CN103217024A - 一种空冷凝汽器单元环形短管束顺逆流混合结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了属于空冷换热技术领域的一种空冷凝汽器单元环形短管束顺逆流混合结构。该结构是从蒸汽分配管通过三通分别连接到两个空冷单元的环形蒸汽分配支管，环形蒸汽分配支管外围设蒸汽分配联箱。主凝汽器翅片管束上部焊接于蒸汽分配联箱，下部焊接于环形凝结水联箱。主凝汽器翅片管束分多组环形设置，每一组管束的管子平行布置。辅凝汽器翅片管束下端焊接于凝结水联箱，上端通过管道与直接空冷系统抽真空装置连接。在轴流风机和翅片管束、凝结水联箱之间，设置风机出口导风墙。该空冷凝汽器单元环形短管束顺逆流混合结构，有效降低管束长度，可削弱管内排汽凝结换热恶化状况，改善管束表面冷却空气流量分配的均匀性，提高空冷凝汽器热力性能。

Description

一种空冷凝汽器单元环形短管束顺逆流混合结构
技术领域
本发明属于电站空冷技术领域。特别涉及一种空冷凝汽器单元环形短管束顺逆流混合结构，具体说是利用空冷轴流风机出口流速中心对称分布特点，布置环形空冷凝汽器翅片管束，实现冷却空气流量沿管束表面的尽可能均匀分配，并有效降低管束长度，改善管内蒸汽凝结换热性能，最终实现提高空冷凝汽器热力性能的目的。
背景技术
近十年来，直接空冷技术在我国北方燃煤电站获得了快速发展。直接空冷电站空冷凝汽器由数十个空冷单元组成，空冷单元为A型框架结构，翅片管束分左右两侧倾斜布置，大直径轴流风机位于翅片管束下部，提供空冷凝汽器内蒸汽冷凝所用冷却空气。轴流风机出口空气流动非常复杂，为旋转上升的中心对称分布流场，但空冷凝汽器翅片管束却为平行排列分布于两侧，导致冷却空气沿管束长度和宽度方向分布极不均匀，使管束传热面积得不到有效利用，空冷凝汽器性能不能充分发挥。
此外，空冷凝汽器翅片管束较长，达10m左右，管内排汽凝结后容易在管壁上形成厚厚的液膜，大大降低了凝结换热的性能，导致凝汽器排汽侧热阻迅速升高，使空冷凝汽器总传热系数下降，影响了空冷凝汽器散热能力。
因此有必要针对现有空冷凝汽器单元A型框架结构形式存在的缺陷，提出一种新型空冷凝汽器单元布置方式，克服管束冷却空气流量分配不均现象，提高翅片管束利用效率，并能在一定程度上削弱长管引起的排汽凝结恶化，改善空冷凝汽器传热性能。
发明内容
本发明的目的是针对电站直接空冷系统翅片管束过长引起的排汽凝结恶化，空冷单元A型框架布置产生的空冷凝汽器管束冷却空气流量分配不均的缺陷，提出一种空冷凝汽器单元环形短管束顺逆流混合结构，其特征在于，在蒸汽分配管1上引出蒸汽三通管2，蒸汽三通管2两端各焊接环形蒸汽分配支管3，环形蒸汽分配支管3外围设蒸汽分配联箱3’，主凝汽器翅片管束5上部焊接于蒸汽分配联箱3’上，下部则焊接于凝结水分配支管4引出的凝结水联箱4’上。
所述主凝汽器翅片管束5管长方向与水平方向的倾角为15°－20°，分多组环形设置，每一组管束的管子为平行布置。
所述环形蒸汽分配支管3外径小于凝结水分配支管4外径，主凝汽器翅片管束5下端焊接于凝结水联箱上，辅凝汽器翅片管束6下端也焊接于上面；辅凝汽器翅片管束6上端通过管道与直接空冷系统抽真空装置连接，以排出凝汽器真空系统中的不凝性气体。
所述环形蒸汽分配支管3的外径为1.8m－2.5m，其顶部开口由平板封盖，以防冷却空气从此流出。
所述凝结水分配支管4外径为9.5m－10.5m。
所述主凝汽器翅片管束以15°－20°倾角布置于蒸汽分配联箱和凝结水联箱之间，其长度为4－5m，是现有凝汽器结构翅片管束长度的一半，为短管束结构，从而有效改善管内排汽凝结换热状况，提高凝汽器传热性能。
所述直接空冷单元环形短管束顺逆流混合结构，将汽轮机排汽从蒸汽分配管引至环形蒸汽分配联箱，主凝汽器翅片管束呈环形排列连接到蒸汽分配联箱。蒸汽在主凝汽器翅片管束内凝结后流至凝结水联箱，未凝结蒸汽通过辅凝汽器翅片管束继续冷凝，不凝性气体通过辅凝汽器翅片管束顶部的抽真空装置排出。主凝汽器翅片管束管内蒸汽和凝结水流动方向相同，工程上习惯称为顺流管束；辅凝汽器管束管内蒸汽和凝结水流动方向相反，工程上习惯称为逆流管束。
本发明的有益效果是空冷凝汽器单元环形短管束顺逆流混合结构通过在轴流风机出口和翅片管束、环形凝结水联箱之间设置导风墙，使空冷风机出口气流被引导到凝汽器管束区，以一定流速流过翅片管束，带走汽轮机排汽热量。环形排列的空冷凝汽器翅片管束可在一定程度上避免现有空冷凝汽器A型框架结构产生的冷却空气流量分配不均现象，而且凝汽器短管束结构布置可削弱管内排汽凝结恶化，使管束传热面积得到有效利用，空冷凝汽器传热性能提高，电站直接空冷系统热力性能改善。
附图说明
图1为空冷凝汽器单元蒸汽分配支管、凝结水分配支管及翅片管束布置结构示意图。
图2为空冷凝汽器单元环形翅片管束顺逆流布置结构平面示意图。
具体实施方式
本发明提出一种空冷凝汽器单元环形短管束顺逆流混合结构，下面结合附图对本发明予以说明。
在图1所示的空冷凝汽器单元蒸汽分配支管、凝结水分配支管及翅片管束布置结构示意图中，一部分汽轮机排汽在蒸汽分配管1引出的蒸汽三通2的分流下，被引向两个空冷单元的环形蒸汽分配支管3，其余汽轮机排汽继续向下游流动，进行同样的蒸汽流量分配。环形蒸汽分配支管3的外径为1.8m－2.5m，其顶部开口由平板封盖，以防冷却空气从此流出。
环形蒸汽分配支管3外围设蒸汽分配联箱3’，如图2所示。主凝汽器翅片管束5上部焊接于蒸汽分配联箱3’上，下部则焊接于外径为10m的凝结水分配支管4引出的凝结水联箱4’上。主凝汽器翅片管束5管长方向与水平方向的倾角为16°、18°或20°，分多组环形设置，每一组管束的管子为平行布置。由于环形蒸汽分配支管3外径小于凝结水分配支管4外径，因此除了主凝汽器翅片管束5下端焊接于凝结水联箱上，辅凝汽器翅片管束6下端也焊接于上面。辅凝汽器翅片管束6上端通过管道与直接空冷系统抽真空装置连接，以排出凝汽器真空系统中的不凝性气体。
空冷凝汽器单元环形短管束顺逆流混合结构固定在轴流风机7出口，在主凝汽器翅片管束5、辅凝汽器翅片管束6与凝结水分配支管4之间，设置风机出口导风墙8，如图1所示，旨在将风机出口旋转上升气流导到翅片管束区域，以强迫对流方式冷却汽轮机排汽。由于风机出口为中心对称流场，而翅片管束传热面也为中心对称布置，使得凝汽器翅片管束表面的冷却空气流量分配更为均匀，传热面利用率提高，凝汽器传热性能得到改善。
该空冷凝汽器单元环形短管束顺逆流混合结构，有效降低了管束长度，仅为现有空冷凝汽器A型框架结构管束长度的一半左右，可在一定程度上削弱管内排汽凝结换热恶化状况，并通过翅片管束环形布置改善管束表面空气流量分配的均匀性，提高空冷凝汽器热力性能。

