專利名稱：自然抽風冷卻塔的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種自然抽風冷卻塔，具有多個最好呈坡頂形的用于發(fā)電廠渦輪機蒸汽冷凝的換熱元件，其中經(jīng)一條共用中央蒸汽引入管和自該引入管做徑向分支的分配管供給蒸汽的換熱元件中的一部分用于冷凝，另一部分用于分凝，并且該換熱元件分布在若干相同的，具有完整的用于蒸汽分配和惰性氣體及冷凝液排出的管道的扇區(qū)內(nèi)。
這種用于發(fā)電廠渦輪機蒸汽冷凝的自然抽風冷卻塔公知于德國專利公開說明書第DE-OS3441514號。由于在換熱器中惰性氣體的聚集必須預以阻止，所以再冷凝要在強制通風的分凝用換熱元件中進行，從該換熱元件中再將惰性氣體抽走。為使該分凝用換熱元件在所有出現(xiàn)的工況下以及在不利的氣候條件下獲得足夠的冷卻空氣，在分凝用換熱元件上裝有自己的風扇。該風扇可保證在不利的氣候條件，如強側風和逆轉的條件下，在分凝用換熱元件中實現(xiàn)全部待冷凝渦輪機蒸汽的完全再冷凝，此外還創(chuàng)造一種可能性，使因其安裝而帶來的抽風功率的增加而減小自然抽風冷卻塔的塔殼高度，從而節(jié)約建設成本。
德國專利展出說明書第DE-AS1960619號公開了一種對稱式建造的自然抽風冷卻塔，其中的坡頂形換熱元件相對于冷卻塔的縱軸線徑向布置。待冷凝蒸汽經(jīng)位于中央的蒸汽引入管引入，然后該管再分支出徑向的蒸汽分配管進入各個換熱元件的上端。換熱元件中的一部分按冷凝，一部分按分凝方式工作，其中按分凝方式工作的換熱元件位于里面并圍繞蒸汽引入管布置。各有一個分凝用換熱元件對應著兩個沿徑向設置的冷凝用換熱元件，從而一起構成一個換熱元件結構扇區(qū)。全部換熱元件以及所屬的管道均裝在唯一的一個共用支承結構上，該結構位于自然抽風冷卻塔外殼的臺階上。
德國專利公開說明書第DE-OS2405999號也公開了一種具有沿徑向設置的換熱元件的自然抽風冷卻塔。其中冷凝用換熱元件位于外層，分凝用換熱元件位于內(nèi)層，接近中央蒸汽引入管。冷凝用換熱元件的結構為兩級式，進入外部第一級的渦輪機蒸汽的一半與和第一級相鄰的蒸汽的一半一同被導入共有的第二冷凝級，該第二級設在最里面。經(jīng)二冷凝級的換熱元件接受來自兩個相鄰的并位于不同徑向位置上的第一冷凝級的剩余蒸汽。該裝置的缺點是，由于冷凝用換熱元件在切換技術上與相鄰的徑向上錯開布置的換熱元件的連接，從而不可能僅使用全部可用換熱元件中的一部分來進行裝置的低功率運行。
在德國公開專利說明書第DE-OS2242058號公開的自然抽風冷卻塔中，冷凝用換熱元件設置在圍繞冷卻塔中心線的若干個環(huán)中。待冷凝蒸汽的引入由圍繞冷卻塔中心線布置的環(huán)形蒸汽引入管完成。一個環(huán)中的全部換熱元件均裝在一個共用的支承結構上，以便能通過適當選擇其高度而制成向外呈臺階形升高的結構。
從德國展出專利說明書第1960619號出發(fā)，本發(fā)明所提出的任務是，制造一種自然抽風冷卻塔，它可以用有利的方式適應不同操作條件和/或改變了氣候條件下的冷凝功率，并且能最大限度地利用冷卻塔的基本面積。
本發(fā)明該任務的解決方案是，扇區(qū)各具有本身的、獨立于其他扇區(qū)的換熱元件，冷凝用換熱元件以其縱軸各按正割于中央蒸汽引入管的方式設置在支承結構上，并且分凝用換熱元件擁有自己的風扇。
通過本發(fā)明所述自然抽風冷卻塔的結構首先可以做到，能根據(jù)換熱元件在對所有扇區(qū)均為相同的支承結構上的布置而選擇其不同的長度尺寸，換熱元件最好呈坡頂形狀。這就可以使換熱元件幾乎完全布滿扇區(qū)，從而將未覆蓋的自由空間減小到最低限度。如在一個優(yōu)選的實例中可以做到使冷凝用坡頂形換熱元件位于外部的那一半在元件長度方向上加長，從而進一步減少無用基本面積。
