CN101403573B

CN101403573B - 直接空冷单元冷却空气导流装置

Info

Publication number: CN101403573B
Application number: CN2008102270601A
Authority: CN
Inventors: 杨立军; 杜小泽; 杨勇平
Original assignee: North China Electric Power University
Current assignee: North China Electric Power University
Priority date: 2008-11-20
Filing date: 2008-11-20
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2028-11-20
Also published as: CN101403573A

Abstract

本发明公开了属于能源动力技术领域的一种直接空冷单元冷却空气导流装置。所述直接空冷单元冷却空气导流装置是将呈“V”型结构的“V”型空气导流板安装于空冷单元左右两侧翅片管束中间的△形通道空间中，并在△形通道深度方向的不同位置上对称分别布置，在沿着高度方向分3-5层布置，旨在对空冷风机出口的流场进行重新组织，使空冷翅片管束迎风面的冷却空气流速均匀，翅片管束各部分换热量均匀，翅片管束传热面积得到充分利用，空冷凝汽器性能得到一定程度的改善，机组背压降低，空冷系统运行的安全性和经济性提高。

Description

直接空冷单元冷却空气导流装置

技术领域

本发明属于能源动力领域。特别涉及利用空冷轴流风机出口风速分布不均匀的特点，实现冷却空气流场的有效组织，降低空冷翅片管束迎风面冷却空气流速的不均匀性，达到各部分管束表面传热量均匀分配的目的，以充分利用管束传热面积，提高空冷凝汽器性能的一种直接空冷单元空气导流装置。

背景技术

我国“三北”地区富煤缺水的矛盾，促进了电站空冷技术的发展。直接空冷机组以环境空气作为汽轮机排汽的冷却介质，用空冷凝汽器代替了传统的水冷凝汽器。与水相比，空气密度低，比热小，导热系数低，因此空气冷却能力远远小于水的冷却能力，导致空冷系统庞大，空冷单元数量多，空冷风机直径大，流量多。研究表明，空冷风机出口流场极不均匀，除了轴向流速，还存在径向流速和周向流速。对于速度最大的轴向流速，沿着风机半径方向的分布也是不均匀的。此外，直接空冷单元的翅片管束分左右两列呈“A”型倾斜布置。对于“A”型空冷单元结构，翅片管束迎风面的空气流场极不均匀，导致空气温度场也不均匀，使空冷翅片管束不能充分发挥作用，导致空冷系统冷却效果下降，空冷单元的流动、传热特性需要改善。

利用直接空冷单元的空冷管束和轴流风机之间存在的很大空间，可以通过布置一定结构形状的导流装置，实现冷却空气流场的重新组织，从而克服轴流风机出口速度不规则，流场紊乱的缺点，实现空冷管束迎面风速的均匀分配，以充分利用管束传热面积，改善空冷单元传热性能，降低机组背压。

发明内容

本发明的目的是针对空冷风机出口和空冷翅片管束之间流场紊乱、不规则带来的空冷单元传热性能得不到充分发挥的缺陷，提出一种直接空冷单元空气导流装置，其特征在于，所述直接空冷单元冷却空气导流装置是将呈“V”型结构的“V”型空气导流板安装于空冷单元左右两侧翅片管束中间的△形通道空间中，“V”型空气导流板在△形通道深度方向的不同位置上对称分别布置，在沿着△形通道的高度方向分3-5层布置，旨在使空冷翅片管束迎风面的冷却空气流速均匀。

所述“V”型空气导流板的夹角为60-170°。

所述“V”型空气导流板的尺寸，同一层“V”型空气导流板的尺寸相同，不同层“V”型空气导流板的尺寸不同。

所述“V”型空气导流板沿着△形通道的高度方向分层布置。当“V”型空气导流板分三层设置时，第一层和第三层布置两片“V”型空气导流板，关于风机轴心前后对称安装，第二层布置一片“V”型空气导流板，安装在第一层和第三层的中心位置。每层“V”型空气导流板的夹角取值，从下至上，第一层夹角取150°，第二层夹角取120°，第三层夹角取90°。

本发明的有益效果是利用直接空冷单元的空冷管束和轴流风机之间存在的很大空间，通过分层布置“V”型空气导流板，实现冷却空气流场的重新组织，从而克服轴流风机出口速度不规则，流场紊乱的缺点，使空冷翅片管束迎风面的冷却空气流速均匀，以充分利用管束传热面积，改善空冷单元传热特性，降低机组背压，提高空冷系统运行的安全性和经济性。

