一種自動透風的空氣冷卻式復水裝置制造方法
【專利摘要】一種自動透風的空氣冷卻式復水裝置，屬于熱交換領(lǐng)域，特別涉及以空氣為冷卻介質(zhì)的電廠空氣冷卻復水裝置?，F(xiàn)行空氣冷卻復水裝置電耗高，投資成本高、抗風能力差。本設(shè)計將空氣冷卻復水裝置設(shè)計成豎直迎風面結(jié)構(gòu)的換熱單元部件，再與自動透風塔結(jié)合，組成換熱部件布置在通風塔下部周圍的自動透風空氣冷卻復水裝置。乏汽進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，在自動透風塔內(nèi)上升到塔頂進入高空，實現(xiàn)空氣冷卻復水裝置前后冷熱空氣的自然循環(huán)。采用該結(jié)構(gòu)的空氣冷卻復水裝置，省掉了現(xiàn)行直空冷的高平臺和風機投資、電耗，消除了現(xiàn)行直空冷的熱風循環(huán)和大風危及電廠安全經(jīng)濟運行問題，從而降低電廠能耗成本。
【專利說明】一種自動透風的空氣冷卻式復水裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 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)對電廠汽輪機乏汽直接進行 空氣冷卻式復水裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)行的空冷式發(fā)電廠，其利用空氣冷凝汽輪機乏汽的關(guān)鍵設(shè)備又稱電站空冷器， 主要分為直接空冷和間接空冷兩種：汽輪機乏汽直接進入空冷器進行冷凝的簡稱直接空 冷，通過循環(huán)冷卻水將汽輪機乏汽的冷凝熱帶到空冷器中進行冷卻的簡稱為間接空冷。
[0003] 現(xiàn)行的電站直接空冷通常是將空氣冷卻復水裝置，如600Mw空氣冷卻機組的空 氣冷卻復水裝置布置在距離地面45米多高，面積近8000余平方米的巨大高空平臺上，通過 設(shè)在復水裝置管束下方的大型軸流風機垂直向上鼓風，使其穿過冷卻管束，帶走管束內(nèi)的 乏汽冷凝放出的潛熱，實現(xiàn)用空氣直接冷凝汽輪機乏汽的目的。這種布置結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是投 資低、占地??；缺點是抗風能力差，易出現(xiàn)熱風循環(huán)，導致汽機出力下降；運行電耗高，噪 音大，經(jīng)濟效益略低了間接空冷。
[0004] 另一種直接空冷是將空氣冷卻復水裝置，如說明書附圖1所示，以平面或錐面的 結(jié)構(gòu)布置在自然通風塔內(nèi)，利用換熱后的熱空氣密度降低，在自動透風塔內(nèi)產(chǎn)生的升力抽 取空氣冷卻復水裝置下面的冷空氣，穿過空氣冷卻復水裝置實現(xiàn)對電站汽輪機乏汽的冷卻 凝結(jié)。這種布置結(jié)構(gòu)最誘人的優(yōu)點是節(jié)省了冷卻風機運行的電耗，沒有噪音，但存在一下缺 占· 缺點1，是將空氣冷卻復水裝置布置于塔內(nèi)平臺上，蒸汽總管及支管距蒸汽分配管的距 離遠，彎頭多，不僅增加管路投資，而且增加乏汽管路阻力，進而減少汽機出力； 缺點2,是以水平面、錐面或階梯的結(jié)構(gòu)將空氣冷卻復水裝置布置在自然通風塔內(nèi)，由 于空氣冷卻復水裝置下面必須留出冷空氣的進入空間，如600Mw機組的數(shù)千噸重空氣冷 卻復水裝置的高度至少要放在塔內(nèi)20米以上的平臺上，這就必然增加空氣冷卻復水裝置 裝置的支撐設(shè)施、安裝投資； 缺點3,由于自然通風塔是利用，換熱前后空氣的密度差與有效高度的乘積值，來獲得 克服冷空氣流經(jīng)空氣冷卻復水裝置管束及百葉窗阻力的驅(qū)動力的，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。