蓮花凝汽器及赫茲干式冷卻系統的制作方法
【專利說明】蓮花凝汽器及赫茲干式冷卻系統 【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于火（核）電廠乏汽干式冷卻使乏汽變為凝結水的技術領域，特別 涉及一種凝汽器及赫茲干式冷卻系統。 【【背景技術】】
[0002] 火力發電每發一度電能，采用干式冷卻（又稱空冷）比采用濕式冷卻節省2. 5kg 的水。經典的干式冷卻系統為混間、表間和直冷三種系統。由經典的三種系統又派生出其 它六種冷卻系統。
[0003] 發達國家均已改稱空冷系統為dry cooling system。對于電站冷卻，換熱器、散熱 器、凝汽器和濕冷、干冷系統定義如下：
[0004]
[0005] 干式冷卻顯著的節水效果必然導致系統投資的變大和運行費用的增高。已有干式 冷卻系統的小缺陷和適配性的不足，迫使人們更換思路，集成各種冷卻系統的優點，相互借 鑒。
[0006] ACC系統因系統簡單、運行靈活、初投資低，換熱次數少而效率高，受到青睞。但隨 著環保要求的提升，ACC系統噪音擾民凸顯；ACC系統對大風的風向（比間冷）敏感，且風扇 耗能較大。ACC系統在節能評估上遇到政策瓶頸，還有，一些發電公司的考核指標中強制列 入廠用電率[有失公允，應僅考核發電能（煤）耗，較為合理，例如，考核廠用電率，迫使一 些電廠的給水栗放棄電力驅動，改用蒸汽驅動]，使得ACC系統在與間冷的方案比選中遇到 了前所未有的困難。因此，保留ACC的優點，消除風扇能耗及噪音和降低大風敏感性，為干 式冷卻的研究明確了方向。
[0007] 1993 年比利時 HAM0N-LUMMUS 公司首先提出 Natural Draft Condenser 的概念， 即后來被廣泛談論的NDC系統，它的核心概念就是用自然抽風冷卻塔替代ACC系統的風扇 強制鼓風。但該研究只停留在空冷凝汽器塔內屋脊水平布置的層面上，簡單的說，就是去掉 ACC系統的風扇，把ACC擺到冷卻塔內。該公司的設計未能進入實際應用階段。
[0008] 1994年德國 GEA 公司提出 Natural Draft Air Cooled Condenser 概念，即后來其 圖形被廣泛復制的NDACC系統。空冷凝汽器在塔內呈屋脊狀水平布置，下部增設有百葉窗， 也未能進入實際應用階段。
[0009] 2014年四川省簡陽空冷器制造有限公司的李開建等人在對其專利"塔式直接空 冷"加裝引風扇后，以陜西省神木縣大柳塔電廠的3kW發電機組為載體，使用混合通風的形 式進行了工業化試驗。 【【實用新型內容】】
[0010] 本實用新型的目的在于提供一種蓮花凝汽器及赫茲干式冷卻系統。本實用新型借 鑒ACC系統簡單、運行靈活、初投資低，換熱次數少而效率高的優點；翅片的清潔方式采用 水沖洗，既可按傳統方式從側面沖洗（空冷凝汽器花瓣閉合狀態），也可由上向下沖洗（空 冷凝汽器開花方式，花瓣展開狀態）；采用"半開花"狀態防凍；采用"含苞待放"即花瓣閉 合狀態度夏；通過品字形布置凝結水管和配汽管道對凝結水進行二次再熱，達到回收部分 廢棄熱能的目的。
[0011] 為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：
[0012] 蓮花凝汽器，包括兩根配汽立管和位于兩根配汽立管之間的一根凝結水回水立 管；配汽立管和凝結水回水立管之間通過多個傾斜的扁平基管連接；配汽立管上部有順流 逆流分隔斜板；配汽立管下部通過彎頭與配汽水平管道相連接，在配汽水平管道上設能夠 轉動的活動接頭；在配汽立管的頂端設抽氣管道，抽氣管道引接到蓮花凝汽器底部，經彎頭 過度為抽氣水平管道，在抽氣水平管道上也設有能夠轉動的活動接頭；凝結水回水立管下 部通過彎頭與凝結水回收水平管道相連接，在凝結水回收水平管上也設能夠轉動的活動接 頭。
[0013] 本實用新型進一步的改進在于：活動接頭附近的配汽水平管道、活動接頭附近的 配汽水平管道以及活動接頭附近的抽氣水平管道共軸。
[0014] 本實用新型進一步的改進在于：配汽水平管道與凝結水回水水平管道等徑。
[0015] 本實用新型進一步的改進在于：活動接頭包括兩個帶凸沿的短管和至少兩瓣卡 箍；卡箍內設有限位槽，相鄰卡箍通過連接螺栓固定連接；所有卡箍通過連接螺栓固定連 接星形成一個圓環，兩個帶凸沿的短管的凸臺卡于圓環的限位槽中；兩個帶凸沿的短管之 間設有旋轉密封件。
[0016] 本實用新型進一步的改進在于：所述旋轉密封件為一個截面為雙Y型的硅膠密封 圈，硅膠密封圈安裝于兩個帶凸沿的短管的端面之間，且與兩個帶凸沿的短管的端面接觸 密封。
[0017] 本實用新型進一步的改進在于：旋轉密封件包括截面為工字形的金屬密封環和兩 個O型硅膠密封圈；金屬密封環設置于兩個帶凸沿的短管的端面之間，O型硅膠密封圈安裝 于金屬密封環兩側的凹槽之中且與對應的帶凸沿的短管的端面接觸密封。
