專利名稱：自然通風空冷凝汽器的制作方法
技術領域：
本發明屬于熱交換領域，特別涉及以空氣為冷卻介質對電廠汽輪機乏汽直接進行 空冷凝結的冷卻裝置。
背景技術：
現行的空冷式發電廠，其利用空氣冷凝汽輪機乏汽的關鍵設備又稱電站空冷器， 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。現行的電站直空冷通常是將空冷凝汽器，如600Mw空冷機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上，通過設在空冷器管束下方的 大型軸流風機垂直向上鼓風，使其穿過冷卻管束，帶走管束內的乏汽冷凝放出的潛熱，實現 用空氣直接冷凝汽輪機乏汽的目的。這種布置結構的優點是投資低、占地小；缺點是抗風 能力差，易出現熱風循環，導致汽機出力下降；運行電耗高，噪音大，經濟效益略低于間接空 冷。另一種直接空冷是將空冷凝汽器以平面或錐面的結構布置在自然通風塔內(見 說明書附圖1)，利用換熱后的熱空氣密度降低，在自然通風塔內產生的升力抽取空冷凝汽 器下面的冷空氣，穿過空冷凝汽器實現對電站汽輪機乏汽的冷卻凝結。這種布置結構的最 誘人的優點是節省了冷卻風機運行的電耗，沒有噪音。但存在一下缺點缺點1，是將空冷凝汽器布置于塔內平臺上，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，是以平面、錐面或階梯的結構將空冷凝汽器布置在自然通風塔內，由于空 冷凝汽器下面必須留出冷空氣的進入空間，如600Mw機組的數千噸重空冷凝汽器的高度至 少要放在塔內20米以上的平臺上，這就必然增加空冷凝汽器裝置的支撐設施、安裝投資；缺點3，由于自然通風塔是利用，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，來獲得克服冷空氣流經空冷凝汽器管束及百葉窗阻力的驅動力的，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 空冷凝汽器安裝高度抬高了 20米，為保證最低的驅動力，通風塔的有效高度也必須增加20 米，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，數千噸的空冷凝汽器，通風塔內必須均布 大量的支撐構件，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，所以該類結構的自然通風空冷凝汽器一直沒有被市場接受。本發 明采用以下發明內容予以完善。
發明內容
本發明的自然通風空冷凝汽器，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，再與風筒、百葉窗集合，組成完整的自然通風空冷凝汽器，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( 組成具有豎直迎風面(1)的 豎直空冷凝汽管束單元(9)，;豎直迎風面(1)中的翅片管(4)以軸線非水平方式，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 成閉合結構的換熱部件(A-A)，置于風筒(6)下端周圍；控制風量的百葉窗(7)豎直布置在 空冷凝汽管束單元(9)進風側；蒸汽進口總管及支管(8)以環狀連接于蒸汽分配管(3) — 端。本發明的自然通風空冷凝汽器的翅片管布置于順流冷凝段時，乏汽進口高于凝結 水出口，以利于凝結水的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，以便回流的凝結水被進口上行的乏汽加熱，以防空冷凝汽器凝在0°c以下氣溫運行時， 凝結水被凍結在管壁上。本發明的自然通風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，以便管內的凝結 水及時匯集到管底，以減少導熱系數低的凝結水在翅片管內表面的滯留厚度；同時也使翅 片管外的通風截面在豎直迎風面上占有應有的比例，以減少空氣側氣流阻力。本發明的自然通風空冷凝汽器迎風面豎直的管束單元，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向空冷凝汽器，以減少冷空氣流動阻力；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 高度將比現行塔內平臺式換熱方式降低20米左右，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將空冷凝汽器放在地面，也節省了空冷凝汽器放在20米高的平臺上的支撐設 施、構件的投資和安裝成本；。