附图说明

图1为直接空冷单元冷却空气导流装置结构示意图，(a)三角形面视图；(b)翅片管束面示意图。

图2为直接空冷单元管束迎风面的冷却空气流场分布状况比较示意图，(a)未安装空气导流装置的不同位置流场；(b)安装空气导流装置的不同位置流场。

图3为直接空冷单元管束迎风面的温度场分布状况比较示意图，(a)未安装空气导流装置的不同位置温度场；(b)安装空气导流装置的不同位置温度场。

具体实施方式

本发明提出一种直接空冷单元冷却空气导流装置。下面结合附图对本发明予以说明。

在图1所示的直接空冷单元冷却空气导流装置结构示意图中，在空冷风机4出口和空冷翅片管束2之间的△形通道空间中分层布置“V”型空气导流板，“V”型空气导流板的布置原则是使流经空冷翅片管束2的冷却空气流场尽量均匀。鉴于轴流风机4出口的流速，遵循由中心轮毂区沿着半径向外逐渐增大，然后又减小的规律，呈中心对称分布，本发明分3-5层布置“V”型空气导流板，以实现冷却空气流场的重新组织，使空冷翅片管束迎风面的冷却空气流速均匀。下面以分3层布置“V”型空气导流板为例(如图1(a)三角形面视图所示)，在距离轴流风机4出口最近的为第一层“V”型空气导流板，在△形通道深度方向上(如图1(b)翅片管束面示意图所示)，分两片以风机轴心为中心对称布置，并关于两侧管束中心线左右对称。第一层“V”型空气导流板的夹角为150°，第一层“V”型空气导流板距风机出口1.5-1.8m之间，“V”型空气导流板长度在2-2.2m之间，宽度在2.2-2.3m之间，根据轴流风机直径确定。第二层“V”型空气导流板为一片“V”型空气导流板，“V”型空气导流板的夹角为120°，在风机轴心线上，关于管束中心线左右对称，距第一层“V”型空气导流板距离在1.5-1.8m之间，“V”型空气导流板长度在1-1.2m之间，宽度在4-4.2m之间。第三层“V”型空气导流板同第一层“V”型空气导流板一样，在△形通道深度方向上，分两片以风机轴心为中心对称布置，并关于两侧管束中心线左右对称；“V”型空气导流板的夹角为90°，距第二层“V”型空气导流板距离在1.5-1.8m之间，“V”型空气导流板长度在0.8-1m之间，宽度在2.2-2.3m之间。这样布置的效果，可以从图2所示直接空冷单元管束迎风面的冷却空气流场分布状况比较示意图和图3所示直接空冷单元管束迎风面的温度场分布状况比较示意图看出。图2(a)为未安装空气导流装置的不同位置流场，图3(a)为未安装空气导流装置的不同位置温度场。未安装空气导流装置时，空冷单元上部的空气流速高，对应冷却空气温度低，说明空冷单元上部翅片管束区域的传热状况好，换热量大。而对于靠近底部的空冷翅片管束，其冷却空气流速较低，而且在前后对称的位置上，还出现了两个涡流，不利于空气冲刷翅片管束进行冷却。对应温度场，底部翅片管束的空气温度也要远远高于上部区域。说明空冷单元底部区域传热状况差，换热量小。汽轮机排汽是由管束顶部流向底部，顶部传热状况好，就使得过多的蒸汽在管束顶部就凝结，并覆盖了管内流道，使下部传热状况愈加恶化，下部翅片管束传热面积得不到有效利用。图2(b)为安装空气导流装置的不同位置流场，图3(b)为安装空气导流装置的不同位置温度场。可以看到，安装导流装置后，空气最高流速向下部管束区域移动，下部管束区域冷却空气涡流区减小，冷却空气流场更为均匀。对应冷却空气温度场，上部低温区域空气温度升高，底部高温区域空气温度降低，而且高温区范围减小，空冷单元管束迎风面的冷却空气温度场更为均匀，表明翅片管束2各部分换热量趋于平均，翅片管束2传热面积得到了充分利用，空冷凝汽器效能提高，性能得到了一定程度的改善，机组背压降低，空冷系统运行的安全性和经济性提高。

Claims

1.一种直接空冷单元空气导流装置，其特征在于，所述直接空冷单元冷却空气导流装置是将呈“V”型结构的“V”型空气导流板安装于空冷单元左右两侧翅片管束中间的△形通道空间中，“V”型空气导流板在△形通道深度方向的不同位置上对称分别布置，沿着△形通道的高度方向分3-5层布置，旨在使空冷翅片管束迎风面的冷却空气流速均匀。

2.根据权利要求1所述直接空冷单元冷却空气导流装置，其特征在于，所述“V”型空气导流板的夹角为60-170°。

3.根据权利要求1所述直接空冷单元冷却空气导流装置，其特征在于，所述“V”型空气导流板的尺寸，同一层“V”型空气导流板的导流板尺寸相同，不同层“V”型空气导流板的导流板尺寸不同。

4.根据权利要求1所述直接空冷单元冷却空气导流装置，其特征在于，所述“V”型空气导流板沿着△形通道的高度方向分层布置，当“V”型空气导流板分三层设置时，第一层和第三层布置两片“V”型空气导流板，关于风机轴心前后对称安装，第二层布置一片“V”型空气导流板，安装在第一层和第三层的中心位置。每层“V”型空气导流板的夹角取值，从下至上，第一层夹角取150°，第二层夹角取120°，第三层夹角取90°。