CN106403693A - 一种可导风的散热器用三角架 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可导风的散热器用三角架，三角架设有散热器支架柱，冷却柱支撑面、百页窗支撑面；所述的三角架设有均流组件，所述的均流组件包括气侧均流平板、第一导流平板、第二导流平板，气侧均流平板设置在三角架中间对称面上，气侧均流平板通过均流板固定连接件连接三角架，第一导流平板和第二导流平板设置在进风口两侧三角架的外侧散热器支架柱上，第一导流平板和第二导流平板通过导流固定装置连接三角架，第一导流平板和第二导流平板均沿三角架进风侧端面向外延伸布置，气侧均流平板上设有透风结构，可在均流的基础上，进一步提高其两侧散热器的散热强度，在不影响冷却柱散热器工作的同时，起到均流和导风的效果，强化散热的效果。
Description
技术领域
本发明涉及火/核电站间接空冷领域，确切地说是一种可导风的散热器用三角架。
背景技术
根据现有的研究表明，间冷塔冷却能力受进风空气流场结构及其进风量影响较大，而环境风的存在则会直接改变进塔空气流场结构及其进风量的大小，并最终影响间冷塔的整体冷却性能。如图1所示，为现有的间接空冷电站所用自然通风间接空冷塔，冷却三角型散热器1在进风口外侧竖直布置。如图2所示，为现有间冷塔散热冷却三角布置方式的半塔横截面示意图。由图2可知，沿间冷塔半塔周向，冷却三角型散热器可分为五个冷却扇段，沿整塔周向则可分为十个扇段。为研究环境自然风的影响，将迎风侧最头端的散热冷却三角的周向角度θ定义0°，将背风侧最后一个冷却三角的周向角度定义为180°。基于该预定义，间冷塔半塔五个扇段的周向角度依次为：第一扇段4，涵盖的扇角范围为0°～36°；第二扇段5，涵盖的扇角范围为36°～72°；第三扇段6，涵盖的扇角范围为72°～108°；第四扇段7，涵盖的扇角范围为108°～144°；第五扇段8，涵盖的扇角范围为144°～180°。如图3、图4所示，为现有间冷塔散热冷却三角的横剖面结构示意图，其是由两个相同结构的冷却柱和一个百页窗14组成。冷却柱采用的翅片管束式散热器，通常为4排管或6排管。百页窗14布置在冷却三角型散热器的进风口，起到调节进风量的作用。百页窗在夏季保持全开，在较冷季节部分开启。如图2所示，各散热冷却三角沿间冷塔周向均匀布置，冷却三角中心线16即过间冷塔中心的径向延长线。
为方便说明环境自然风3对间冷塔的冷却性能的影响，现将冷却三角的两个冷却柱分别预定义为θ-1冷却柱11和θ+2冷却柱17，其中θ-1冷却柱11位于周向角度θ较小一侧，θ+2冷却柱17位于周向角度θ较大一侧。无环境自然风影响时，环境空气几乎全部能够沿径向自然流动进入冷却三角，并依次流经θ-1冷却柱11和θ+2冷却柱17，完成换热。冷却三角空气流场结构关于冷却三角中心线16对称，其θ-1冷却柱11和θ+2冷却柱17冷却性能相同。根据实际运行状况，间冷塔总是受到或大或小的环境自然风的影响，间冷塔设计的环境自然风风速一般取为4m/s或6m/s。如图5所示，为在4m/s的环境设计风速下，塔侧中的第三扇段6的几个冷却三角空气流场结构示意图。如图5可知，4m/s的环境侧风造成塔侧空气周向速度较大，从而使冷却三角空气入口进风偏离冷却三角对称面19一定角度θd，并在冷却三角的θ-1冷却柱11进风侧引起低速漩涡，降低了θ-1冷却柱11的通风量，弱化了θ-1冷却柱11的冷却性能。如图6所示，为冷却三角θ-1冷却柱11的下水侧管束出口水温20和θ+2冷却柱17的下水侧管束出口水温21。由图6可知，θ-1冷却柱11的出塔水温平均比θ+2冷却柱17的出塔水温高约3.5℃。如图7所示，为在4m/s的环境侧风下，半塔各冷却三角空气入口进风径向偏离度θd的周向变化曲线图。