所設(shè)計(jì)的直接空冷凝汽器進(jìn)風(fēng)冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流裝置兼具進(jìn)風(fēng)冷卻、擴(kuò)壓、導(dǎo)流三種功能，既可降低直接空冷凝汽器的進(jìn)風(fēng)溫度，又可減弱或消除環(huán)境風(fēng)對(duì)直接空冷凝汽器換熱性能的不利影響。當(dāng)環(huán)境風(fēng)流經(jīng)該裝置時(shí)，通過(guò)冷卻水冷卻進(jìn)入直接空冷凝汽器的空氣，降低了空冷凝汽器的進(jìn)風(fēng)溫度；同時(shí)由于該裝置的擴(kuò)壓及導(dǎo)流作用，使得風(fēng)速減小而壓力增加，縮減了空冷凝汽器風(fēng)機(jī)吸入口附近負(fù)壓區(qū)范圍，提高了空冷凝汽器冷卻空氣流量，改善了空冷凝汽器的換熱性能。
【權(quán)利要求】
1.一種直接空冷凝汽器進(jìn)風(fēng)冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流裝置，它包括鋼架(10)，鋼架下部由支撐柱(5)支撐，鋼架上部設(shè)置多個(gè)空冷單元(1)，每個(gè)空冷單元設(shè)有一臺(tái)風(fēng)機(jī)，其特征在于:所述裝置設(shè)有多個(gè)冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱(3)，各冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱設(shè)置在鋼架上并將鋼架包覆；冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱的空腔內(nèi)均布風(fēng)道(4)，環(huán)境風(fēng)從冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱外側(cè)通過(guò)風(fēng)道流向空冷單元，各風(fēng)道進(jìn)口(4-1)的通流面積小于風(fēng)道出口(4-2)的通流面積，各風(fēng)道間形成冷卻水通道(6)，在冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱的上、下側(cè)壁處分別設(shè)有冷卻水進(jìn)口(7)和冷卻水出口(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接空冷凝汽器進(jìn)風(fēng)冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流裝置，其特征在于:所述冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱(3)為立方體形，冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱的厚度t為2~5cm，各風(fēng)道進(jìn)口和風(fēng)道出口分別設(shè)置在冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱厚度方向的兩個(gè)側(cè)壁上，各風(fēng)道進(jìn)口的直徑Cl1與各風(fēng)道出口的直徑d2的直徑比Vd2為0.7~0.9，其中d2≤t。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直接空冷凝汽器進(jìn)風(fēng)冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流裝置，其特征在于:所述風(fēng)道(4)分為擴(kuò)壓導(dǎo)流型和擴(kuò)壓型，各擴(kuò)壓導(dǎo)流型的風(fēng)道出口(4-2)的中心在水平方向上高于風(fēng)道進(jìn)口( 4-1)的中心；擴(kuò)壓型的風(fēng)道出口( 4-2 )的中心與風(fēng)道進(jìn)口的中心(4-1)同軸共線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直接空冷凝汽器進(jìn)風(fēng)冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流裝置，其特征在于:所述各風(fēng)道(4)在冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱(3)內(nèi)為相鄰行列位置不對(duì)應(yīng)的錯(cuò)列分布，在水平方向上相鄰風(fēng)道的中心距為Sps1Al2S 1.0(Tl.30，在垂直方向上相鄰風(fēng)道出口的中心距為s2，S2M2為 0.88~1.30。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的直接空冷凝汽器進(jìn)風(fēng)冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流裝置，其特征在于:所述各風(fēng)道(4)在冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱(3)內(nèi)為相鄰行列位置對(duì)應(yīng)的順列分布，在水平方向上相鄰風(fēng)道的中心距為Sl，S1M2為1.0(Tl.30，在垂直方向上相鄰風(fēng)道出口的中心距為s2，S2M2為1.00~1.30。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的直接空冷凝汽器進(jìn)風(fēng)冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流裝置，其特征在于:所述各風(fēng)道(4)的風(fēng)道壁為光滑弧形曲面，其垂直于風(fēng)道幾何中心線的橫截面面積沿風(fēng)流動(dòng)方向逐漸增加；擴(kuò)壓導(dǎo)流型風(fēng)道的幾何中心線的切線與水平方向的夾角為O。~35。。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的直接空冷凝汽器進(jìn)風(fēng)冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流裝置，其特征在于:所述冷卻擴(kuò)壓導(dǎo)流箱(3)經(jīng)緊固件安裝在鋼架處，緊固件為“fc”型緊固件(10)或“型緊固件(11)。
【文檔編號(hào)】F28B9/04GK103629944SQ201310638639
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】張學(xué)鐳, 吳婷婷, 陳海平 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)（保定）