CN103629944A - 一种直接空冷凝汽器进风冷却扩压导流装置 - Google Patents

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一种直接空冷凝汽器进风冷却扩压导流装置，它包括钢架，钢架上部设置多个空冷单元，特别之处是：所述装置设有多个冷却扩压导流箱，各冷却扩压导流箱设置在钢架上并将钢架包覆；冷却扩压导流箱的空腔内均布风道，环境风从冷却扩压导流箱外侧通过风道流向空冷单元，各风道进口的通流面积小于风道出口的通流面积，各风道间形成冷却水通道，在冷却扩压导流箱的上下侧壁处分别设有冷却水进口和冷却水出口。本发明可有效缩减空冷凝汽器风机吸入口附近负压区范围，降低空冷凝汽器的进风温度，提升空冷凝汽器的换热效率。在大风流经该装置的过程中，风速减小而压力增加，使通过空冷单元的空气流量增加；同时经冷却水的冷却，可降低空冷凝汽器的进风温度。

Description

一种直接空冷凝汽器进风冷却扩压导流装置
 技术领域
本发明涉及一种电厂节能装置，特别是用于电厂直接空冷凝汽器的进风冷却扩压导流装置，属发电技术领域。
背景技术
在我国富煤缺水地区，直接空冷机组以其节水特性得到了较快的发展。但直接空冷机组的空冷凝汽器以空气作为冷却汽轮机排汽的介质，空冷凝汽器的性能受环境风和进风温度的影响较大。大风工况下空冷凝汽器换热效率的降低是直接空冷机组面临的普遍问题。在环境风的作用下，空冷凝汽器风机吸入口附近会形成负压区。一方面，负压区的存在造成空冷凝汽器风机性能下降,使得冷却空气流量减少，冷却效果变差；另一方面，负压区的存在会造成热风回流或倒灌，使得空冷凝汽器冷却空气入口温度升高，冷却效果恶化。此外，夏季较高的进风温度也是导致直接空冷凝汽器换热效率下降的主要原因之一，并使汽轮机组背压升高，热经济性变差。 
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种能缩减风机吸入口附近负压区范围并协同降低空冷凝汽器进风温度的直接空冷凝汽器进风冷却扩压导流装置。 
本发明所述问题是以下述技术方案实现的： 
一种直接空冷凝汽器进风冷却扩压导流装置，它包括钢架，钢架下部由支撑柱支撑，钢架上部设置多个空冷单元，每个空冷单元设有一台风机，特别之处是：所述装置设有多个冷却扩压导流箱，各冷却扩压导流箱设置在钢架上并将钢架包覆；冷却扩压导流箱的空腔内均布风道，环境风从冷却扩压导流箱外侧通过风道流向空冷单元，各风道进口的通流面积小于风道出口的通流面积，各风道间形成冷却水通道，在冷却扩压导流箱的上下侧壁处分别设有冷却水进口和冷却水出口。
上述直接空冷凝汽器进风冷却扩压导流装置，所述冷却扩压导流箱为立方体形，冷却扩压导流箱的厚度t为2~5cm，各风道进口和风道出口分别设置在冷却扩压导流箱厚度方向的两个侧壁上，各风道进口的直径d1与各风道出口的直径d2的直径比d1/d2为0.7~0.9，其中d2≤t。 
上述直接空冷凝汽器进风冷却扩压导流装置，所述风道分为扩压导流型和扩压型，各扩压导流型的风道出口的中心在水平方向上高于风道进口的中心；扩压型的风道出口的中心与风道进口的中心同轴共线。 
上述直接空冷凝汽器进风冷却扩压导流装置，所述各风道在冷却扩压导流箱内为相邻行列位置不对应的错列分布，在水平方向上相邻风道的中心距为s1，s1/d2为1.00~1.30，在垂直方向上相邻风道出口的中心距为s2，s2/d2为0.88~1.30。 
上述直接空冷凝汽器进风冷却扩压导流装置，所述各风道在冷却扩压导流箱内为相邻行列位置对应的顺列分布，在水平方向上相邻风道的中心距为s1，s1/d2为1.00~1.30，在垂直方向上相邻风道出口的中心距为s2，s2/d2为1.00~1.30。 
上述直接空冷凝汽器进风冷却扩压导流装置，所述各风道的风道壁为光滑弧形曲面，其垂直于风道几何中心线的横截面面积沿风流动方向逐渐增加；扩压导流型风道的几何中心线的切线与水平方向的夹角为0°~35°。 
上述直接空冷凝汽器进风冷却扩压导流装置，所述冷却扩压导流箱经紧固件安装在钢架处，紧固件为“                                                   
Figure 2013106386398100002DEST_PATH_IMAGE001
”型紧固件或“   
Figure 2013106386398100002DEST_PATH_IMAGE002
”型紧固件。 
本发明针对直接空冷机组空冷凝汽器换热性能受环境风及进风温度影响较大的问题，设计了一种兼具进风冷却、扩压、导流三项功能、应用在直接空冷机组空冷凝汽器上的进风冷却扩压导流装置。所述装置可有效缩减空冷凝汽器风机吸入口附近负压区范围，降低空冷凝汽器的进风温度，提升空冷凝汽器的换热效率。在大风流经该装置的过程中，风速减小而压力增加，提高了风机的抽吸能力，使通过空冷单元的空气流量增加；同时经冷却水的冷却，可降低空冷凝汽器的进风温度。经测算，采用本发明设计，空冷凝汽器风机吸入口附近负压区范围缩减50%以上，空冷凝汽器进风温度降低0.5~1.6℃，空冷凝汽器换热量提升2%~5%以上，从而降低了汽轮机背压，提高了火电机组的热经济性。 
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。 
图1是本发明的示意图； 
图2是风道采用扩压导流型且错列分布的冷却扩压导流箱示意图；
图3是图2的A-A剖视图；