由图7可知，在第二扇段5、第三扇段6和第四扇段7的塔侧范围内，冷却三角的进风偏离度都比较大，基本在45°～70°范围之内，远大于迎风侧第一扇段4和背风侧第五扇段8内冷却三角的进风偏离度。根据上述4m/s的环境侧风下第三扇段6的空气流场结构和出水温度分布的结果来类推，因为第二、第四扇段与第三扇段同样具有较大的进风偏离度，环境侧风同样会在θ-1冷却柱11进风侧引起漩涡，从而降低其进风流速，继而减小θ-1冷却柱11的通风量，因此使得θ-1冷却柱11的冷却性能弱化，最终造成θ-1冷却柱11的出塔水温明显升高，也使相应冷却三角整体性能弱化。
因此研发一种适用于间冷塔散热冷却三角的气侧流场均流装置，通过对塔侧冷却三角的现有空气流场结构进行优化、减小其进风偏离度，进而降低环境自然风对冷却三角某一侧冷却柱冷却性能的不利影响，实现该冷却柱冷却性能和相应冷却三角整体冷却性能的提高，已成为一种急待解决的问题。
根据上述技术问题，发明人申请了一种间冷塔竖直三角型散热器的气侧均流系统(申请号：201510055778.7，授权公告号：CN104613807B)和一种间冷塔散热冷却三角的气侧均流装置(申请号：201510055635.6，授权公告号：CN104596346B)，解决了上述技术问题，并且取得了突出的技术效果，但是我国目前现有技术生产冷却柱质量偏低，与国外先进技有较大差距，将均流组件设置在冷却柱上，提升了冷却柱生产难度，而且不方便拆卸升级。三角架生产技术相对简单，国内有大量相关专利技术，例如用于大型火力发电厂的空冷设备支架(申请号：200910022801.7，授权公告号：CN101566012B)，该技术三角架主要作用在于固定支撑，提高荷载水平，减震抗震等技术效果，本发明所以解决的技术问题在现有三角架技术中并不能够实现，既能够导风散热的三角架。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可导风的散热器用三角架，解决环境自然风下冷却三角空气入口进风偏离大所带来的不利影响，通过冷却三角空气流场的优化组织，提高冷却三角空气流场的均匀性，均流组件设置在三角架上，方便安装、拆卸和更新，均流组件仅仅和三角架连接，避免因为均流组件原因造成冷却柱的损坏，提高间冷塔整体冷却性能，而且提升了间冷塔核心部件的安全性能。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术手段：
一种可导风的散热器用三角架，包括三角架本体，三角架设有散热器内侧支架柱，冷却柱支撑面、百页窗支撑面；所述的三角架设有导风均流组件，所述的导风均流组件包括气侧均流平板、第一导流平板、第二导流平板，气侧均流平板设置在三角架中间对称面上，气侧均流平板通过均流板固定连接件连接三角架，第一导流平板和第二导流平板设置在进风口两侧三角架的散热器支架柱上，第一导流平板和第二导流平板通过导流板固定装置连接三角架，第一导流平板和第二导流平板分别沿三角架进风侧端面向外延伸布置。
作为优选，本发明更进一步的技术方案是：
所述的均流板固定连接件包括均流板内侧固定支撑梁、均流板外侧固定支撑梁、固定螺丝、固定螺母，气侧均流平板顶部连接两固定支撑梁，固定支撑轴设有固定孔，所述的固定孔大小配套固定螺丝、固定螺母。
所述的第一导流平板和第二导流平板的导流板固定装置设置在第一散热器支架柱和第二散热器支架柱上，固定装置包括螺丝、螺母、固定卡槽。
所述的气侧均流平板与三角架的顶端之间设有预留间隙。
所述的均流板内侧固定支撑梁的两端固定连接在三角架上，均流板内侧固定支撑梁中间连接气侧均流平板。
所述的导风均流组件中第一导流平板、第二导流平板均沿竖直方向布置，所述的气侧均流平板一端连接均流板内侧固定支撑梁，另一端连接均流板外侧固定支撑梁，气侧均流平板外端与百页窗之间的预留距离可使百页窗打开或闭合。