④通風塔內由于沒有現行塔內平臺式空冷凝汽器及支撐構件占用空間，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。根據電廠自然、地理、氣象條件和空冷式電廠發電規模，豎直空冷凝汽管束單元組 成柱狀閉合形換熱部件結構可以為矩形、圓形、橢圓形、多接形等。本發明的自然通風空冷凝汽器，蒸汽進口總管及支管(8)以環狀連接于蒸汽分配 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，不經過任何彎頭而直接進 入流動阻力很小的環行支管，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。
附圖1，為現行的自然通風凝汽器結構圖。圖中1蒸汽總管及支管；2蒸汽分配管；3凝結水收集管；4空冷凝汽翅片管；5控制風量的百葉窗；4
6流入空冷凝汽翅片管間進行冷卻的冷空氣；7流出空冷凝汽翅片管間，在通風塔內上升產生升力的熱空氣；8通風塔筒，維持熱空氣空間高度，實現冷空氣流入空冷凝汽器的關鍵部件。附圖2，為本發明的自然通風空冷凝汽器結構圖。圖中；1豎直迎風面；2豎直布置的凝結水收集管；3豎直布置的蒸汽分配管；4空冷凝汽翅片管；5流經空冷凝汽管束，溫度升高，密度降低，流向塔頂的空氣；6通風塔筒，維持熱空氣空間高度，實現冷空氣流入空冷凝汽器的關鍵部件；7控制風量的百葉窗；8蒸汽總和環形支管；9豎直空冷凝汽管束單元。
具體實施例方式下面以600MW自然通風空冷凝汽器為例，說明本發明的具體實施方式
。1，根據超超臨界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，空冷凝汽器冷凝負荷為2. 853X 109kJ/h，空氣流經空冷凝汽器溫度由33°C上升到 60°C，溫升27°C，需要空氣流量為1.0567X 108kg/h，設熱空氣出通風塔流速為最大值6m/s， 空氣在60°C時密度為1. Okg/m3，則通風塔出口直徑為79m。其余設計基礎數據見下表權利要求
1.自然通風空冷凝汽器，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)、豎直布置凝結水收集管( 組成具有豎直迎風面(1)的豎直空冷 凝汽管束單元(9)；豎直迎風面(1)中的空冷凝汽翅片管以軸線非水平方式，連接于豎 直的蒸汽分配管( 和凝結水收集管( 之間；若干豎直空冷凝汽管束單元(9)組成柱狀 閉合結構的換熱部件(A-A)，置于風筒(6)下端周圍；控制風量的百葉窗(7)豎直布置在豎 直的空冷凝汽管束單元(9)的進風側；蒸汽進口總管及支管(8)以環狀連接于蒸汽分配管 ⑶一端。
2.根據權利要求1所述的自然通風空冷凝汽器，其特征在于空冷凝汽翅片管(4)截 面為圓形。
3.根據權利要求1所述的自然通風空冷凝汽器，其特征在于空冷凝汽翅片管(4)截 面為橢圓或扁平翅片管，截面長軸與水平面成傾斜布置。
4.根據權利要求1所述的自然通風空冷凝汽器，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構為矩形、圓形、橢圓形、多按形。
5.根據權利要求1所述的自然通風空冷凝汽器，其特征在于蒸汽進口總管及支管(8) 以環狀連接于蒸汽分配管(3)的下端。
全文摘要
自然通風空冷凝汽器。本發明屬于熱交換領域，特別涉及以空氣為冷卻介質的電廠空冷凝汽器。現行空冷凝汽器電耗高，投資成本高、抗風能力差。本設計將空冷凝汽器設計成豎直迎風面結構的換熱單元部件，再與自然通風塔結合，組成換熱部件布置在通風塔下部周圍的自然通風空冷凝汽器。乏汽進入換熱部件與管外的空氣換熱后凝結為水。吸收了熱量的空氣密度降低產生升力，在自然通風塔內上升到塔頂進入高空，實現空冷凝汽器前后冷熱空氣的自然循環。采用該結構的空冷凝汽器，省掉了現行直空冷的高平臺和風機投資、電耗，消除了現行直空冷的熱風循環和大風危及電廠安全經濟運行問題，從而降低電廠能耗成本。
文檔編號F28B1/06GK102052857SQ20091021612
公開日2011年5月11日 申請日期2009年11月3日 優先權日2009年11月3日
發明者李寧 申請人:李寧