由于空氣冷卻復水裝置 安裝高度抬高了 20米以上，為保證最低的驅(qū)動力，通風塔的有效高度也必須至少增加20 米以上，這無疑又增加了通風塔的投資； 缺點4,由于要支撐面積達8000平方米，數(shù)千噸的空氣冷卻復水裝置，通風塔內(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。
[0005] 鑒于以上缺點，所以該類結(jié)構(gòu)的自然通風空氣冷卻復水裝置一直沒有被市場接 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】

[0006] 本發(fā)明的一種自動透風的空氣冷卻式復水裝置，由蒸汽進口總管及支管、蒸汽分 配管、冷凝水收集管和若干翅片管連接組成空氣冷卻復水管束單元，若干空氣冷卻復水管 束單元組成空氣冷卻復水裝置的換熱部件后，再與風筒、百葉窗集合，組成完整的自然通風 空氣冷卻復水裝置，其特征在于：由翅片管（4)、堅直布置的蒸汽分配管（3)、堅直布置的冷 凝水收集管（2)組成具有堅直迎風面（1)的堅直空氣冷卻復水管束單元（9);堅直迎風面 (1)中的翅片管（4)以軸線非水平方式，連接于堅直的蒸汽分配管（3)和堅直的冷凝水收 集管（2)之間；若干堅直空氣冷卻復水管束單元（9)組成閉合結(jié)構(gòu)的換熱部件（A-A)， 置于風筒（6)下端周圍；控制風量的百葉窗（7)堅直布置在空氣冷卻復水管束單元（9) 進風側(cè)；蒸汽進口總管及支管（8)以環(huán)狀連接于蒸汽分配管（3) -端。
[0007] 本發(fā)明的一種自動透風的空氣冷卻式復水裝置的翅片管布置于順流冷凝段時，乏 汽進口高于凝結(jié)水出口，以利于凝結(jié)水和剩余的乏汽迅速流出；翅片管布置于逆流冷凝段 時，進口低于出口，以便回流的凝結(jié)水被進口上行的乏汽加熱，以防空冷凝汽器凝在〇°C以 下氣溫運行時，凝結(jié)水被凍結(jié)在管壁上。
[0008] 本發(fā)明的一種自動透風的空氣冷卻式復水裝置的翅片管截面形狀可以為圓形、橢 圓或扁平形狀，當采用截面形狀為橢圓或扁平形狀時，截面長軸應與水平面成傾斜布置，以 便管內(nèi)的凝結(jié)水及時匯集到管底，以減少導熱系數(shù)低的凝結(jié)水在翅片管內(nèi)表面的滯留厚度 ;同時也使翅片管外的通風截面在堅直迎風面上占有應有的比例，以減少空氣側(cè)氣流阻力。 本發(fā)明的一種自動透風的空氣冷卻式復水裝置迎風面堅直的管束單元，布置在通風塔 下部周圍的好處如下： ① 使冷卻空氣可用最低的能耗水平流問空氣冷卻復水裝置，以減少冷空氣流動阻力； ② 這樣布置，空氣冷卻復水裝置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)平臺式換熱方式降低20米以上，從而將使自然通風塔高度降低20 米，進而降低通風塔投資成本； ③ 將空氣冷卻復水裝置放在地面，也節(jié)省了空氣冷卻復水裝置放在20米高的平臺上 的支撐設(shè)施、構(gòu)件的投資和安裝成本；。
[0009] ④通風塔內(nèi)由于沒有現(xiàn)行塔內(nèi)平臺式空氣冷卻復水裝置及支撐構(gòu)件占用其空間， 這一空間正好可以用來布置電廠煙氣脫硫裝置和煙氣排放裝置，從而減少了電廠裝置占 地。
[0010] 根據(jù)電廠自然、地理、氣象條件和空冷式電廠發(fā)電規(guī)模，堅直空氣冷卻復水管束單 元組成為柱狀閉合形換熱部件結(jié)構(gòu)可以為矩形柱、圓柱形、橢圓柱形、多棱柱形等。