所述的气侧均流平板、第一导流平板、第二导流平板均采用矩形截面形状，第一导流平板、第二导流平板和气侧均流平板表面均设有抛光层。
所述的气侧均流平板上设有透风结构，所述的透风结构包括透风孔、透风条，气侧均流平板的孔隙率为σ，0≤σ≤0.3。
所述的冷却柱支撑面的夹角为α、冷却柱支撑面的长边长度均为l的条件下，气侧均流平板内端与三角架内端顶点之间的距离为δ，应保证第一导流平板25和第二导流平板26设置在第一散热器支架柱和第二散热器支架柱的外端面，沿三角架进风侧端面向外延伸距离l，应保证
本发明的有益效果是：
1、本发明通过在间冷塔散热冷却三角的中间对称面设置均流平板，在环境自然风下，改变冷却三角空气入口的进风流向，减小冷却三角内的低速涡流区域，消除该涡流区域对相邻冷却柱的不利影响，实现冷却三角内两冷却柱通风量的平衡匹配，进而改善提高冷却三角整体冷却性能。
2、通过冷却三角外缘两侧的均流平板，减小中间均流平板对其背风侧冷却柱的不利影响，从而最大化中间均流平板的均流效果，提高冷却三角的整体性能，最终实现间冷塔冷却性能的提高。
3、冷却三角气侧好的均流效果保证了间冷塔在大风环境下运行的可靠性，提高了间冷塔运行的经济性和安全性，创造了经济效益。
4、均流平板设置在三角架上，方便安装、拆卸和更新，均流组件仅仅和三角架连接，避免因为均流组件原因造成冷却柱的损坏。
5、均流平板位置可以根据具体环境测试的结果来调整位置，从而尽可能提高间冷塔整体冷却性能。
6、均流平板设置透风结构，采用多孔板作为气侧均流平板，可起到冷却三角单元内空气均流作用，同时其孔隙漏风又可减小其对背风侧冷却柱热力特性的影响。通过合适孔隙率的选择，可保证冷却三角单元两侧冷却柱传热性能综合效果最好。参考设计侧风风速所对应倾斜入流风速大小及倾斜入流角度，气侧均流平板孔隙率优选为0.05，0.1，0.15，0.2，0.25，0.3，0.35，0.4，0.45，0.5。
附图说明
图1为现有间接空冷电站用间冷塔；
图2为现有间冷塔散热冷却三角布置方式的半塔横截面示意图；
图3为现有间冷塔散热冷却三角的横截面结构示意图；
图4为现有间冷塔散热冷却三角的一个冷却柱的横截面结构放大示意图；
图5为在4m/s设计风速下现有间冷塔的塔侧第三扇段的冷却三角流场结构示意图；
图6为在4m/s设计风速下现有间冷塔的塔侧第三扇段的冷却三角出水温度分布图；
图7为在4m/s设计风速下现有间冷塔的冷却三角进风偏离度的周向变化曲线图；
图8为本发明均流平板横截面结构示意图；
图9为本发明一种具体实施例的结构示意图；
图10为本发明一种具体实施例整体结构示意图；
图11为本发明的一个实施例的设计结构示意图；
图12为本发明的透风结构的结构示意图；
图13为本发明透风结构取得技术效果分析图。
附图标记说明：1、冷却三角型散热器，2、塔壳，3、环境自然风，4、第一扇段，5、第二扇段，6、第三扇段，7、第四扇段，8、第五扇段，9、过冷却三角顶点的间冷塔径向延长线，10、间冷塔中心，11、θ-1冷却柱，12、上水侧管束，13、下水侧管束，14、百页窗，15、空气，16、冷却三角中间对称面，17、θ+2冷却柱，18、冷却三角入口中心线投影，19、冷却三角入口面中线处的空气速度，20、θ-1冷却柱下水侧管束出口水温，21、θ+2冷却柱下水侧管束出口水温，22、三角架，23、冷却柱支撑面，24.气侧均流平板，25.第一导流平板，26.第二导流平板，27、散热器内侧支架柱，28、百页窗支撑面，29、固定螺丝，30、均流板内侧固定支撑梁，31、第一散热器支架柱，32、透风条，33、透风孔，34、第二散热器支架柱，35、均流板外侧固定支撑梁。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本发明。
