CN102620576A - 一种电站空冷岛防冻装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力行业中的汽轮机乏汽冷却设备，特别是电站直接空冷机组空冷岛防冻装置。该装置包括空冷岛凝结水联箱(1)、蒸汽排管式散热器(2)、蒸汽分配管装置(3)，其特征在于在空冷岛蒸汽排管式散热器空气出口侧四周装有固定式挡风板(5)、(6)、在蒸汽排管式散热器上方装有百叶窗式挡风板装置(4)。本装置具有结构简单、调节灵活方便、响应速度快的特点，解决了目前空冷岛人工保温无法调节和电动卷帘门挡风板开关响应速度较慢的缺陷，还可防止严寒期空冷岛迎风面容易结冻的问题，彻底解决了空冷岛结冻损坏以及严寒期停备转投运时因热冲击造成的设备损坏难题。

Description

一种电站空冷岛防冻装置

所属技术领域

本发明涉及电力行业的汽轮机乏汽冷却设备，特别是电站直接空冷机组空冷岛防冻装置。 

背景技术

在我国北方缺水地区，直接空气冷却汽轮机乏汽方式已经普遍被各电站所采用。这就需要根据发电机组容量规模建设若干列空冷岛，每列空冷岛通常都采用蒸汽排管式散热器。空冷岛的工作原理是，汽轮机排出的乏汽，经过排汽母管后被分配到各列空冷岛的蒸汽分配管装置，被后者分流进入空冷岛蒸汽排管式散热器中。外界空气自动或经风机加压后流经空冷岛散热器，将乏汽热量带走，使之凝结成水。在北方气候严寒期，即使风机全部停止运行，冷空气仍然有可能导致空冷岛局部或大面积出现结冻，导致蒸汽排管散热器冻裂，严重影响机组安全运行。尤其是采用直接空冷方式的热电厂，冬季严寒期供暖抽汽负荷最大，进入空冷岛的乏汽量不足设计值的三分之一，更容易结冻损坏设备。因此，必须对空冷岛采取防冻措施。目前，对于空冷岛的防冻措施有：1.在换热器上覆盖棉被或在冷却风机进口空气滤网上覆盖棉毯将冷却风机风道封闭，减少流经蒸汽排管散热器的空气量；2.在冷却风机的进风口的空气滤网间增加卷帘门，减少进入空冷岛的空气量；  3.关闭某一列或几列空冷岛乏汽接入管上的蒸汽隔断阀，使这部分空冷岛退出运行，增加其他各列空冷岛的进汽量，达到保温防冻效果。措施1和2存在着劳动强度大、易被风吹掉和无法调节等缺陷。措施2比较灵活，但因悬在半空中，安装检修及运行维护很不方便；而且因为卷帘门的长度和宽度都在10m左右，从全开到全关所需时间较长，响应速度较慢，无法满足机组一些特殊工况运行要求；措施2另一个潜在的问题是，严寒期大风期间，空冷岛迎风面空气易倒流然后从背风面流出，空冷岛实际冷却空气量较大，易出现结冻现象。措施3因乏汽接入管道直径通常很大，安装在该管道上的大口径蒸汽隔断阀的严密性目前在技术上还无法保证，因此常面临蒸汽泄漏进入空冷岛结冻导致蒸汽排管式散热器冻裂的难题。另外，采用措施3停运的空冷岛在严寒期时温度很低，金属脆性增加，一旦因机组需要迅速投入运行时，金属温升速度很快，容易因膨胀过快和膨胀不均造成蒸汽分配槽或蒸汽分配管端部发生断裂，这种情况已在有关电厂多次出现过。 

发明内容

本发明的目的是克服现有技术和装置的不足，提供一种使用维护方便、运行可靠、调节响应速度快的空冷岛防冻装置。 

为实现所述目的，本发明的技术方案是提供一种空冷岛防冻装置，包括空冷岛蒸汽分配管装置、蒸汽排管式散热器、凝结水联箱等。其特征在于在空冷岛蒸汽排管式散热器空气出口侧四周装有固定式挡风板(5)(6)、在蒸汽排管式散热器上方装有百叶窗式挡风板装置(4)。 挡风板装置(4)的支撑轴杆(11)两端安装于固定挡风板(5)或(6)上，支撑轴杆(11)可在外部作用下绕自身轴线转动。 

所述百叶窗式挡风板装置(4)由1组或多组组成。 

每组挡风板装置(4)包括挡风板面(9)，支撑轴杆(11)及支撑轴杆上相应的齿轮(10)、牵引电机(7)上的齿轮(14)以及与上述两种齿轮相连的传动链条(8)。 

上述挡风板装置，在支撑轴杆(11)的至少一端设有全关限位杆(12)和全开限位杆(13)；全关限位杆(12)与挡风板面(9)平行，全开限位杆(13)与挡风板面(9)垂直；在固定式挡风板(5)和(6)的相应位置处设有限位块(16)。 

