CN101918658A - 用于气冷式冷凝器的导气板 - Google Patents

Abstract

一种气冷式冷凝塔系统，其具有：支撑风机平台的框架件；在风机平台的上方沿纵向延伸的多根蒸汽集管；从蒸汽集管以一角度向下延伸并位于风机平台上方的多根冷凝盘管；布置在冷凝盘管的底部和风机平台的上方的多根集液管。至少一个基本上无孔的侧壁布置在塔的至少一侧，并从大体接近蒸汽供应集管的高度向下跨越到大体接近风机平台的高度。向下和向外伸出的基本上无孔的伸长的上部导气板从所述侧壁向下和向外延伸。

Description

用于气冷式冷凝器的导气板

技术领域

本发明涉及换热塔领域，尤其涉及塔领域，这些塔使用管和盘管来向管和盘管中的液体提供热交换，诸如，如气冷式冷凝器塔。

背景技术

在工业中已知有各式各样的热交换塔。一种这样类型的塔是气冷式冷凝器(ACC)塔。这样的塔一般是一个具有开放式下框架的大箱形结构。所述开放式下框架可以在其中的两侧封闭，所述开放式下框架支撑具有一系列风机的平台，风机将空气向上吹以便空气被吸入通过塔的开口侧面并被风机强制向上。在风机的上方，塔支撑一系列的冷凝盘管。在某些例子中，多根蒸汽供应集管在塔的顶部沿纵向延伸并将蒸汽向下分配给向下倾斜延伸的冷凝盘管。在某些例子中，水在锅炉里被加热以产生蒸汽，蒸汽接着被送到涡轮的高压端而产生功(通过改变蒸汽的能量)。在涡轮低压端的蒸汽然后通过冷凝器被冷凝以产生真空，该真空牵引蒸汽通过所述涡轮。在以一角度向下倾斜延伸的冷凝盘管的底部是一系列的收集集管，它们能够接收冷凝后的液体并将该液体排出塔。整个冷凝盘管通常位于风机的上方。空气经过蒸汽供应集管从塔的开口顶部排出。

因为所述冷凝盘管的温度要高于进入塔的环境空气，随着空气经过盘管，空气往往被加热并易于上升。这样产生了自然通风，将把一些空气吸入盘管之下的塔的侧面并向上通过盘管。然而，通常发现在某些应用中所述自然通风达不到期望的运行水平。因此在许多情况下，在盘管之下增添风机的平台以提供更大量的空气流。

这些系统用在冷凝蒸汽上被认为是非常令人满意的。然而，假定冷凝器塔系统的给定气流要求对于给定温度传递，为了减少系统的总能量损耗，始终期望减少必须输入系统的风机能量。至少在有时，还期望改进当受到来自不同角度的风时塔的性能。

发明内容

本发明的一些实施例提供了一种冷凝塔系统和方法，其提供对于蒸汽的有效冷凝或对于流体的其它有效热传递。

本发明的一个方案提供了一种气冷式冷凝塔系统，包括：支撑风机平台的框架件；在风机平台的上方沿纵向延伸的多根蒸汽集管；多根冷凝盘管，它们从蒸汽集管以一角度向下延伸，并位于风机平台上方；多根集液管，它们布置在冷凝盘管的底部和风机平台的上方；至少一个基本上无孔的侧壁，其布置在塔的至少一侧，并从大体接近(proximate)蒸汽供应集管的高度向下跨越到大体接近风机平台的高度；以及向下和向外伸出的基本上无孔的伸长的上部导气板，其从所述侧壁向下和向外延伸。

本发明的另一个方案提供了一种气冷式冷凝塔系统，包括：用于支撑风机平台的装置；多根蒸汽集管，它们在所述风机平台的上方沿纵向延伸；冷凝装置，其从所述蒸汽集管以一角度向下延伸，并位于所述风机平台上方；多根集液管，它们布置在所述冷凝装置的底部和所述风机平台的上方；至少一个基本上无孔的侧壁，其布置在塔的至少一侧，并从大体接近蒸汽供应集管的高度向下跨越到大体接近风机平台的高度；以及向下和向外伸出的基本上无孔的伸长的第一导气装置，其从所述侧壁向下和向外延伸。