如图1所示，在间冷塔的塔壳2外，在间冷塔进风口外侧竖直布置有冷却三角型散热器1。如图2所示，是现有间冷塔散热冷却三角布置方式的半塔横截面示意图，图中表示各组散热冷却三角沿间冷塔周向均匀布置在以间冷塔中心10为圆心的扇面上，9为过冷却三角内端顶点的间冷塔径向延长线，其在冷却三角中间对称面上，环境自然风3的风向如图所示。如图3所示，为现有间冷塔一个散热冷却三角的结构示意图，其中包括两个相同结构的θ-1冷却柱11和θ+2冷却柱17及一个百页窗14，冷却柱θ-111和冷却柱θ+217的夹角为α，冷却柱θ-111和冷却柱θ+217的外侧管束为上水侧管束12，内侧管束为下水侧管束13，空气15流经百页窗14进入冷却三角。如图4所示，为现有间冷塔散热冷却三角的一个冷却柱的横截面的结构放大示意图,冷却柱采用的翅片式散热管束，通常为4排管或6排管。百页窗14布置在散热冷却三角的进风口，起到调节进风量的作用。百页窗14在夏季保持全开，在较冷季节部分开启。由于冷却三角沿间冷塔周向均匀布置，过冷却三角内端顶点的间冷塔径向延长线在冷却三角中间对称面16上。
如图5可知，4m/s的环境侧风造成塔侧空气周向速度较大，图中的14为冷却三角进口百页窗，16为冷却三角中间对称面，冷却三角进口百页窗14和冷却三角中间对称面16的交线,即冷却三角的入口中心线投影18，此处测定的冷却三角入口面中线处的空气速度19相对于沿冷却三角中间对称面16的水平投影线偏离一定角度θd，而在冷却三角的θ-1冷却柱11进风侧引起低速空气涡流区域，降低了θ-1冷却柱11的通风量，弱化了θ-1冷却柱11的冷却性能，最终造成θ-1冷却柱11的出塔水温明显升高。由图6可知，θ-1冷却柱下水侧管束出口水温20平均比θ+2冷却柱下水侧管束出口水温21高约3.5℃。
根据图8、图9、图10、图11可知，一种可导风的散热器用三角架22，三角架设有散热器内侧支架柱27，三角架22设有冷却柱支撑面23、百页窗支撑面28；三角架22设有导风均流组件，均流组件包括气侧均流平板24、第一导流平板25、第二导流平板26，气侧均流平板24设置在三角架22中间对称面上，气侧均流平板24通过均流板固定连接件连接三角架22，第一导流平板25和第二导流平板26设置在进风口两侧三角架22的第一散热器支架柱31和第二散热器支架柱34上，第一导流平板25和第二导流平板26通过导流板固定装置连接三角架22，第一导流平板25和第二导流平板26分别沿三角架进风侧端面向外延伸布置，均流板固定连接件包括均流板内侧固定支撑梁30、固定螺丝29、固定螺母，气侧均流平板24顶部连接均流板内侧固定支撑梁30，均流板内侧固定支撑梁30设有固定孔，固定孔大小配套固定螺丝29、固定螺母，第一导流平板25和第二导流平板26的固定装置设置在第一散热器支架柱31和第二散热器支架柱34上，导流板固定装置包括螺丝、螺母、固定卡槽，气侧均流平板24与三角架22的顶端之间设有预留间隙，均流板内侧固定支撑梁30和均流板外侧固定支撑梁35的两端均固定连接在三角架22上，均流板内侧固定支撑梁30和均流板外侧固定支撑梁35的中间连接气侧均流平板24，导风均流组件中第一导流平板25、第二导流平板26均沿竖直方向布置，气侧均流平板24内端连接均流板内侧固定支撑梁30，外端连接均流板外侧固定支撑梁，气侧均流平板24一端与百页窗14之间的预留距离可使百页窗14打开或闭合。
