CN102788516A - 一种电站直接空冷凝汽器单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电站直接空冷凝汽器单元，其包括两路蒸汽水平分配管、翅片管束、凝结水收集管、轴流冷却风机、驱动电机、风机桥架，所述两路蒸汽水平分配管下方设有“V”型翅片管束，所述轴流冷却风机以及驱动电机通过风机桥架安装在“V”型翅片管束正下方，组成“V”型空冷单元。所述蒸汽水平分配管正下方沿其轴向设有单元分隔墙。所述驱动电机安装在轴流冷却风机的下方，固定在风机桥架上。本发明组成合理，有效解决了空冷单元内部空气流量分布不合理的问题，提高了空冷翅片管束的换热能力，同时有效防止了空冷翅片管束冬季冻结问题，提高了直接空冷机组运行的经济性和安全性。

Description

一种电站直接空冷凝汽器单元

技术领域

本发明属于能源动力技术领域，特别涉及一种电站直接空冷凝汽器单元。

背景技术

我国“三北”地区富煤缺水，直接空冷技术具有优越的节水特性，是解决广大富煤贫水地区发电与缺水矛盾的有效措施，可以有效地缓解水资源对电力行业的制约，为坑口电厂的建设开辟了一条经济、安全、可靠的途径。直接空冷凝汽器是直接空冷机组的冷端系统，负责将汽轮机排汽凝结成水。空冷凝汽器的最小组成单位是空冷凝汽器单元(简称空冷单元)，几十个空冷单元按照若干列若干行布置，组成空冷凝汽器(空冷岛)，每一列包含一路水平蒸汽分配管，两路水平凝结水收集管。每个单元由一路水平蒸汽分配管、两路水平凝结水收集管、若干翅片管束和一个轴流冷却风机组成，组成“Λ”型单元，“Λ”型单元中设有一支撑梁。轴流冷却风机及其驱动电机通过风机桥架安装在“Λ”型单元翅片管束正下方。“Λ”型空冷单元的工作过程为：蒸汽由蒸汽水平分配管送入凝汽器翅片管束，轴流冷却风机强制冷空气在凝汽器翅片管束外侧流过，将翅片管内饱和蒸汽冷凝为凝结水，凝结水向下流动汇集于凝结水收集管。

直接空冷凝汽器以空气作为冷却介质，使用轴流风机进行强制通风，可以通过改变风机转速和叶片安装角度来调节冷却空气的质量流量。已有研究表明，一方面由于风机轮毂的阻挡作用，导致到达空冷翅片管束夹角区域的风量较少；另一方面由于风机叶片的旋转作用，通过风机进入风筒的空气较多地分配在风筒的外缘，冷却空气直接从空冷单元下部流出。因此，对于现有的“Λ”型空冷单元，在单元内部，冷却空气较多地分布在翅片管束的下部区域，而处于蒸汽入口区域的翅片管束上部反而只能得到较少的冷却风量，这明显不利于空冷单元的换热，影响直接空冷机组的运行经济性；另外，在冬季寒冷的气候条件下，“Λ”型空冷单元翅片管束下部的蒸汽含量较少，温度较低，而空冷单元下部区域冷却空气分配较多，容易造成该区域冻结，威胁机组的安全运行。目前的直接空冷电站，空冷岛翅片管冬季防冻问题是公认的亟需解决的关键问题。对华电灵武二期1000MW直接空冷机组空冷岛的空冷单元现场实验表明，空冷单元翅片管束的迎面风速由下到上呈递减趋势，实验证明了现有“Λ”型空冷单元冷却空气量的确沿翅片管束由下至上逐渐减少。

因此采取有效措施，使空冷单元内部翅片管束的迎风流量(或者说迎面风速)合理分布意义重大。截止目前，已有文献提出在现有“Λ”型空冷单元内部采用导流装置来改善单元内部空气流量分配的建议，但效果有限，不但难以达到空气流量合理分配的目的，而且还会增加空气流动的阻力，增加风机的负担。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中内部空气流量分布不合理的不足，提供一种结构合理，能提高空冷翅片管束的换热能力，同时有效防止空冷翅片管束冬季冻结现象发生，提高直接空冷机组运行的经济性和安全性的电站直接空冷凝汽器单元。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是，一种电站直接空冷凝汽器单元，其包括两路蒸汽水平分配管、翅片管束、凝结水收集管、轴流冷却风机、驱动电机、风机桥架，其特征在于：所述两路蒸汽水平分配管下方设有“V”型翅片管束，所述轴流冷却风机以及驱动电机通过风机桥架安装在“V”型翅片管束正下方，组成“V”型空冷单元。

本发明所述蒸汽水平分配管正下方沿其轴向设有单元分隔墙。

本发明所述驱动电机安装在轴流冷却风机的下方，固定在风机桥架上。

本发明所述翅片管束夹角为57°~60°。

本发明采用上述组成结构，蒸汽由蒸汽水平分配管送入翅片管束，轴流冷却风机强制冷空气在翅片管束外侧流过，将翅片管内饱和蒸汽冷凝为凝结水，凝结水向下流动汇集于凝结水收集管。这样，由于轴流冷却风机的旋转作用，空气通过轴流冷却风机后以螺旋形式向上运动，从风机中心至叶片边缘气流速度逐渐增大，轴流冷却风机安装位置的改变，使较多的冷却空气分配在单元上部，较少的空气分布在单元的下部，使冷却空气量的分布，沿翅片管束从上至下呈降低趋势。本发明通过调整现有直接空冷凝汽器单元组成结构的安装位置，有效解决空冷单元内部空气流量分布不合理的问题，提高了空冷翅片管束的换热能力，同时有效防止了空冷翅片管束冬季冻结问题，提高了直接空冷机组运行的经济性和安全性。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步说明。