本发明的又一方案，在一些实施例中提供了一种在气冷式冷凝塔系统中引导空气的方法，包括：用框架件支撑风机平台；向在所述风机平台的上方沿纵向延伸的多根蒸汽集管供应蒸汽；利用从所述蒸汽集管以一角度向下延伸并位于所述风机平台上方的多根冷凝盘管来冷凝蒸汽；利用布置在所述冷凝盘管的底部和所述风机平台上方的多根集液管来收集冷凝物；提供至少一个基本上无孔的侧壁，所述侧壁布置在塔的至少一侧，并从大体接近蒸汽供应集管的高度向下跨越到大体接近风机平台的高度；利用向下和向外伸出的基本上无孔的伸长的上部导气板来引导空气，所述上部导气板从所述侧壁向下和向外延伸。

在一些实施例的另一个方案中，一种气冷式冷凝塔系统包括：支撑具有风机护罩的风机平台的框架件；布置在风机平台的上方的换热盘管；至少一个基本上无孔的侧壁，其布置在塔的至少一侧并限定了在所述侧壁之下的进气口；以及向下和向外伸出的基本上无孔的伸长的上部导气板，其从所述侧壁向下和向外延伸。

已概括而不是广泛地描述了本发明的某些实施例，目的是能够更好地理解其详细说明，也为了能够更好地认识本发明对本领域的贡献。当然，以下也将描述本发明的其它实施例，这些实施例将形成在此附随的权利要求的主题。

在这方面，在详细解释本发明的至少一个实施例以前，可以理解的是，本发明并不限于应用于下面说明中所指出的或附图中所图示的详细构造和部件配置。本发明除了这些描述的实施例之外还能有其它实施例，能够以多种方式实施和执行。同样，可以理解的是，在这里使用的措辞和术语以及摘要是为了描述的目的，而不应该视为是限制。

同样的，本领域技术人员可以意识到的是，本公开所基于的概念可以非常容易的用作设计其它用于实现本发明几个目的的结构、方法和系统的基础。因此，重要的是，权利要求被视认为是包括了在不脱离本发明精神上和范围之内的等同构造。

附图说明

图1是根据本发明一优选实施例的气冷式冷凝器塔的示意局部透视概要图。

图2是气冷式冷凝器塔的第一实施例。

图3是图1中从箭头A方向观察得到的端视图，但示出了气冷式冷凝器塔的第二实施例。

图4是图1中从箭头A方向观察得到的端视图，但示出了气冷式冷凝器塔的第三实施例。

图5是图1中从箭头A方向观察得到的端视图，但示出了气冷式冷凝器塔的第四实施例。

具体实施方式

本发明的一些实施例提供了一种冷凝塔系统和方法，其提供对于蒸汽的有效冷凝或对于流体的其它有效热传递。现在将通过参考附图描述本发明的一些实例，其中相似的附图标记代表相似的部件。

图1提供了根据第一优选实施例的塔结构的概要图，该结构也同样图示在图2中。图3、图4和图5分别描述了不同的变型例，作为第二、第三和第四实施例。这些与图1中的实施例不是精确的相应，但通过阅读本说明书本领域技术人员能够完全明白如何将图1中的实施例加以改进以分别对应图3、图4和图5所示的第二、第三和第四实施例。

现在转向图1，示出了一个气冷式冷凝塔10。所述塔包括搁在地面上的底座12和支撑风机平台16的下部框架件14。下部框架件14简单地图示为塔的转角处的支脚。然而，本领域技术人员可以认识到，这样的框架14典型地是一个内部格式框架件，其具有的柱和梁相互连接形成一个开放式框架。框架的所有四个侧面可以在风机平台16之下保持开口，或者在有些情况下相对的两个侧面各自均可以具有一封闭的壁。在这里说明的实施例将以如下内容描述：以18和19标注的两个端壁是封闭的，而以20和21标注的两侧面是开口的。然而，可以认识到，本发明的不同实施例中可以具有位于风机平台16之下的任意数量的开口或封闭的侧面。

风机平台16是一个典型地支撑多个单独风机24(为了更清楚的说明没有示出叶片)的支撑结构，每个风机都具有它们各自的与其相关联的风机护罩26。风机护罩可以具有围绕风机的圆柱形内壁，或者可以具有风机领域公知的有一定角度的锥状轮廓。风机24将空气向上吹，使空气经过一系列倾斜的冷凝器管盘管结构28。盘管28是通常形成空气可以穿过其的平面式片状结构的伸长盘管。盘管28从多个蒸汽供应集管30接收蒸汽，所述蒸汽供应集管通向盘管28，蒸汽/水垂直地向下落经过盘管28并且通过与盘管28外的环境空气进行热交换从而被冷却。蒸汽凝结成水并被收集在下部的集水管32中并排出所述塔。