[0018] 本實用新型進一步的改進在于：所述蓮花凝汽器為板狀。
[0019] 本實用新型進一步的改進在于：配汽水平管道、凝結水回收水平管上安裝有滾珠 軸承。
[0020] 赫茲干式冷卻系統，包括若干蓮花凝汽器、冷卻塔、排汽干管、配汽豎井和若干配 汽母管；若干蓮花凝汽器分為設置于冷卻塔外部的外圈凝汽器和設置于冷卻塔內部的內圈 凝汽器；排汽干管連接配汽豎井；配汽豎井的出口連接若干配汽母管的入口，配汽母管的 數量與蓮花凝汽器的數量相同；配汽母管的入口設有配汽閥門，配汽母管的出口等分為兩 根配汽平管，每根配汽平管連接對應蓮花凝汽器的配汽立管；蓮花凝汽器的凝結水回水立 管通過活動接頭連接帶回水閥門的凝結水回收水平管，凝結水回收水平管架在二根配汽平 管上面；凝結水回收水平管連接回水環管，回水環管連接回水總管；抽氣管路通過活動接 頭和帶抽氣閥門的管路連接抽氣環管。
[0021] 相對于現有技術，本實用新型具有以下優點：
[0022] 本實用新型輻射狀再熱干式冷卻系統不采用NDC或NDACC的屋脊布置，而是將凝 汽器以立板的方式布置在自然抽風冷卻塔的內、外周圈，自然通風。
[0023] 無百葉窗。在每年的3/4時段內，百葉窗在是有害的，增加了冷風流動的阻力，降 低了傳熱效率，因此本干冷系統不用百葉窗，防凍的手段是逆順流布置、開花方式運行。另 外百葉窗還影響對翅片的清洗。
[0024] 在管溝中以品字狀布置凝結水回收管、蒸汽輸送管，對凝結水二次再熱。凝結水收 集環管直埋于地面下，用于保持地面平整，管溝蓋板有通氣條孔。
[0025] 本干冷系統具有利用自然通風方式冷卻汽輪機排汽的新穎結構和精巧布置，形成 了較大的換熱面積，并能夠獲取到較多的冷卻風量，沒有老式ACC系統的能耗---風機配 電動機的噪音和電耗；也沒有間冷的能耗---循環水栗配電動機的噪音和電耗，更沒有 間冷在汽機房內所配備的凝汽器一一600MW機組可節省3600萬元。本干冷系統夏季可獲 得較低的凝汽器壓力，促進滿發。本干冷系統集成了間冷和直冷的以下7個優點：
[0026] 1，自然通風：利用冷卻塔內空氣的熱騰浮功能，省掉ACC的軸流風機；
[0027] 2,與傳統的直接空冷相比，荷載轉移到地面：立板式凝汽器布置在地面上，把ACC 的高空荷載（主要是管束自重），轉移到了地面，使設計、運行和維護變得簡單易行。
[0028] 3,與傳統的間接空冷相比，沒有換熱工質（即循環水）的自重。在1個大氣壓下， 蒸汽凝結為水時，體積縮小1725倍。假定本直接空冷凝汽器的內部容積與間冷散熱器的內 部容積相等，那么，直接空冷凝汽器內的水、汽合計重量，僅為間冷散熱器內水重的萬分之 五點八。荷載的減少，對設計、運行都頗有好處。
[0029] 4,立管自支撐：立管的支撐能力是水平管的數倍（如DN300管為2倍，隨著管徑的 增大，倍數也增大）。充分利用管柱在受壓、受扭以及各方向受彎方面的卓越性能。
[0030] 5,冷卻風量變大：由于立板式凝汽器的風阻變小，從而導致冷卻風量變大。主要原 因是翅片管板和冷風軌跡之間沒有夾角，冷風通過"扁平管"后，經過整流再次經過內圈立 板中的"扁平管"。
[0031] 6,抗凍措施：可任意設定逆流、順流管束的比例；冷卻立板"開花"防凍："開花"幅 度越大，防凍效果越好。
[0032] 7,遏制穿堂風的形成：只要冷卻塔同一扇區的內、外圈凝汽器不同時"開花"，就可 遏制穿堂風。 【【附圖說明】】
[0033] 圖1為一字型支柱冷卻塔的立視圖。
[0034] 圖2為本實用新型直接空冷凝汽器外圈翅片管立板的俯視圖。它示意了直接空冷 凝汽器在夏季運行時的"含苞待放"狀態，以謀取最大限度的熱交換。翅片管立板圍繞冷卻 塔進風口外的周圈布置。
[0035] 圖3也為本實用新型直接空冷凝汽器翅片管板的俯視圖。它示意了直接空冷凝汽 器在冬季運行時的"開花"平躺狀態，這種平躺或半平躺的方式，可使通過凝汽器翅片管板 的冷風量變少，用于防凍。
[0036] 圖4為本實用新型直接空冷凝汽器熱交換的核心部件的立視圖。為了繪圖上的清 晰，本圖省略了一些應有的密封板。為應對熱膨脹，該部件可以向上、向左和向右自由伸縮。
[0037] 圖5為本實用新型輻射狀再熱干式冷卻系統A-A軸線以下管路的平面圖。一個單 元包括2個管板，遠端（下端）的管板為前述的管板，位于冷卻塔外，緊靠支柱，可以向外 "開花"；內端的管板（部件14附近的管板），上文沒有敘述過，位于冷卻塔內，緊靠支柱，可 以向內"開花"。
[0038] 圖6為圖5的大樣圖。
[0039] 圖7為圖5、圖6的組合圖，構成完整的輻射狀再熱干式冷卻系統。外環翅片管組 合板直立或向外"開花"，內環翅片管組合板直立或向內"開花"。
[0040] 圖8為汽輪機排汽口至配汽豎井管道的剖面圖。右側上部為均分蒸汽豎井罩，使