本發(fā)明所述自然抽風冷卻塔的結構還能進一步大大簡化用于冷凝渦輪機蒸汽的自然抽風冷卻塔設計和計算，因為只要設計和計算出劃分成若干扇區(qū)的冷卻塔中的一個扇區(qū)即可。這些結構相同的扇區(qū)均包括與扇區(qū)數(shù)量相對應的那部分冷凝和分凝用換熱元件，包括其全部蒸汽分配和惰性氣體及冷凝液抽吸管道，其中換熱元件和全部管道均安裝在一個獨立的支承結構上，并且相互獨立的各扇區(qū)之間僅通過位于中央的蒸汽引入管相連接在一起。因此本發(fā)明所述的自然抽風冷卻塔能做到只設計和計算由整個冷卻塔分割出的一個扇區(qū)即可。這樣同時還可以減少制造和建立冷卻塔的費用，因為制造和建立的是許多相同的扇區(qū)，所以節(jié)省了制造和安裝成本。最后，本發(fā)明所述的自然抽風冷卻塔在操作中也有優(yōu)點，因為相互獨立的扇區(qū)可以單獨接通或關閉，并且以此能改變其功率，從而使其能以最佳方式適應不同操作條件和/或變化了的氣候條件下的冷凝功率。
為了進一步地降低本發(fā)明所述的自然抽風冷卻塔的制造成本，可讓全部扇區(qū)的支承結構同時作為由殼分段形成的鋼結構的冷卻塔殼的支承結構。這樣在該結構中便取消了冷卻塔殼的獨立基礎。
在一個本發(fā)明的優(yōu)選實例中，冷卻塔殼呈封閉式多邊形。這種近似于圓形基面的形狀可使換熱元件均勻地受帶有冷空氣的進汽沖擊，并防止產(chǎn)生不利的風向。換熱元件繞冷卻塔殼的中心線布置成若干個“環(huán)”。
冷凝用換熱元件也可平行地并列設置，并且以其與形成坡頂形元件頂端的蒸汽分配室相重合的縱軸各按正割于中央蒸汽引入管的方式設置在支承結構上，并且分凝用換熱元件連同其構成頂端的抽氣室沿徑向布置蒸汽引入管直接相鄰地設置在支承結構上。這種結構的優(yōu)點是利于剩余蒸汽在冷凝用換熱元件和分凝用換熱元件之間的流動。
為了改善自然抽風冷卻塔對側風的非敏感性，本發(fā)明最后還建議，每個扇區(qū)的換熱元件均以公知方式排列在由中間向外升高的一個平面上。
附圖中所示的是本發(fā)明所述自然抽風冷卻塔的若干實例，其中

圖1表示第一個實施例的側視圖，帶有如圖2中Ⅰ-Ⅰ剖視所示的換熱元件，圖2表示如圖1中Ⅱ-Ⅱ剖視所示換熱元件的俯視圖，圖3表示類似于圖1所示的第二種實施例，圖4表示如圖1和圖3所示的另一種實施例，圖5表示如圖1、圖3和圖4所示的另一種實施例。
圖1和圖2所示的自然抽風冷卻塔的第一個實施例包括多個坡頂形換熱元件1、2，它們與蒸汽引入管3相連，用于圖中未表示出的一個發(fā)電廠所排出的渦輪機蒸汽的冷凝。蒸汽引入管3的終端垂直地設在冷卻塔的中央，并與徑向布置的分配管4相連，該分配管各通向冷卻塔的一個扇區(qū)S，見圖2所示。在圖1和圖2的實施例中，冷卻塔由六個同樣的扇區(qū)S構成。
在該實施例中，待冷凝蒸汽經(jīng)中央蒸汽引入管3和各個徑向布置的分配室4進入兩個并聯(lián)的冷凝用換熱元件1，在該冷凝用換熱元件1中，絕大部分蒸汽被冷凝。含有惰性氣體的剩余蒸汽經(jīng)匯集管5進入接在冷凝用換熱元件1后面的分凝用換熱元件2的位于下部的分配室6內(nèi)，如圖1所示。在該分凝用換熱元件2中完成蒸汽的再冷凝。為了保證這種冷凝完成，每個分凝用換熱元件2至少帶有一個自己的風扇7。經(jīng)過冷凝在換熱元件1和2中產(chǎn)生的冷凝液匯集在分凝用換熱元件2的下部，并經(jīng)冷凝液排管8被抽走。冷凝中析出的惰性氣體在分凝用換熱元件2的頂端經(jīng)氣體管9被排走。
換熱元件1和2以及所屬的分配管4、匯集管5和冷凝液排管8以氣體管安裝在每個扇形區(qū)S中的支承結構10上，如圖1所示。該支承結構10在實施例中不僅用于支承換熱元件1和2以及所屬的管道，而且還作為冷卻塔殼的基礎，實例中的該冷卻塔殼是一種用殼分段11組成的封閉式多邊形鋼結構。由于采用各個扇區(qū)S的支承結構10作為由殼分段11組成的冷卻塔殼的基礎，所以省掉了冷卻塔殼的獨立基礎。
如圖2所示換熱元件1和2為最佳地利用其長度上的面積而適應安裝條件，并且各個環(huán)是不相同的。但各個翅片管的結構，其坡頂?shù)牟贾谩Q熱元件1的支承寬度和各個頂端的構造以及布置在下端的室均是相同的。