根据图12和图13可知，气侧均流平板24、第一导流平板25、第二导流平板26均采用矩形截面形状，第一导流平板25、第二导流平板26和气侧均流平板表面气侧均流平板24表面均设有抛光层，气侧均流平板24上设有透风结构，所述的透风结构包括透风孔33、透风条32，气侧均流平板24的孔隙率σ范围为大于等于0，小于等于0.3，冷却柱支撑面23的夹角为α、冷却柱支撑面23的长边长度均为L的条件下，气侧均流平板24内端与三角架内端顶点之间的距离为δ，应保证第一导流平板25和第二导流平板26设置在第一散热器支架柱31和第二散热器支架柱34的外端面，沿三角架进风侧端面向外延伸距离l，应保证采用多孔板作为气侧均流平板24，可起到冷却三角单元内空气均流作用，同时其孔隙漏风又可减小其对背风侧冷却柱热力特性的影响。通过合适孔隙率的选择，可保证冷却三角单元两侧冷却柱传热性能综合效果最好。参考倾斜入流风速大小及倾斜入流角度，气侧均流平板24孔隙率优选为0.05，0.1，0.15，0.2，0.25，0.3，0.35，0.4，0.45，0.5。
由于以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护不限于此，任何本技术领域的技术人员所能想到本技术方案技术特征的等同的变化或替代，都涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种可导风的散热器用三角架，包括三角架本体，三角架设有散热器内侧支架柱，冷却柱支撑面、百页窗支撑面；其特征在于：所述的三角架设有导风均流组件，所述的导风均流组件包括气侧均流平板、第一导流平板、第二导流平板，气侧均流平板设置在三角架中间对称面上，气侧均流平板通过均流板固定连接件连接三角架，第一导流平板和第二导流平板设置在进风口两侧三角架的散热器支架柱上，第一导流平板和第二导流平板通过导流板固定装置连接三角架，第一导流平板和第二导流平板分别沿三角架进风侧端面向外延伸布置。
2.根据权利要求1所述的一种可导风的散热器用三角架，其特征在于：所述的均流板固定连接件包括均流板内侧固定支撑梁、均流板外侧固定支撑梁、固定螺丝、固定螺母，气侧均流平板顶部连接两固定支撑梁，固定支撑梁设有固定孔，所述的固定孔大小配套固定螺丝、固定螺母。
3.根据权利要求1所述的一种可导风的散热器用三角架，其特征在于：所述的第一导流平板和第二导流平板的导流板固定装置设置在第一散热器支架柱和第二散热器支架柱上，固定装置包括螺丝、螺母、固定卡槽。
4.根据权利要求1所述的一种可导风的散热器用三角架，其特征在于：所述的气侧均流平板与三角架的顶端之间设有预留间隙。
5.根据权利要求2所述的一种可导风的散热器用三角架，其特征在于：所述的均流板内侧固定支撑梁的两端固定连接在三角架上，均流板内侧固定支撑梁中间连接气侧均流平板。
6.根据权利要求1所述的一种可导风的散热器用三角架，其特征在于：所述的导风均流组件中第一导流平板、第二导流平板均沿竖直方向布置，所述的气侧均流平板一端连接均流板内侧固定支撑梁，另一端连接均流板外侧固定支撑梁，气侧均流平板外端与百页窗之间的预留距离可使百页窗打开或闭合。
7.根据权利要求1所述的一种可导风的散热器用三角架，其特征在于：所述的气侧均流平板、第一导流平板、第二导流平板均采用矩形截面形状，气侧均流平板表面设有抛光层。
8.根据权利要求1所述的一种可导风的散热器用三角架，其特征在于：所述的气侧均流平板上设有透风结构，所述的透风结构包括透风孔、透风条，气侧均流平板的孔隙率为σ，0≤σ≤0.3。
9.根据权利要求4所述的一种可导风的散热器用三角架，其特征在于：所述的冷却柱支撑面的夹角为α、冷却柱支撑面的长边长度为L的条件下，气侧均流平板内端与三角架内端顶点之间的距离为δ，应保证第一导流平板和第二导流平板设置在第一散热器支架柱和第二散热器支架柱的外端面，沿三角架进风侧端面向外延伸距离l，应保证
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