CN1074752A - 自然抽风冷却塔 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自然抽风冷却塔，具有多个最好 呈坡顶形的用于发电厂涡轮机蒸汽冷凝的换热元件， 其中经一条共用中央蒸汽引入管和自该引入管作径 向分支的分配管供给冷凝蒸汽的换热元件中的一部 分是用于冷凝，另一部分用于分凝，用于分凝的换热 元件的蒸汽端安装在冷凝用的换热元件的后边，并且 该换热元件分布在若干相同的，具有完整的用于蒸汽 分配和惰性气体及冷凝液排出的管道的扇区内。其 特征是：扇区(S)各具有本身的，独立于其他扇区(S) 的换热元件(1，2)，冷凝用换热元件(1)以其纵轴各按 正割于中央蒸汽引入管(3)的方式，设置在支承结构 (10)上，且分凝用换热元件(2)拥有自己的风扇。

Description

本发明涉及一种自然抽风冷却塔，具有多个最好呈坡顶形的用于发电厂涡轮机蒸汽冷凝的换热元件，其中经一条共用中央蒸汽引入管和自该引入管做径向分支的分配管供给蒸汽的换热元件中的一部分用于冷凝，另一部分用于分凝，并且该换热元件分布在若干相同的，具有完整的用于蒸汽分配和惰性气体及冷凝液排出的管道的扇区内。

这种用于发电厂涡轮机蒸汽冷凝的自然抽风冷却塔公知于德国专利公开说明书第DE-OS3441514号。由于在换热器中惰性气体的聚集必须预以阻止，所以再冷凝要在强制通风的分凝用换热元件中进行，从该换热元件中再将惰性气体抽走。为使该分凝用换热元件在所有出现的工况下以及在不利的气候条件下获得足够的冷却空气，在分凝用换热元件上装有自己的风扇。该风扇可保证在不利的气候条件，如强侧风和逆转的条件下，在分凝用换热元件中实现全部待冷凝涡轮机蒸汽的完全再冷凝，此外还创造一种可能性，使因其安装而带来的抽风功率的增加而减小自然抽风冷却塔的塔壳高度，从而节约建设成本。

德国专利展出说明书第DE-AS1960619号公开了一种对称式建造的自然抽风冷却塔，其中的坡顶形换热元件相对于冷却塔的纵轴线径向布置。待冷凝蒸汽经位于中央的蒸汽引入管引入，然后该管再分支出径向的蒸汽分配管进入各个换热元件的上端。换热元件中的一部分按冷凝，一部分按分凝方式工作，其中按分凝方式工作的换热元件位于里面并围绕蒸汽引入管布置。各有一个分凝用换热元件对应着两个沿径向设置的冷凝用换热元件，从而一起构成一个换热元件结构扇区。全部换热元件以及所属的管道均装在唯一的一个共用支承结构上，该结构位于自然抽风冷却塔外壳的台阶上。

德国专利公开说明书第DE-OS2405999号也公开了一种具有沿径向设置的换热元件的自然抽风冷却塔。其中冷凝用换热元件位于外层，分凝用换热元件位于内层，接近中央蒸汽引入管。冷凝用换热元件的结构为两级式，进入外部第一级的涡轮机蒸汽的一半与和第一级相邻的蒸汽的一半一同被导入共有的第二冷凝级，该第二级设在最里面。经二冷凝级的换热元件接受来自两个相邻的并位于不同径向位置上的第一冷凝级的剩余蒸汽。该装置的缺点是，由于冷凝用换热元件在切换技术上与相邻的径向上错开布置的换热元件的连接，从而不可能仅使用全部可用换热元件中的一部分来进行装置的低功率运行。

在德国公开专利说明书第DE-OS2242058号公开的自然抽风冷却塔中，冷凝用换热元件设置在围绕冷却塔中心线的若干个环中。待冷凝蒸汽的引入由围绕冷却塔中心线布置的环形蒸汽引入管完成。一个环中的全部换热元件均装在一个共用的支承结构上，以便能通过适当选择其高度而制成向外呈台阶形升高的结构。

从德国展出专利说明书第1960619号出发，本发明所提出的任务是，制造一种自然抽风冷却塔，它可以用有利的方式适应不同操作条件和/或改变了气候条件下的冷凝功率，并且能最大限度地利用冷却塔的基本面积。