分凝用換熱元件2的結構也是由相同的，如實施例所示近似于正方形并帶有一個或多個風扇7的元件組成。它們可以根據(jù)必要的面積比例有選擇地安裝在每個扇區(qū)S的內(nèi)環(huán)、中環(huán)或外環(huán)。在圖1和圖2所示實施例結構中，冷凝用換熱元件1和分凝用換熱元件2之間的面積比約為5∶1，其中分凝用換熱元件2位于內(nèi)環(huán)。構成惰性氣體抽氣室的分凝用換熱元件2的頂端，在該實施例中平行冷凝用換熱元件1的作為蒸汽分配室的頂端布置。
圖1中實施例所示的換熱元件1和2均設置在一個水平的平面上，而在圖3中的第二個實例所示的結構中，屬于同一個扇區(qū)S的換熱元件1和2布置在一個自中心向外升高的平面上。這樣就能以公知的方式改善自然抽風冷卻塔對側風的非敏感性。
在圖4第三個實施例中所示的結構中，構成頂端的位于內(nèi)環(huán)的分凝用換熱元件2的抽氣室沿徑向分布。這樣可使來自冷凝用換熱元件1的匯集管直接進入分凝用換熱元件2的分配室內(nèi)。
在圖5第四個實施例所示的結構中可以看到冷凝用換熱元件1，其坡頂?shù)耐饩壴诳臻g的可能性內(nèi)延長到扇區(qū)S的邊界。這樣可以減少未被利用的剩余面積。
符號說明S扇區(qū)1冷凝用換熱元件2分凝用換熱元件3蒸汽引入管4分配管5匯集管6分配室7風扇8冷凝液排出管9氣體管10支承結構11殼分段
權利要求
1.自然抽風冷卻塔具有多個最好呈坡頂形的用于發(fā)電廠渦輪機蒸汽冷凝的換熱元件，其中經(jīng)一條共用中央蒸汽引入管和自該引入管作徑向分支的分配管供給冷凝蒸汽的換熱元件中的一部分是用于冷凝，另一部分用于分凝，分凝用的換熱元件的蒸汽端安裝在冷凝用的換熱元件的后端，并且該分凝用的換熱元件分布在若干相同的，具有完整的用于蒸汽分配和惰性氣體及冷凝液排出的管道的扇區(qū)內(nèi)。本發(fā)明的特征是，扇區(qū)(S)各具有本身的，獨立于其他扇區(qū)(S)的換熱元件(1、2)，冷凝用換熱元件(1)以其縱軸各按正割于中央蒸汽引入管(3)的方式設置在支承結構(10)上，并且分凝用換熱元件(2)擁有自己的風扇。
2.如權利要求1所述的自然抽風冷卻塔，其特征是，全部扇區(qū)(S)的支承結構(10)同時作為由殼分段(11)形成的鋼結構冷卻塔殼的支承而構成。
3.如權利要求1或2所述的自然抽風冷卻塔，其特征是，冷卻塔殼是由殼分段(11)組成的封閉式多面體。
4.如權利要求1至3所述的自然抽風冷卻塔，其特征是，分凝用換熱元件(2)以其縱軸各按正割方式并平行于冷凝用換熱元件(1)布置。
5.如權利要求1至3所述的自然抽風冷卻塔，其特征是，分凝用換熱元件(2)的每個扇區(qū)(S)及形成其頂端的抽氣室沿徑向布置，并且蒸汽引入管(3)直接相鄰地設置在支承結構(10)上。
6.如權利要求1至5之中至少一項所述的自然抽風冷卻塔，其特征是，冷凝用換熱元件(1)的坡頂形元件位于外部的那一半在元件長度方向上加長。
7.如權利要求1至6之中至少一項所述的自然抽風冷卻塔，其特征是，每個扇區(qū)(S)的換熱元件(1，2)放置在一個自中心向外升高的平面上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自然抽風冷卻塔，具有多個最好呈坡頂形的用于發(fā)電廠渦輪機蒸汽冷凝的換熱元件，其中經(jīng)一條共用中央蒸汽引入管和自該引入管作徑向分支的分配管供給冷凝蒸汽的換熱元件中的一部分是用于冷凝，另一部分用于分凝，用于分凝的換熱元件的蒸汽端安裝在冷凝用的換熱元件的后邊，并且該換熱元件分布在若干相同的，具有完整的用于蒸汽分配和惰性氣體及冷凝液排出的管道的扇區(qū)內(nèi)。其特征是扇區(qū)(S)各具有本身的，獨立于其他扇區(qū)(S)的換熱元件(1，2)，冷凝用換熱元件(1)以其縱軸各按正割于中央蒸汽引入管(3)的方式，設置在支承結構(10)上，且分凝用換熱元件(2)擁有自己的風扇。
文檔編號F28B1/06GK1074752SQ9310078
公開日1993年7月28日 申請日期1993年1月21日 優(yōu)先權日1992年1月25日
發(fā)明者博克哈德·特拉格, 里查德·雷茲, 喬治·施瑞 申請人:巴爾克德股份公司