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明内部流场分布图。

图3为现有技术的直接空冷凝汽器“Λ”型单元内部流场分布图。

图中的标号是：1. 蒸汽水平分配管，2. 翅片管束，3. 轴流冷却风机，4. 风机筒体，5. 驱动电机，6. 风机桥架，7. 凝结水收集管，8.单元分隔墙，9.支撑梁。

具体实施方式

从图1可以看出，本发明的一种电站直接空冷凝汽器单元，其包括两路蒸汽水平分配管1、翅片管束2、凝结水收集管7、轴流冷却风机3、驱动电机5、风机桥架6等。蒸汽水平分配管1与翅片管束2之间、翅片管束2与凝结水收集管7之间通过焊接进行连接，保证气密性要求，其表面进行防锈处理。每一路蒸汽水平分配管1下方的两列的相邻单元翅片管束之间横向设有一支撑梁9。

本发明的特点是：所述两路蒸汽水平分配管1下方设有“V”型翅片管束2。也就是说位于两路蒸汽水平分配管1下方的相邻的翅片管束呈“V”型布置，翅片管束2下方连接凝结水收集管7。所述轴流冷却风机3以及驱动电机5通过风机桥架6安装在“V”型翅片管束2正下方，组成“V”型空冷单元。

本发明所述蒸汽水平分配管1正下方沿其轴向设有单元分隔墙8。所述轴流冷却风机3以及驱动电机5通过风机桥架6安装在“V”型翅片管束2正下方，位于两列相邻单元分隔墙8之间。

本发明所述驱动电机5安装在轴流冷却风机3的下方，固定在风机桥架6上。具体是轴流冷却风机3的叶片通过螺栓固定在轮毂上，轴流冷却风机3通过轴和风机筒体4与风机桥架6进行连接，并使用法兰盘、螺栓等进行固定。驱动电机5与轴流冷却风机3之间通过齿轮箱和传动轴进行连接，并使用螺栓将传动轴固定在风机轮毂上，便于驱动电机5通过齿轮箱和传动轴带动轴流冷却风机旋转。

本发明所述翅片管束夹角为57°~60°。与现有的“Λ”型凝汽器单元相同。

本发明“V”型空冷单元最上面为两路蒸汽水平分配管，位于蒸汽水平分配管下方的相邻的凝汽器翅片管束呈“V”型布置，轴流冷却风机以及驱动电机通过风机桥架安装在相邻单元分隔墙之间，位于相邻的呈“V”型布置的翅片管束正下方。蒸汽由蒸汽水平分配管1送入凝汽器翅片管束2，在凝汽器翅片管束2中冷凝成凝结水，最终汇聚到凝结水收集管7。冷却空气在轴流冷却风机3的抽吸作用，进入空冷凝汽器单元，通过凝汽器翅片管束2区域时被加热，热空气最终排入大气。

图2为本发明电站直接空冷凝汽器“V”型空冷单元内部流场分布图。由图2可见，翅片管束迎面风速的分布呈自上而下逐渐减小的趋势。

图3为现有技术中直接空冷凝汽器“Λ”型单元内部流场分布图。由图3可见，翅片管束迎面风速的分布呈自上而下逐渐增加的趋势。

本发明由于轴流冷却风机的旋转作用，空气通过轴流冷却风机后以螺旋形式向上运动，从轴流冷却风机中心至叶片边缘气流速度逐渐增大，轴流冷却风机安装位置的改变，使较多的冷却空气分配在单元上部，较少的空气分布在单元的下部，使冷却空气量的分布，沿翅片管束从上至下呈降低趋势。本发明“V”型空冷单元充分利用轴流冷却风机出口风速的分布规律，达到合理分配空冷单元内部冷却空气流量的目的。本发明通过调整现有直接空冷凝汽器单元组成结构的安装位置，有效解决空冷单元内部空气流量分布不合理的问题，提高了空冷翅片管束的换热能力，同时有效防止了空冷翅片管束冬季冻结问题，提高了直接空冷机组运行的经济性和安全性。

Claims (4)

1. 一种电站直接空冷凝汽器单元，其包括两路蒸汽水平分配管、翅片管束、凝结水收集管、轴流冷却风机、驱动电机、风机桥架，其特征在于：所述两路蒸汽水平分配管下方设有“V”型翅片管束，所述轴流冷却风机以及驱动电机通过风机桥架安装在“V”型翅片管束正下方，组成“V”型空冷单元。

2.根据权利要求1所述电站直接空冷凝汽器单元，其特征在于：所述蒸汽水平分配管正下方沿其轴向设有单元分隔墙。

3.根据权利要求1所述电站直接空冷凝汽器单元，其特征在于：所述驱动电机安装在轴流冷却风机的下方，固定在风机桥架上。

4.根据权利要求1所述电站直接空冷凝汽器单元，其特征在于：所述翅片管束夹角为57°~60°。 

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