CN110243195A - 鼓风吸风联合蒸汽冷凝系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了鼓风吸风联合蒸汽冷凝系统，包括换热管组、蒸汽分配管道、冷凝水收集管道、鼓风风机、吸风风机和支撑平台，换热管组包括两个换热管束，每个换热管束包括平行排列的若干换热管，换热管为长条形圆管，倾斜固定于支撑平台上，换热管靠上的一端与蒸汽分配管道连接，换热管靠下的一端与冷凝水收集管道连接。鼓风风机设于换热管组下方，吸风风机设于换热管组上方。本发明利用设置在低位的鼓风风机和设置在高位的吸风风机共同作用，使换热管与冷空气充分接触，减少换热面积，提高了冷凝效果，同时，还能够节省蒸汽冷凝系统的建设成本，并削弱横切风对蒸汽冷凝系统中冷空气流动的干扰，提高了蒸汽冷凝系统的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及蒸汽换热凝结技术领域，特别是鼓风吸风联合蒸汽冷凝系统。
背景技术
火电厂的蒸汽冷凝系统，是火电厂水循环中的重要设备，能够将锅炉燃烧后产生的水蒸气冷凝回收，经过循环水泵后重新打入锅炉中。蒸汽冷凝系统一般采用湿冷或空冷两种方式，在水资源匮乏的地区，使用的是空冷系统，空冷系统是利用风机使冷空气流过换热管，对蒸汽进行降温。传统的空冷系统通常使用鼓风风机，换热管成A形排列在支撑平台上，鼓风风机位于换热管下方，这种风机布置方式供气阻力大，流场分布不均，存在局部流动死区，尤其是蒸汽冷凝系统边缘处，冷空气流通受阻，冷却效果较差。并且，这种风机布置方式是从系统下方吸取冷空气，为了预留足够的进气通道，保证冷空气进气流畅，采用空冷方式的蒸汽冷凝系统一般设置在高位，初始建设投资较大，同时，由于蒸汽冷凝系统高位设置，受到的横切风影响较大，横切风会干扰蒸汽冷凝系统中的空气流动，进一步的，会影响冷空气对蒸汽的冷凝效果。因此需要开发新型的空冷式蒸汽冷凝系统，克服上述困难。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种鼓风吸风联合蒸汽冷凝系统，解决蒸汽冷凝系统中流场分布不均的问题，使换热管充分与冷空气接触，提高系统换热能力和冷凝效果，同时，减小换热面积，降低冷凝装置的高度，节省建设成本，并减弱横切风对蒸汽冷凝系统的影响。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：鼓风吸风联合蒸汽冷凝系统是一种利用冷空气对蒸汽进行冷凝的系统，包括若干组换热管组、若干平行布置的蒸汽分配管道、若干组冷凝水收集管道、鼓风风机、吸风风机、支撑座、支撑平台和风机立柱。所述每组换热管组由两组换热管束组成，每组换热管束包括若干个平行布置的换热管，换热管之间留有通风的空隙，相邻换热管之间的距离为50mm-65mm。换热管为长条形的圆管，蒸汽在换热管内遇冷，凝结成水，然后进行收集。换热管倾斜设置在支撑平台上，靠上的一端连接在蒸汽分配管道上，用于蒸汽进入换热管，换热管靠下的一端连接有冷凝水收集管道，便于凝结的水流向冷凝水收集管道，统一进行回收。
鼓风风机设置在换热管组的下方，将冷空气由下至上地吹入换热管组，吸风风机设置在换热管组的上方，由风机立柱提供支撑，吸引冷空气穿过换热管组，向上方排放。鼓风风机和吸风风机共同作用，能够有效地减少蒸汽冷凝系统中的空气流动死区，使换热管充分与冷空气接触，提高换热效果。由于吸风风机设置在高位，下方的冷空气进入蒸汽冷凝系统流畅，将蒸汽冷凝系统的高度降低，也可以保证空气流通，节省了建造蒸汽冷凝系统所需的钢材，同时，由于蒸汽冷凝系统高度降低，受到的横切风影响较小，冷凝过程稳定，效率更高。支撑座用于为支撑平台提供支撑，降低蒸汽冷凝系统的高度可以节省支撑座的建设费用。