[0011] 本發(fā)明的一種自動透風的空氣冷卻式復水裝置，蒸汽進口總管及支管（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乏汽總管從汽機廠房出來，不經(jīng)過 任何彎頭而直接進入流動阻力很小的環(huán)行支管，不僅減少乏汽流動阻力，而且施工安裝也 更方便，降低了安裝費用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 附圖1，為現(xiàn)行的空氣冷卻式復水裝置結(jié)構(gòu)圖。
[0013] 附圖2,為本發(fā)明的一種自動透風的空氣冷卻式復水裝置結(jié)構(gòu)主視圖，附圖3為 本發(fā)明主視圖，附圖2中的A-A視圖。圖中： 1堅直迎風面； 2堅直布置的凝結(jié)水收集管； 3堅直布置的蒸汽分配管； 4空氣冷卻復水翅片管； 5流經(jīng)空氣冷卻復水管束，溫度升高，密度降低，流向塔頂?shù)目諝猓?6通風塔筒，維持熱空氣空間高度，實現(xiàn)冷空氣流人空氣冷卻復水裝置的關(guān)鍵部； 7控制風量的百葉窗； 8蒸汽總和環(huán)形支管 9堅直空氣冷卻復水管束單元。

【具體實施方式】
[0014] 下面以600Mw自動透風的空氣冷卻式復水裝置為例，說明本發(fā)un具體實施方 式。
[0015] 根據(jù)超超臨界600Mw機組夏季33°C氣溫額定功率輸出時，乏汽總量為每小時1200 噸，空氣冷卻復水裝置冷凝負荷為2. 853X 109kJ/h，空氣流經(jīng)空氣冷卻復水裝置溫度由 33°C上升到60°C，溫升27°C，需要空氣流量為1.0567X108kg/h，設(shè)熱空氣出通風塔流速 最大為6m/s，空氣在60°C時密度為1.0kg/m3,則通風塔出口直徑為 ：79m。
[0016] 1采用本發(fā)明設(shè)計的600MW大型電站自動透風的空氣冷卻式復水裝置，由于占地 小，完全可以將其建在發(fā)動機廠房A列外側(cè)，從而保留了現(xiàn)行的強制通風直接空氣冷卻復 水裝置的蒸汽總管相對短的優(yōu)點，消除了電耗高、噪音大，抗自然風影響能力弱等缺點。
[0017] 2根據(jù)上述自動透風的空氣冷卻式復水裝置的設(shè)計基礎(chǔ)參數(shù)和當?shù)氐臍庀蟆⒌乜?報告等資料，【具體實施方式】為： (1)設(shè)計： 由總工藝專業(yè)提出個專業(yè)（空氣冷卻復水裝置管束等設(shè)備專業(yè)、工藝計算專業(yè)、工藝 配管專業(yè)、結(jié)構(gòu)設(shè)計專業(yè)、土建設(shè)計專業(yè)、儀表控制和DCS系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)、消防、安全、環(huán)保 等專業(yè)）設(shè)計基礎(chǔ)條件；各專業(yè)根據(jù)根據(jù)專業(yè)設(shè)計基礎(chǔ)條件進行初步設(shè)計，初步設(shè)計會 審通過后；進行施工圖設(shè)計，并通過會審和定型設(shè)備請購技術(shù)條件確認。
[0018] (2)設(shè)備制造號安裝施工： 通風塔及全部設(shè)備、道路、地坪的基礎(chǔ)土建施工； 空氣冷卻復水裝置管束單元、百葉窗由由專業(yè)設(shè)備廠生產(chǎn)，現(xiàn)場組裝就位； 自然通風塔現(xiàn)場施工制作安裝； 大直徑乏汽輸送管道及環(huán)形支管由專業(yè)設(shè)備單位現(xiàn)場施工制作及安裝； 主要設(shè)備和空氣冷卻復水裝置等大型構(gòu)件安裝完畢后進行真空系統(tǒng)，凝結(jié)水系統(tǒng)，消 