本发明该任务的解决方案是，扇区各具有本身的、独立于其他扇区的换热元件，冷凝用换热元件以其纵轴各按正割于中央蒸汽引入管的方式设置在支承结构上，并且分凝用换热元件拥有自己的风扇。

通过本发明所述自然抽风冷却塔的结构首先可以做到，能根据换热元件在对所有扇区均为相同的支承结构上的布置而选择其不同的长度尺寸，换热元件最好呈坡顶形状。这就可以使换热元件几乎完全布满扇区，从而将未覆盖的自由空间减小到最低限度。如在一个优选的实例中可以做到使冷凝用坡顶形换热元件位于外部的那一半在元件长度方向上加长，从而进一步减少无用基本面积。

本发明所述自然抽风冷却塔的结构还能进一步大大简化用于冷凝涡轮机蒸汽的自然抽风冷却塔设计和计算，因为只要设计和计算出划分成若干扇区的冷却塔中的一个扇区即可。这些结构相同的扇区均包括与扇区数量相对应的那部分冷凝和分凝用换热元件，包括其全部蒸汽分配和惰性气体及冷凝液抽吸管道，其中换热元件和全部管道均安装在一个独立的支承结构上，并且相互独立的各扇区之间仅通过位于中央的蒸汽引入管相连接在一起。因此本发明所述的自然抽风冷却塔能做到只设计和计算由整个冷却塔分割出的一个扇区即可。这样同时还可以减少制造和建立冷却塔的费用，因为制造和建立的是许多相同的扇区，所以节省了制造和安装成本。最后，本发明所述的自然抽风冷却塔在操作中也有优点，因为相互独立的扇区可以单独接通或关闭，并且以此能改变其功率，从而使其能以最佳方式适应不同操作条件和/或变化了的气候条件下的冷凝功率。

为了进一步地降低本发明所述的自然抽风冷却塔的制造成本，可让全部扇区的支承结构同时作为由壳分段形成的钢结构的冷却塔壳的支承结构。这样在该结构中便取消了冷却塔壳的独立基础。

在一个本发明的优选实例中，冷却塔壳呈封闭式多边形。这种近似于圆形基面的形状可使换热元件均匀地受带有冷空气的进汽冲击，并防止产生不利的风向。换热元件绕冷却塔壳的中心线布置成若干个“环”。

冷凝用换热元件也可平行地并列设置，并且以其与形成坡顶形元件顶端的蒸汽分配室相重合的纵轴各按正割于中央蒸汽引入管的方式设置在支承结构上，并且分凝用换热元件连同其构成顶端的抽气室沿径向布置蒸汽引入管直接相邻地设置在支承结构上。这种结构的优点是利于剩余蒸汽在冷凝用换热元件和分凝用换热元件之间的流动。

为了改善自然抽风冷却塔对侧风的非敏感性，本发明最后还建议，每个扇区的换热元件均以公知方式排列在由中间向外升高的一个平面上。

附图中所示的是本发明所述自然抽风冷却塔的若干实例，其中

图1表示第一个实施例的侧视图，带有如图2中Ⅰ-Ⅰ剖视所示的换热元件，

图2表示如图1中Ⅱ-Ⅱ剖视所示换热元件的俯视图，

图3表示类似于图1所示的第二种实施例，

图4表示如图1和图3所示的另一种实施例，

图5表示如图1、图3和图4所示的另一种实施例。

图1和图2所示的自然抽风冷却塔的第一个实施例包括多个坡顶形换热元件1、2，它们与蒸汽引入管3相连，用于图中未表示出的一个发电厂所排出的涡轮机蒸汽的冷凝。蒸汽引入管3的终端垂直地设在冷却塔的中央，并与径向布置的分配管4相连，该分配管各通向冷却塔的一个扇区S，见图2所示。在图1和图2的实施例中，冷却塔由六个同样的扇区S构成。

在该实施例中，待冷凝蒸汽经中央蒸汽引入管3和各个径向布置的分配室4进入两个并联的冷凝用换热元件1，在该冷凝用换热元件1中，绝大部分蒸汽被冷凝。含有惰性气体的剩余蒸汽经汇集管5进入接在冷凝用换热元件1后面的分凝用换热元件2的位于下部的分配室6内，如图1所示。在该分凝用换热元件2中完成蒸汽的再冷凝。为了保证这种冷凝完成，每个分凝用换热元件2至少带有一个自己的风扇7。经过冷凝在换热元件1和2中产生的冷凝液汇集在分凝用换热元件2的下部，并经冷凝液排管8被抽走。冷凝中析出的惰性气体在分凝用换热元件2的顶端经气体管9被排走。

