CN101504257B - 直接空冷电站空冷岛与风力发电一体化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了属于能源动力技术领域的一种直接空冷电站空冷岛与风力发电一体化装置。风力发电用的风力发电机分别安装在空冷岛平台的外围和空冷平台支撑结构之间。安装在空冷平台外围的为大型风力发电机，旨在把空冷平台上部环境风场的能量转化为电能，以削弱环境风场对空冷岛出口热空气的压制作用，减少空冷系统热回流；安装在空冷平台支撑结构之间的为小型风力发电机，旨在把空冷平台下部环境风场的能量转化为电能，以削弱环境风场对空冷轴流风机运行的不利影响，提高冷却空气流量，改善空冷系统冷却效果。本发明既可以把环境风场的动能转化为电能，降低电厂厂用电，又能有效削弱环境风场对直接空冷系统运行的不利影响，改善空冷系统的运行特性。

Description

直接空冷电站空冷岛与风力发电一体化装置
技术领域
本发明属于动力能源设备与技术领域。特别涉及利用环境风场对电站直接空冷系统运行的不利影响，将风力发电机与直接空冷系统空冷岛进行一体化设计安装，从而有效利用环境风场能量进行风力发电，减少机组用电，削弱环境风场的不利影响，改善空冷系统运行特性，降低机组背压的一种直接空冷电站空冷岛与风力发电一体化装置。
背景技术
我国北方地区富煤缺水，使电站空冷技术获得了快速发展。直接空冷机组以环境空气作为汽轮机排汽的冷却介质，因此环境气象条件，尤其是环境风场，如风速、风向、风频等将会显著影响空冷系统内冷却空气的流动传热特性，进而影响机组运行的安全性和经济性。一方面，环境风场使空冷凝汽器翅片管束的流动阻力增加，导致空冷风机冷却空气流量减小；另一方面，环境风场不利于空冷凝汽器出口热空气的顺利排出，使热空气重新进入空冷凝汽器入口或直接在空冷凝汽器内部形成回流，导致凝汽器进口空气温度升高，空冷系统传热性能恶化。我国“三北”地区拥有丰富的风力资源，对直接空冷机组的运行极为不利。而风力资源丰富的地区，适合建设风力发电机组。因此可以进行直接空冷燃煤发电机组和风力发电机组的联合建设，通过风力发电，将环境风场的动能转化为电能，为直接空冷机组提供一部分厂用电，以驱动风机或水泵等辅机的运行；环境风场经过风力发电机的能量转化后，动能减小，对直接空冷系统运行的影响减弱，有利于直接空冷机组的安全高效运行。进行直接空冷电站空冷岛和风力发电机的一体化设计、安装、运行，可以提高机组运行的经济性，对直接空冷燃煤电站的节能减排具有一定作用。
发明内容
本发明的目的是针对环境风场对空冷系统运行的不利影响，提出一种直接空冷电站空冷岛与风力发电一体化装置。其特征在于，大型风力发电机布置在空冷岛的空冷平台外部，而小型风力机安装于空冷平台下部的混凝土立柱支撑之间，形成一体化结构。
所述大型风力发电机，在空冷岛的平台外围布置，即布置在除靠近主机房侧的空冷岛的其它三侧，风力发电机的塔架高度为空冷平台上缘高度与风力发电机风轮半径之和，风力发电机塔架与空冷岛的距离取为空冷平台上缘高度，风力发电机的数量根据空冷岛的长度和宽度，以及风力发电机之间的拉开距离确定：对于300MW及以上容量的空冷机组，风力发电机额定功率在500KW以上，叶轮直径大于40m。风力发电机数量多于4台，均匀布置在空冷岛外围。在空冷平台下部的混凝土立柱支撑之间，安装小型风力发电机，额定功率在100KW以下，叶轮直径在15-20m。小型风力发电机的设置原则为，风轮叶片平面基本与混凝土立柱支撑之间的中心连接面平齐，每间隔一列混凝土立柱支撑，设置一台风力发电机，而且风力机的上风面始终对着空冷岛的外部。
本发明的有益效果是本装置通过风力发电机吸收环境风场的动能，转化为电能，从而削弱环境风场对直接空冷系统运行的不利影响，改善空冷系统的运行特性。
附图说明
图1为直接空冷电站空冷岛与风力发电一体化装置设计安装示意图。
图2为直接空冷电站空冷岛与风力发电一体化装置俯视图。
图3为采用空冷岛与风力发电一体化装置的直接空冷电厂示意图。
具体实施方式
本发明提出一种直接空冷电站空冷岛与风力发电一体化装置。在图1所示直接空冷电站空冷岛与风力发电一体化装置设计安装示意图中，大型风力发电机4安装在直接空冷系统空冷平台的外围，小型风力发电机3安装在混凝土立柱支撑2之间。
对于2×300MW直接空冷机组，建议安装在空冷平台外围的大型风力发电机4的额定功率为600KW左右，叶轮直径为40-45m。风力机数量一般为4台，在空冷岛1正面布置两台，在两侧各布置一台，如图1所示。风力发电机塔架高度为空冷平台上缘高度与风轮半径(叶片长度)之和，在65m到70m之间。风力发电机塔架与空冷平台之间的距离在45-50m的范围，基本与空冷平台上缘高度相当。空冷岛1正面布置的两台风力发电机之间的距离在60m-70m之间，对称布置在空冷岛1正面。侧面布置的一台风力机位于空冷岛1侧面长度居中偏空冷岛正面方向的位置。对于2×600MW直接空冷机组，风力发电机数量一般为5-7台，在空冷岛1正面布置三台，在两侧各布置一台或两台。也可根据实际空冷系统的布局，选择不同容量的风力发电机类型和数量。
在空冷平台下部的混凝土立柱支撑2之间，安装小型风力发电机3。对于300MW及以上容量的空冷机组，小型风力发电机额定功率在100KW以下，叶轮直径在15-18m之间，小型风力发电机塔架高度为空冷轴流风机下缘高度与小型风力发电机风轮半径(叶片长度)之差，再考虑小型风力发电机尾流与空冷轴流风机流场之间的彼此影响后，在20m到25m之间进行一定的修正，修正量取为2-5m。小型风力发电机的设置原则为风轮叶片平面基本与混凝土立柱支撑2之间的中心连接面平齐，每间隔一列混凝土立柱支撑2设置一台小型风力发电机3，而且小型风力发电机3的上风面始终对着空冷岛1的外部；如图2所示。靠近空冷岛1正面的混凝土立柱支撑2之间的小型风力发电机3，其上风面朝向空冷岛1正面，而在靠近两侧的混凝土立柱支撑2之间的小型风力发电机3，其上风面朝向空冷岛1侧面。
图3给出了采用空冷岛与风力发电一体化装置的直接空冷电厂示意图。主要设备和厂房等排列顺序依次为外围的大型风力发电机4、内部的小型风力发电机3、空冷岛1、汽机房5、锅炉房6、烟囱7。与传统的燃煤直接空冷电厂相比，由于在空冷岛1外围和空冷平台下部布置了风力发电机组，可以充分利用我国北方富煤缺水地区风力资源丰富的特点，把环境风场的能量转化为电能，既可以并网提供电力，也可以离网满足电厂水泵和风机等辅机的电力需求，降低电厂厂用电。风力发电机的设置，可以有效削弱环境风场对直接空冷系统运行的不利影响，使空冷系统的运行性能得到改善，机组运行的安全性和经济性提高。