上部框架结构40典型地设置成，对具有供应集管30、冷凝盘管28和集水管32的区域提供整体结构支撑。所述盘管和集管零件构成了位于上部的上层结构。框架结构40简单地框定了外壳。所述外壳可以延伸到大约蒸汽集管的底部或可以在蒸汽集管上方延伸一定的适当距离。该上部框架40典型地通过在所有四侧的实心的或大致无孔的侧壁或外罩42封闭所有四侧。可以认识到，在图1中许多实心元件诸如侧壁都是透明的示出，使得可以看到塔10的内部视图。

该优选实施例的一个一个特征是设置了两个进气(air inlet)导向板50，在塔的相对的侧区域的每个上各设置一个进气导向板。进气导向板50在有些情况下帮助引导由侧壁42的下端所形成的转角处的气流，使得空气通常在图2中箭头A的区域能够进行有效的转向。实心侧壁或外罩42在它们的上端大体从与蒸汽集管30的高度相近或重叠的区域延伸，典型地向下延伸到大约风机平台16的高度。风机平台16指的是风机护罩与所述塔相连的平面。该平面是一个典型地位于风机护罩的上缘的上方的平面。

每个进气导向板50是一个倾斜的实心或大致无孔的板，它从塔向下和向外伸出，基本上呈一个遮篷的构造。导气板或遮篷50的向下和向外伸出部分可以由任何合适的材料制造，例如金属板、胶合板或其它的薄板木材、刨花板、纤维增强塑料或帆布。图示的导气板或遮篷50在其下端由通过水平的支撑柱52支撑。在一个实施例中，例如，沿导气板50以规则长度设置多个支撑柱52，就像遮篷所做的那样。尽管在该实施例中图示了这些下部的支撑柱52，但是导气板的其它实施例也是可能的：可以简单地使导气板以50度向外悬垂，或导气板50和其支撑件可以具有实心或中空的三角形横截面。在图示的实施例中，遮篷50的下边缘基本上处在风机平台16的底边缘的垂直高度。

相对高度和位置可以进一步的在图2中看到，例如，图2图示出框架14，框架14向塔提供了开口的下侧。图示出了风机平台16，也图示出了蒸汽集管30、冷凝管装置28和集水管32。看到的导气板或遮篷50从上部侧壁40或42向外伸出，并具有支撑柱52。图2中的构造与其它没有导气板50的构造相比能够提供显著的好处。也就是说，如果省去导气板50(及与之相关联的支撑件52)，则所述塔的空气流动性能在有些情况下不如设置导气板50时的情况。在有些情况下导气板的好处在侧风的情况下更加显著。因而，设置导气板有时候可使得与无导气板的同一塔相比可以使用较少的风机能量就能达到相同的塔性能。

图3图示的实施例为图2的变型例。在图3的实施例中，导气板50和52与图2相同，并且剩下的塔结构除了一处不同之外也相同。在图3的实施例中，设置了第二组导气板60，它们具有它们自己的塔支撑件62。在所述实施例中，导气板60具有与导气板50实质上相同的结构，但是它们布置在更低的高度。在这点上，尽管没有单独图示出，但应注意到的是，本发明的另一个实施例中将仅包括导气板60，而省去了导气板50。图3的实施例与没有导气板50和60的塔相比，在某些情况下具有出众的性能。

接下来看图4，该图示出的实施例为图3的变型例。在这实施例中，代替从塔的侧壁的竖直平面向外延伸的导气板60和支撑件62，图4的实施例中，如图所示，设置了位于塔的外壁的平面的内侧的导气板70。图4示出了导气板70与导气板50相互结合，导气板70可以通过安装在现有内部框架件上来定向，或者通过设置附加内部框架件74来定向，该内部框架件74被示意性的图示。图中所示的水平支柱72也可以由已经存在于该结构中的附加梁来提供，或由合适的附加支柱或者梁来提供。在图3的实施例中，导气板60的上部内侧转角位于塔的外壁的平面，而在图4的实施例中，导气板70的下部外侧转角位于塔的外壁的平面。

接下来转向图5所示的实施例，图中示出了图3实施例的另一个变型例。在这个实施例中，设置了上部外侧导气板50，同时具有两组附加导气板80和90。导气板80布置在所述塔的侧面的平面的内侧，从而像导气板70一样被水平放置，但在这个实施例中位于离开地面更高的高度。附加导气板90被放置得更靠内侧并且低于导气板80。导气板80和90由于它们位于塔的内部所以可以被现有的通常支撑塔的框架件的梁和柱支撑，或者可以被单独设置的柱和/或梁支撑。同样，在这点上图5也通过简单举例图示出了水平支柱82和92。