图4是风道采用扩压导流型且顺列分布的冷却扩压导流箱示意图；
图5是图4的B-B剖视图；
图6是风道采用扩压型且错列分布的冷却扩压导流箱示意图；
图7是图6的C-C剖视图；
图8是风道采用扩压型且顺列分布的冷却扩压导流箱示意图；
图9是图8的D-D剖视图；
图10是冷却扩压导流箱与钢架连接示意图。
图中各标号清单为：1、空冷单元，2、挡风墙，3、冷却扩压导流箱，4、风道，4-1、风道进口，4-2、风道出口，5、支撑柱，6、冷却水通道，7、冷却水进口，8、冷却水出口，9、空冷平台，10、钢架，11、“   
Figure 2013106386398100002DEST_PATH_IMAGE003
”型紧固件，12、“   
Figure 2013106386398100002DEST_PATH_IMAGE004
”型紧固件。 
具体实施方式
参看图1，本发明包括钢架10，钢架下部由支撑柱5支撑于地面，钢架上部设有空冷平台9，空冷平台上设置多个空冷单元1，每个空冷单元设有一台风机，空冷平台四周设有挡风墙2。为有效减弱或消除环境风对直接空冷凝汽器的影响，提高大风或高温工况下空冷凝汽器的换热效率，本发明所述装置设有多个相互连接的冷却扩压导流箱3，各冷却扩压导流箱固定在钢架上并将钢架包覆，冷却扩压导流箱均布通透的风道4。将冷却扩压导流箱设置在钢架结构上，其好处在于既能起到良好的进风冷却、扩压及导流的效果，又不用另外设置支撑机构，便于安装，节省投资。 
参看图2、图3，冷却扩压导流箱3为立方体形的腔体结构，风道4均布在冷却扩压导流箱的空腔内。各风道进口4-1和风道出口4-2分别设置在冷却扩压导流箱厚度方向的外侧壁和内侧壁上，环境风从冷却扩压导流箱外侧通过风道流向空冷单元，各风道进口4-1的通流面积小于风道出口4-2的通流面积。各风道间形成冷却水通道6，冷却水从设置在冷却扩压导流箱上侧壁的冷却水进口7流入，由设置在冷却扩压导流箱下侧壁的冷却水出口8流出，冷却水在流动过程中，与通过风道的空气进行换热，从而降低空冷凝汽器的进风温度。冷却扩压导流箱3上设置的多个风道4，由于风道进口4-1的面积小于风道出口4-2，在环境风流动方向上通流面积逐渐增大，风速逐渐降低，环境风的速度能转化为压力能，在冷却扩压导流箱的背风面形成一个低风速区，降低来流风速并减弱大气湍流中的旋涡结构，而且能够有效减小空冷凝汽器风机吸入口附近负压区范围，提高空冷单元风机吸入的空气量。冷却扩压导流箱的厚度t为2~5cm，风道进口的直径d1与各风道出口的直径d2的直径比d1/d2为0.7~0.9，其中d2≤t。 
参看图2-图5，风道4分为扩压导流型和扩压型，图2-图5所示的冷却扩压导流箱的风道采用的是扩压导流型。由图可见，扩压导流型的风道出口4-2的几何中心在水平方向上高于风道进口4-1的几何中心。扩压导流型风道不仅可以对通过的环境风起到减速增压的作用，还兼具导流功能，将环境风导向分冷单元的风机入口，增加空冷风机的进风量，但该型风道流动阻力稍大。 
图6-图9所示的冷却扩压导流箱的风道采用的是扩压型。由图可见为，扩压型的风道出口4-2的几何中心与风道进口的几何中心4-1同轴共线，扩压型的风道的中心线为水平直线。该型风道仅对通过的流体起减速增压的作用，不具有导流作用，该型风道流动阻力较小。 
风道在冷却扩压导流箱上的排布方式分为错列分布和顺列分布，图2、图3和图6图7所示采用的是相邻行列位置不对应的错列分布。错列分布开孔面积大，透风率高。错列分布在水平方向上相邻风道的中心距为s1，s1/d2为1.00~1.30，在垂直方向上相邻风道出口的中心距为s2，s2/d2为0.88~1.30。图4、图5和图8图9所示采用的是相邻行列位置对应的顺列分布。顺列分布开孔面积小，阻风率高。顺列分布在水平方向上相邻风道的中心距为s1，s1/d2为1.00~1.30，在垂直方向上相邻风道出口的中心距为s2，s2/d2为1.00~1.30。 
由图3、图5、图7、图9可见，无论是哪种类型的风道，其风道壁均为光滑弧形曲面，垂直于风道几何中心线的横截面面积沿风流动方向逐渐增加。采用光滑弧形曲面有利于减少流动阻力，防止产生压力突变。对于图3和图5所示的扩压导流型风道，其几何中心线的切线与水平方向的夹角为0°~35°（由进口到出口角度递增）。 
参看图10，冷却扩压导流箱3经紧固件安装在钢架10处，紧固件为“   
Figure 2013106386398100002DEST_PATH_IMAGE005
”型紧固件11或“   
Figure 336355DEST_PATH_IMAGE004
”型紧固件12。通过螺栓将“   
Figure 292416DEST_PATH_IMAGE003
”型紧固件和“   
Figure 106788DEST_PATH_IMAGE004
”型紧固件固定于钢梁上，再通过紧固螺栓将冷却扩压导流箱与紧固件固定。这种固定方式具有结构简单，固定牢靠，安装方便，易于组合、拆卸、清洗等优点，且使用过程中无需控制系统。 
本发明所设计的直接空冷凝汽器进风冷却扩压导流装置兼具进风冷却、扩压、导流三种功能，既可降低直接空冷凝汽器的进风温度，又可减弱或消除环境风对直接空冷凝汽器换热性能的不利影响。当环境风流经该装置时，通过冷却水冷却进入直接空冷凝汽器的空气，降低了空冷凝汽器的进风温度；同时由于该装置的扩压及导流作用，使得风速减小而压力增加，缩减了空冷凝汽器风机吸入口附近负压区范围，提高了空冷凝汽器冷却空气流量，改善了空冷凝汽器的换热性能。 