防、安全系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)、噴霧降溫系統(tǒng)和工藝配管，百葉窗安裝施工； 電氣、儀表和控制系統(tǒng)、電纜橋架安裝施工； 防腐保溫施工； 地溝、地坪、道路、綠化、安全、消防、環(huán)保器具、警示標志及場地衛(wèi)生施工； (3)試車調(diào)試、投運： 首先是電氣、儀表及控制系統(tǒng)調(diào)試合格并投入運行； 真空泵、清洗裝置、噴霧裝置等運轉(zhuǎn)設(shè)備單體清洗試車合格； 對所有與水蒸汽及凝結(jié)水工藝介質(zhì)相關(guān)的設(shè)備、管道進行吹出和試漏試壓合格； 啟動真空泵對空氣冷卻復水系統(tǒng)抽真空，并確保真空試漏合格，氮氣置換合格； 通過專用旁路閥向部份空氣冷卻復水裝置單元注入低壓蒸汽，并啟動凝結(jié)水回收系統(tǒng)； 啟動汽機逐步向空氣冷卻復水裝置注入汽輪機乏汽，并關(guān)掉低壓蒸汽旁路閥； 逐步開打汽機蒸汽流量至額定值，并根據(jù)空氣冷卻復水裝置有關(guān)溫度、壓力、流量完成 投運。
[0019] 冬天投運本裝置要首先關(guān)閉百葉窗，通過DCS自動控制系統(tǒng)根據(jù)乏汽流量、壓 力、空氣冷卻復水裝置單元投運數(shù)量和翅片管及凝結(jié)水溫度，逐步調(diào)節(jié)百葉窗的開度，控制 好冷卻空氣流量。
【權(quán)利要求】
1. 一種自動透風的空氣冷卻式復水裝置，由蒸汽進口總管及支管、蒸汽分配管、冷凝水 收集管和若干翅片管連接組成空氣冷卻復水管束單元，若干空氣冷卻復水管束單元組成空 氣冷卻復水裝置的換熱部件后，再與風筒、百葉窗集合，組成完整的空氣冷卻復水裝置，其 特征在于：由空氣冷卻復水翅片管（4)、堅直布置的蒸汽分配管（3)、堅直布置的凝結(jié)水收 集管（2)組成具有堅直迎風面（1)的堅直空冷凝汽管束單元（9);堅直迎風面（1)中的空 氣冷卻復水翅片管（4)以凝結(jié)水出口端向下傾斜方式連接于堅直布置的蒸汽分配管（3) 和凝結(jié)水收集管（2)之間；若干堅直空氣冷卻復水管束單元（9)組成柱狀閉合結(jié)構(gòu)的換 熱部件，置于風筒（6)下端周圍；控制風量的百葉窗（7)堅直布置在堅直空氣冷卻復水管 束單元（9)的進風側(cè)；蒸汽進口總管及支管（8)以環(huán)狀連接于蒸汽分配管（3) -端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動透風的空氣冷卻式復水裝置，其特征在于：空氣 冷卻復水翅片管（4)截面為圓形。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動透風的空氣冷卻式復水裝置，其特征在于：空氣 冷卻復水翅片管（4)截面為橢圓形，截面長軸與水平面成傾斜布置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動透風的空氣冷卻式復水裝置，其特征在于：堅直 空氣冷卻復水管束單元組成的柱狀閉合形換熱部件結(jié)構(gòu)為圓柱形、橢圓柱形、多棱柱形。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動透風的空氣冷卻式復水裝置，其特在于：蒸汽進 口總管及支管（8)以環(huán)狀連接于蒸汽分配管（3)的下端。
【文檔編號】F28B1/06GK104089495SQ201410344029
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月20日
【發(fā)明者】吳燕珊 申請人:吳燕珊