换热元件1和2以及所属的分配管4、汇集管5和冷凝液排管8以气体管安装在每个扇形区S中的支承结构10上，如图1所示。该支承结构10在实施例中不仅用于支承换热元件1和2以及所属的管道，而且还作为冷却塔壳的基础，实例中的该冷却塔壳是一种用壳分段11组成的封闭式多边形钢结构。由于采用各个扇区S的支承结构10作为由壳分段11组成的冷却塔壳的基础，所以省掉了冷却塔壳的独立基础。

如图2所示换热元件1和2为最佳地利用其长度上的面积而适应安装条件，并且各个环是不相同的。但各个翅片管的结构，其坡顶的布置、换热元件1的支承宽度和各个顶端的构造以及布置在下端的室均是相同的。

分凝用换热元件2的结构也是由相同的，如实施例所示近似于正方形并带有一个或多个风扇7的元件组成。它们可以根据必要的面积比例有选择地安装在每个扇区S的内环、中环或外环。在图1和图2所示实施例结构中，冷凝用换热元件1和分凝用换热元件2之间的面积比约为5∶1，其中分凝用换热元件2位于内环。构成惰性气体抽气室的分凝用换热元件2的顶端，在该实施例中平行冷凝用换热元件1的作为蒸汽分配室的顶端布置。

图1中实施例所示的换热元件1和2均设置在一个水平的平面上，而在图3中的第二个实例所示的结构中，属于同一个扇区S的换热元件1和2布置在一个自中心向外升高的平面上。这样就能以公知的方式改善自然抽风冷却塔对侧风的非敏感性。

在图4第三个实施例中所示的结构中，构成顶端的位于内环的分凝用换热元件2的抽气室沿径向分布。这样可使来自冷凝用换热元件1的汇集管直接进入分凝用换热元件2的分配室内。

在图5第四个实施例所示的结构中可以看到冷凝用换热元件1，其坡顶的外缘在空间的可能性内延长到扇区S的边界。这样可以减少未被利用的剩余面积。

符号说明

S    扇区

1    冷凝用换热元件

2    分凝用换热元件

3    蒸汽引入管

4    分配管

5    汇集管

6    分配室

7    风扇

8    冷凝液排出管

9    气体管

10    支承结构

11    壳分段

Claims (7)

1、自然抽风冷却塔具有多个最好呈坡顶形的用于发电厂涡轮机蒸汽冷凝的换热元件，其中经一条共用中央蒸汽引入管和自该引入管作径向分支的分配管供给冷凝蒸汽的换热元件中的一部分是用于冷凝，另一部分用于分凝，分凝用的换热元件的蒸汽端安装在冷凝用的换热元件的后端，并且该分凝用的换热元件分布在若干相同的，具有完整的用于蒸汽分配和惰性气体及冷凝液排出的管道的扇区内。本发明的特征是，扇区(S)各具有本身的，独立于其他扇区(S)的换热元件(1、2)，冷凝用换热元件(1)以其纵轴各按正割于中央蒸汽引入管(3)的方式设置在支承结构(10)上，并且分凝用换热元件(2)拥有自己的风扇。

2、如权利要求1所述的自然抽风冷却塔，其特征是，全部扇区（S）的支承结构（10）同时作为由壳分段（11）形成的钢结构冷却塔壳的支承而构成。

3、如权利要求1或2所述的自然抽风冷却塔，其特征是，冷却塔壳是由壳分段（11）组成的封闭式多面体。

4、如权利要求1至3所述的自然抽风冷却塔，其特征是，分凝用换热元件（2）以其纵轴各按正割方式并平行于冷凝用换热元件（1）布置。

5、如权利要求1至3所述的自然抽风冷却塔，其特征是，分凝用换热元件（2）的每个扇区（S）及形成其顶端的抽气室沿径向布置，并且蒸汽引入管（3）直接相邻地设置在支承结构（10）上。

6、如权利要求1至5之中至少一项所述的自然抽风冷却塔，其特征是，冷凝用换热元件（1）的坡顶形元件位于外部的那一半在元件长度方向上加长。

7、如权利要求1至6之中至少一项所述的自然抽风冷却塔，其特征是，每个扇区（S）的换热元件（1，2）放置在一个自中心向外升高的平面上。

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