Claims (7)

1.一种直接空冷凝汽器进风冷却扩压导流装置，它包括钢架（10），钢架下部由支撑柱（5）支撑，钢架上部设置多个空冷单元（1），每个空冷单元设有一台风机，其特征在于：所述装置设有多个冷却扩压导流箱（3），各冷却扩压导流箱设置在钢架上并将钢架包覆；冷却扩压导流箱的空腔内均布风道（4），环境风从冷却扩压导流箱外侧通过风道流向空冷单元，各风道进口（4-1）的通流面积小于风道出口（4-2）的通流面积，各风道间形成冷却水通道（6），在冷却扩压导流箱的上、下侧壁处分别设有冷却水进口（7）和冷却水出口（8）。
2.根据权利要求1所述的直接空冷凝汽器进风冷却扩压导流装置，其特征在于：所述冷却扩压导流箱（3）为立方体形，冷却扩压导流箱的厚度t为2~5cm，各风道进口和风道出口分别设置在冷却扩压导流箱厚度方向的两个侧壁上，各风道进口的直径d1与各风道出口的直径d2的直径比d1/d2为0.7~0.9，其中d2≤t。
3.根据权利要求2所述的直接空冷凝汽器进风冷却扩压导流装置，其特征在于：所述风道（4）分为扩压导流型和扩压型，各扩压导流型的风道出口（4-2）的中心在水平方向上高于风道进口（4-1）的中心；扩压型的风道出口（4-2）的中心与风道进口的中心（4-1）同轴共线。
4.根据权利要求3所述的直接空冷凝汽器进风冷却扩压导流装置，其特征在于：所述各风道（4）在冷却扩压导流箱（3）内为相邻行列位置不对应的错列分布，在水平方向上相邻风道的中心距为s1，s1/d2为1.00~1.30，在垂直方向上相邻风道出口的中心距为s2，s2/d2为0.88~1.30。
5.根据权利要求3所述的直接空冷凝汽器进风冷却扩压导流装置，其特征在于：所述各风道（4）在冷却扩压导流箱（3）内为相邻行列位置对应的顺列分布，在水平方向上相邻风道的中心距为s1，s1/d2为1.00~1.30，在垂直方向上相邻风道出口的中心距为s2，s2/d2为1.00~1.30。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的直接空冷凝汽器进风冷却扩压导流装置，其特征在于：所述各风道（4）的风道壁为光滑弧形曲面，其垂直于风道几何中心线的横截面面积沿风流动方向逐渐增加；扩压导流型风道的几何中心线的切线与水平方向的夹角为0°~35°。
7.根据权利要求6所述的直接空冷凝汽器进风冷却扩压导流装置，其特征在于：所述冷却扩压导流箱（3）经紧固件安装在钢架处，紧固件为“                                                   ”型紧固件（10）或“    
Figure 55885DEST_PATH_IMAGE002
”型紧固件（11）。
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