百叶窗装置(4)的支撑轴杆(11)的轴线与蒸汽分配管装置(3)轴线空间夹角为0°～90°。 

上述空冷岛百叶窗式可调挡风板支撑轴杆上装有齿轮(10)，通过传动链条(8)将每组内的所有挡风板连接在一起，链条的两端分别套装到与牵引电机(7)相连的齿轮(14)上。实现同一组百叶窗式挡风板同步调节。 

本发明具体的技术方案是在空冷岛蒸汽排管式散热器空气出口侧四周装有固定式挡风板、在空冷岛蒸汽排管式散热器上方装有电动可调百叶窗式挡风板，根据保温防冻需要，可以方便的由牵引电机带动与其相连的齿轮转动，通过链条同步调节百叶窗挡风板的开度大小。百叶窗挡风板可以完全打开或完全关闭且关闭时密封效果好。为防止挡风板过度调节并保证全开和全关时位置稳固，挡风板支撑轴杆上装有与支撑轴杆垂直的水平限位杆和垂直限位杆。水平限位杆与挡风板板面平行，挡风板全关时起限位作用，垂直限位杆垂直于挡风板板面，当挡风板全开时起限位作用，防止挡风板继续转动关小通风面积，同时增加处于垂直平面的挡风板的稳定性。因为从全开到全关状态或者从全关到全开状态，挡风板支撑轴杆只要转动90°，传动链条移动的距离很小，时间非常短，相比于卷帘门式挡风板，响应速度快了很多，完全可以满足机组任何运行工况的需要。本装置具有结构简单、调节灵活方便、响应速度快的特点，解决了目前空冷岛人工保温无法调节和电动卷帘门挡风板开关响应速度较慢的缺陷，还可防止严寒期空冷岛迎风面容易结冻的问题，彻底解决了空冷岛结冻损坏以及严寒期停备转投运时因热冲击造成的设备损坏难题。 

附图说明

图1是本发明装置布置示意图。 

图2是本发明装置百叶窗式挡风板结构简图。 

图3是本发明装置百叶窗式挡风板传动机构示意图。 

图4是本发明装置百叶窗式挡风板固定及限位装置图。 

图5是本发明装置百叶窗轴杆平行于蒸汽分配管轴线布置示意图。 

图6是本发明装置百叶窗式挡风板倾斜布置方式示意图。 

具体实施方式

如图1所示，汽轮机排出的乏汽经蒸汽分配管装置3分配到蒸汽排管式散热器2中。冷 空气从散热器下方进入，并从蒸汽排管间的散热间隙流过，吸收排管内蒸汽潜热、温度升高后从散热器上方流出。乏汽凝结成水进入凝结水联箱1中。为做好冬季空冷岛的防冻工作，在空冷岛蒸汽排管式散热器空气出口侧四周装有固定式挡风板5和6，在排管式散热器上方装有百叶窗式挡风板装置4，每个百叶窗式挡风板通过轴套15将其轴杆固定在固定挡风板6上，每块挡风板可以绕自身的支撑轴杆11转动。为简化传动装置，共用一套传动电机和传动链条，本实施方案中，每两块挡风板的支撑轴杆相互对接，共用一个传动齿轮。所有百叶窗式挡风板可由牵引电机7带动齿轮14、传动链条8及各挡风板支撑轴杆上的齿轮10实现同步控制调节，可以保持在完全打开、完全关闭以及二者中间的任何位置。如图2所示，百叶窗式挡风板主要由板面9、支撑轴杆11、传动齿轮10组成，支撑轴杆的一端还设有水平限位杆12和垂直限位杆13。当气候变冷、需要减少流经散热器的空气量实现保温防冻的目的时，如图3所示，启动牵引电机7，带动齿轮14转动，与齿轮14啮合的传动链条8被带动向左平移，链条移动便带动与之啮合的各挡风板支撑轴杆上的齿轮10顺时针转动，带动百叶窗挡风板由垂直位置同步顺时针转动，空冷岛上方的空气流通面积变小，直至所有百叶窗式挡风板处于水平位置，挡风板全关。当气温升高或机组乏汽量增加时，牵引电机7反向通电，齿轮14反方向转动，通过传动链条带动所有百叶窗式挡风板逆时针转动，挡风板逐渐打开，空气流通面积增大，流经蒸汽排管式散热器的空气量增加，冷却能力增强，直至满足机组运行要求为止。为防止百叶窗式挡风板过度调节以及在水平和垂直位置的稳定性，如图4所示，在每个百叶窗式挡风板支撑轴杆的一端分别设有与之垂直的水平限位杆12和垂直限位杆13，两个限位杆互相垂直，且水平限位杆12平行于挡风板板面，垂直限位杆垂直于挡风板板面。当百叶窗式挡风板处于水平全关位置时，水平限位杆与焊接在固定挡风板6上的限位块16接触，防止百叶窗式挡风板继续顺时针转动并保持稳定；当百叶窗式挡风板处于垂直全开位置时，垂直限位杆与限位块16接触，防止百叶窗式挡风板继续逆时针转动并保持稳定。水平限位杆和垂直限位杆的存在，保证了百叶窗式挡风板只可在0°～90°范围内转动。同时，90°转角就可以实现从全关到全开的全程调节，响应速度大大加快。 