在此处描述的一些特殊的实施例中，设置了不同的导气板。导气板50，60，70，80和90通常定向为：它们的顶表面倾斜一角度，从而它们在水平方向上尺寸为10英尺而在垂直方向上尺寸为8英尺。这样，它们相对于水平面的角度优选为大约38度到40度。尽管在示出的实例中该角度是优选的，但是可以认识到的是，取决于各种各样的环境和系统状况，在某些情况下其它角度也可以是优选的。

上面描述的实施例提供了具有各种导气板的实例，其中导气板以一角度布置在塔结构的外侧或内侧，并且通常接近风机平台的高度或在风机平台下方。尽管提供了导气板的变型的特定实例，但可以认识到的是，导气板的位置的其它变型也落入本发明的范围内，而且，例如，在此图示了下部内侧导气板与外侧导气板组合，本发明的其它实施例可以仅仅包括下部内侧导气板而没有上部外侧导气板。因此，所示实施例仅为简单的实例。

在上述讨论到的各个实施例中，有一个实施例中，导气板位于四侧中的两侧上，而其它两侧沿它们的整个竖直侧面是实心壁。然而，具有三个或四个开口侧的其它实施例中在其它开口侧可以具有或可以不具有导气板。例如，许多ACC的四侧都开口，在一些实施例中，导气板设置在所有侧上，如此这些附图标记可以用在任一侧。此外，尽管图示的实施例将导气板放置在塔的两侧，但将导气板仅放在一侧上在某些情况下也是有利的。

通过上述详细描述，可以看出本发明的许多特征和优点，这样，附随的权利要求旨在覆盖所有落入本发明实质精神和范围的特征和优点。此外，因为许多改进和变化对本领域技术人员来说是很容易的，所以不希望将本发明仅限于图示的和描述的精确构造和操作。因此，所有合适的改进和等同构造都将落入本发明的保护范围。

Claims (20)

1.一种气冷式冷凝塔系统，包括：

框架件，其支撑具有风机护罩的风机平台；

多根蒸汽集管，它们在所述风机平台的上方沿纵向延伸；

多根冷凝盘管，它们从所述蒸汽集管以一角度向下延伸，并位于所述风机平台的上方；

多根集液管，它们布置在所述冷凝盘管的底部和所述风机平台的上方；

至少一个基本上无孔的侧壁，其布置在塔的至少一侧，并从大体接近蒸汽供应集管的高度向下跨越到大体接近风机平台的高度；以及

向下和向外伸出的基本上无孔的伸长的上部导气板，其从所述侧壁向下和向外延伸。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述上部导气板具有一上端和一下端，所述上端与所述侧壁大致在风机平台的高度处相接，所述下端终止于大致风机护罩的底部的高度。

3.如权利要求1所述的系统，其中，所述上部导气板具有遮篷的构造。

4.如权利要求1所述的系统，进一步包括至少一个附加导气板，其从支撑框架件向下和向外延伸，并被布置在所述上部导气板的下方，并且具有终止于所述侧壁的平面的上端和从所述上端向外和向下延伸的下端。

5.如权利要求4所述的系统，进一步包括至少一个第二附加导气板，其从支撑框架件向下和向外延伸，并被布置在所述上部导气板的下方，并且具有终止于在所述侧壁的内侧的一竖直平面的上端和从所述上端向外和向下延伸且终止于大致接近所述侧壁的平面或者终止于所述侧壁的平面的下端，以使得所述第二附加导气板位于塔的外周边的内侧。

6.如权利要求5所述的系统，进一步包括至少一个第三附加导气板，其从支撑框架件向下和向外延伸，并被布置在所述上部导气板的下方，并且具有终止于在所述侧壁的内侧的一竖直平面的上端和从所述上端向外和向下延伸且终止于所述侧壁的平面的下端，以使得所述第二附加导气板位于塔的外周边的内侧，以及使得所述第三附加导气板完全位于所述第二附加导气板的内侧。