Claims (3)

1.一种直接空冷电站空冷岛与风力发电一体化装置，其特征在于，大型风力发电机布置在空冷岛的空冷平台外部，而小型风力发电机安装于空冷平台下部的混凝土立柱支撑之间，形成一体化结构。
2.根据权利要求1所述直接空冷电站空冷岛与风力发电一体化装置，其特征在于，所述大型风力发电机均匀布置在空冷岛外侧，其塔架高度为空冷平台上缘高度与风轮半径即叶片长度之和，塔架与空冷平台之间的距离与空冷平台上缘高度相当，对于300MW及以上容量的空冷机组，大型风力发电机额定功率在500KW以上，叶轮直径大于40m，大型风力发电机数量多于4台。
3.根据权利要求1所述直接空冷电站空冷岛与风力发电一体化装置，其特征在于，所述小型风力发电机安装在空冷平台下部混凝土立柱支撑之间，其塔架高度为空冷风机下缘高度与风轮半径即叶片长度之差，再减去考虑了小型风力发电机尾流与空冷轴流风机流场之间彼此影响后的修正量得到，该修正量取为2-5m；小型风力发电机风轮叶片平面与混凝土立柱支撑之间的中心连接面平齐，每间隔一列混凝土立柱支撑，设置一台小型风力发电机，小型风力发电机上风面始终对着空冷岛的外部；对于300MW及以上容量的空冷机组，小型风力发电机额定功率在100KW以下，叶轮直径在15-18m之间。
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