为实施方便，可采用如图5所示的百叶窗式挡风板轴线平行于蒸汽分配管装置轴线的布置方案；亦可采用如图6所示的百叶窗式挡风板倾斜布置的方式，只是这种布置方式下，空冷岛蒸汽分配管装置两侧的蒸汽排管式散热器上方的挡风板要分别进行控制，每侧至少需要设置一套传动装置。同时，挡风板面的具体形状也要根据旋转过程中的具体情况进行调整，以不碰触固定挡风板为准。 

此外，传动方式还可以灵活多样，比如每个挡风板可以由一个独立的电机通过齿轮直接进行控制；也可以将链条和齿轮传动改为缆绳缠绕传动，即百叶窗式挡风板支撑轴杆上不再装有齿轮，而是直接将缆绳缠绕在每个百叶窗式挡风板的支撑轴杆上原有齿轮的位置，缆绳的两端分别缠绕在两台牵引电机7的卷轴上，电机转动便可通过缆绳带动百叶窗式挡风板转动，实现其开度调节。 

以上所述，仅是根据本发明技术方案提出的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，如上述实施例中的百叶窗式挡风板布置角度及传动方式并不仅限于此。凡是未脱离本 发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的权利要求范围内。 

Claims (8)

1.一种电站空冷岛防冻装置，包括空冷岛凝结水联箱(1)、蒸汽排管式散热器(2)、蒸汽分配管装置(3)，蒸汽排管式散热器(2)将从蒸汽分配管装置(3)来的乏蒸汽冷却成水后排入凝结水联箱(1)内，其特征在于在空冷岛蒸汽排管式散热器空气出口侧四周装有固定式挡风板(5)和(6)、在上部装有百叶窗式挡风板装置(4)，挡风板装置(4)的支撑轴杆(11)两端安装于固定挡风板(5)或(6)上，支撑轴杆(11)可在外部作用下绕自身轴线转动。

2.如权利要求1所述的电站空冷岛防冻装置，其特征在于：所述百叶窗式挡风板装置(4)包括电机(7)、传动链条(8)和固定于支撑轴杆(11)上的齿轮(10)，传动链条(8)将牵引电机(7)上的齿轮(14)和支撑轴杆(11)上的齿轮(10)连接到一起。

3.如权利要求1或2所述的电站空冷岛防冻装置，其特征在于：所述百叶窗式挡风板装置(4)有1组或多组。

4.如权利要求3所述的电站空冷岛防冻装置，其特征在于：每组挡风板装置(4)包括挡风板面(9)，支撑轴杆(11)及支撑轴杆上相应的齿轮(10)、牵引电机(7)上的齿轮(14)以及与上述两种齿轮相连的传动链条(8)。

5.如权利要求4所述的电站空冷岛防冻装置，其特征在于：在支撑轴杆(11)的至少一端设有全关限位杆(12)和全开限位杆(13)；全关限位杆(12)与挡风板面(9)平行，全开限位杆(13)与挡风板面(9)垂直；在固定式挡风板(5)和(6)的相应位置处设有限位块(16)。

6.如权利要求1或2所述的电站空冷岛防冻装置，其特征在于：支撑轴杆(11)的轴线与蒸汽分配管装置(3)轴线空间夹角为0°～90°。

7.如权利要求6所述的电站空冷岛防冻装置，其特征在于：在支撑轴杆(11)的至少一端设有全关限位杆(12)和全开限位杆(13)；全关限位杆(12)与挡风板面(9)平行，全开限位杆(13)与挡风板面(9)垂直；在固定式挡风板(5)和(6)的相应位置处设有限位块(16)。

8.如权利要求1或2所述的电站空冷岛防冻装置，其特征在于：在支撑轴杆(11)的至少一端设有全关限位杆(12)和全开限位杆(13)；全关限位杆(12)与挡风板面(9)平行，全开限位杆(13)与挡风板面(9)垂直；在固定式挡风板(5)和(6)的相应位置处设有限位块(16)。

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