7.如权利要求1所述的系统，其中所述上部导气板具有一顶表面，所述顶表面相对于水平面以约38度到40度之间的角度倾斜。

8.一种气冷式冷凝塔系统，包括：

用于支撑具有风机护罩的风机平台的装置；

多根蒸汽集管，它们在所述风机平台的上方沿纵向延伸；

冷凝装置，其从所述蒸汽集管以一角度向下延伸，并位于所述风机平台上方；

多根集液管，它们布置在所述冷凝装置的底部和所述风机平台的上方；

至少一个基本上无孔的侧壁，其布置在塔的至少一侧，并从大体接近蒸汽供应集管的高度向下跨越到大体接近风机平台的高度；以及

向下和向外伸出的基本上无孔的伸长的第一导气装置，其从所述侧壁向下和向外延伸。

9.如权利要求8所述的系统，其中，所述第一导气装置具有一上端和一下端，所述上端与所述侧壁大致在风机平台的高度处相接，所述下端终止于大致风机护罩的底部的高度。

10.如权利要求8所述的系统，其中，所述第一导气装置具有遮篷的构造。

11.如权利要求8所述的系统，进一步包括至少一个第二附加导气装置，其从支撑框架件向下和向外延伸，并被布置在所述第一导气装置的下方，并且具有终止于所述侧壁的平面的上端和从所述上端向外和向下延伸的下端。

12.如权利要求11所述的系统，进一步包括至少一个第二附加导气装置，其从支撑框架件向下和向外延伸，被布置在所述第一导气装置的下方，并且具有终止于在所述侧壁的内侧的一竖直平面的上端和从所述上端向外和向下延伸且终止于大致接近所述侧壁的平面或者终止于所述侧壁的平面的下端，以使得所述第二附加导气装置位于塔的外周边的内侧。

13.如权利要求12所述的系统，进一步包括至少一个第三附加导气装置，其从支撑框架件向下和向外延伸，并被布置在所述第一导气装置的下方，并且具有终止于在所述侧壁的内侧的一竖直平面的上端和从所述上端向外和向下延伸且终止于所述侧壁的平面的下端，以使得所述第二附加导气装置位于塔的外周边的内侧，以及使得所述第三附加导气装置完全位于所述第二附加导气装置的内侧。

14.一种在气冷式冷凝塔系统中引导空气的方法，包括：

用框架件支撑一个具有风机护罩的风机平台；

向在所述风机平台的上方沿纵向延伸的多根蒸汽集管供应蒸汽；

利用从所述蒸汽集管以一角度向下延伸并位于所述风机平台上方的多根冷凝盘管来冷凝蒸汽；

利用布置在所述冷凝盘管的底部和所述风机平台上方的多根集液管来收集冷凝物；

提供至少一个基本上无孔的侧壁，所述侧壁布置在塔的至少一侧，并从大体接近蒸汽供应集管的高度向下跨越到大体接近风机平台的高度；

利用向下和向外伸出的基本上无孔的伸长的上部导气板来引导空气，所述上部导气板从所述侧壁向下和向外延伸。

15.如权利要求14所述的方法，其中，所述上部导气板具有一上端和一下端，所述上端与所述侧壁大致在风机平台的高度处相接，所述下端终止于大致风机护罩的底部的高度。

16.如权利要求14所述的方法，其中，所述上部导气板具有遮篷的构造。

17.如权利要求14所述的方法，进一步包括利用至少一个第一附加导气板来引导空气，所述第一附加导气板从支撑框架件向下和向外延伸，并被布置在所述上部导气板的下方，并且具有终止于所述侧壁的平面的上端和从所述上端向外和向下延伸的下端。

18.如权利要求17所述的方法，进一步包括利用至少一个第二附加导气板来引导空气，所述第二附加导气板从支撑框架件向下和向外延伸，并被布置在所述上部导气板的下方，并且具有终止于在所述侧壁的内侧的一竖直平面的上端和从所述上端向外和向下延伸且终止于所述侧壁的平面的下端，以使得所述第二附加导气板位于塔的外周边的内侧。

19.如权利要求18所述的方法，进一步包括利用至少一个第三附加导气板来引导空气，所述第三附加导气板该从支撑框架件向下和向外延伸，并被布置在所述上部导气板的下方，并且具有终止于在所述侧壁的内侧的一竖直平面的上端和从所述上端向外和向下延伸且终止于大致接近所述侧壁的平面或者终止于所述侧壁的平面的下端，以使得所述第二附加导气板位于塔的外周边的内侧，以及使得所述第三附加导气板完全位于所述第二附加导气板的内侧。

20.一种气冷式冷凝塔系统，包括：

框架件，其支撑具有风机护罩的风机平台；

换热盘管，其布置在所述风机平台的上方；

至少一个基本上无孔的侧壁，其布置在塔的至少一侧，并限定了在所述侧壁之下的进气口；以及

向下和向外伸出的基本上无孔的伸长的上部导气板，其从所述侧壁向下和向外延伸。

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