Claims (7)

1.一种空冷凝汽器单元环形短管束顺逆流混合结构，其特征在于，在蒸汽分配管上焊接蒸汽三通管，蒸汽三通管两端各焊接环形蒸汽分配支管，环形蒸汽分配支管外围设蒸汽分配联箱，主凝汽器翅片管束上部焊接于蒸汽分配联箱上，下部则焊接于凝结水分配支管引出的凝结水联箱上，辅凝汽器翅片管束下端也焊接于凝结水联箱上面；辅凝汽器翅片管束上端通过管道与直接空冷系统抽真空装置连接，以排出凝汽器真空系统中的不凝性气体。
2.根据权利要求1所述空冷凝汽器单元环形短管束顺逆流混合结构，其特征在于，所述主凝汽器翅片管束的管长方向与水平方向的倾角为15°－20°，分多组环形设置，每一组管束的管子为平行布置。
3.根据权利要求1所述空冷凝汽器单元环形短管束顺逆流混合结构，其特征在于，所述环形蒸汽分配支管外径小于凝结水分配支管外径。
4.根据权利要求1所述空冷凝汽器单元环形短管束顺逆流混合结构，其特征在于，所述环形蒸汽分配支管的外径为1.8m－2.5m，其顶部开口由平板封盖，以防冷却空气从此流出。
5.根据权利要求1所述空冷凝汽器单元环形短管束顺逆流混合结构，其特征在于，所述凝结水分配支管外径为9.5m－10.5m。
6.根据权利要求1所述空冷凝汽器单元环形短管束顺逆流混合结构，其特征在于，所述主凝汽器翅片管束布置于蒸汽分配联箱和凝结水联箱之间，其长度为4－5m，是现有凝汽器结构翅片管束长度的一半，属于短管束结构，从而有效改善管内排汽凝结状况，提高凝汽器传热性能。
7.根据权利要求1所述空冷凝汽器单元环形短管束顺逆流混合结构，其特征在于，所述空冷凝汽器单元环形短管束顺逆流混合结构将汽轮机排汽从蒸汽分配管引至环形蒸汽分配联箱，主凝汽器翅片管束呈环形排列连接到蒸汽分配联箱，蒸汽在主凝汽器翅片管束内凝结后流至凝结水联箱，未凝结蒸汽通过辅凝汽器管束继续冷凝，不凝性气体通过辅凝汽器管束顶部的抽真空装置排出。主凝汽器翅片管束管内蒸汽和凝结水流动方向相同，工程上习惯称为顺流管束；辅凝汽器翅片管束管内蒸汽和凝结水流动方向相反，工程上习惯称为逆流管束。
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