在本发明中的蒸汽分配管道水平布置，换热管组的具体数量可以根据实际的冷凝需求进行调整。若干组换热管组成矩阵排列，矩阵的行平行于蒸汽分配管道的轴线方向，矩阵的列垂直于蒸汽分配管道的轴线方向。同一组换热管组中的换热管与同一条蒸汽分配管道连接，同一组换热管组中的两组换热管束向外倾斜，组成一个角，角的顶点位于蒸汽分配管道上，每组换热管组均为A字形布置。
本发明中的鼓风风机共有若干个，成两列布置，两列鼓风风机分别设于两侧的蒸汽分配管道的下方，且鼓风风机位于同一组换热管组中两组换热管束组成的夹角内。吸风风机也包括若干个，吸风风机设于两个相邻的换热管组之间的上方。
为了进一步提高前述鼓风吸风联合蒸汽冷凝系统抵抗横切风的能力，本发明还设置了两片挡风板，所述两片挡风板固定设置在支撑平台的两侧，挡风板竖直布置。挡风板设置在换热管组的外侧，用于阻挡横切风吹入换热管组，保证换热效果。
如前所述，换热管倾斜设置利于冷凝水向下流向冷凝水收集管道，但换热管与水平方向的夹角过大，换热管与冷空气的接触面积会减小，不利于冷凝，如果换热管与水平方向的夹角过小，水流不畅，冷凝水滞留在换热管中容易造成堵塞，因此换热管与水平方向所组成的锐角范围为56°-66°。
与现有技术相比，本发明的有益之处在于：提供了一种鼓风吸风联合蒸汽冷凝系统，利用设置在低位的鼓风风机和设置在高位的吸风风机共同作用，使冷空气在蒸汽冷凝系统中均匀穿过，换热管与冷空气充分接触，减少换热面积，提高了冷凝效果。同时，吸风风机高位设置保证了冷空气流畅地进入蒸汽冷凝系统，能够节省蒸汽冷凝系统的建设成本，并削弱了横切风对蒸汽冷凝系统中冷空气流动的干扰，提高了蒸汽冷凝系统的稳定性。
附图说明
图1是本发明的主视图；
图2是本发明的俯视图；
图3是本发明中换热管组的主视图；
图4是本发明中换热管组的俯视图；
图5是本发明中换热管组矩阵排列的俯视图。
附图标记的含义：1-换热管组，2-蒸汽分配管道，3-冷凝水收集管道，4-鼓风风机，5-吸风风机，6-支撑座，7-支撑平台，8-风机立柱，9-换热管束，10-换热管，11-挡风板。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
本发明的实施例1：如图1或图2所示，鼓风吸风联合蒸汽冷凝系统包括四组换热管组1、四条平行布置的蒸汽分配管道2、八条冷凝水收集管道3、两台鼓风风机4、三台吸风风机5、支撑座6、支撑平台7和风机立柱8，换热管组1沿垂直于蒸汽分配管道2的方向排列，固定在支撑平台7上，支撑座6设于支撑平台7下方，起承重支撑作用。
如图3和图4所示，每组换热管组1包括两组换热管束9，每组换热管束9包括平行排列的6个换热管10，相邻换热管10之间的距离为50mm，换热管10为长条形圆管，倾斜固定于支撑平台7上，换热管10靠上的一端与蒸汽分配管道2连接，蒸汽由蒸汽分配管道2注入换热管10中，换热管10靠下的一端与冷凝水收集管道3连接，蒸汽在换热管10中降温冷凝，冷凝水沿倾斜向下的换热管10流入冷凝水收集管道3中，进行回收。
如图1所示，同一组换热管组1中的换热管10与同一条蒸汽分配管道2垂直连接，同一组换热管组1中的两组换热管束9组成一个夹角，夹角的顶点位于蒸汽分配管道2上。两台鼓风风机4分别设于两侧的蒸汽分配管道2的下方，且位于同一组换热管组1中两组换热管束9组成的夹角内，从下到上向换热管组1输送冷空气。吸风风机5设于两个相邻换热管组1之间的上方，由风机立柱8提供支撑，吸风风机5引导冷空气从下向上穿过换热管组1，与鼓风风机4同时工作，消除了换热管组1中的流动死区。同时，吸风风机5设置在高位，能够保证冷空气进气流畅，因此本实施例还降低了支撑座6的高度，用来节省建设成本。
本发明的实施例2：如图1或图2所示，鼓风吸风联合蒸汽冷凝系统包括四组换热管组1、四条平行布置的蒸汽分配管道2、八条冷凝水收集管道3、两台鼓风风机4、三台吸风风机5、支撑座6、支撑平台7、风机立柱8和两片挡风板11，换热管组1沿垂直于蒸汽分配管道2的方向排列，固定在支撑平台7上，支撑座6设于支撑平台7下方，起承重支撑作用。挡风板11垂直布置，挡风板11固定设置于支撑平台7的两侧侧，能够阻挡横切风吹入换热管组1，干扰冷空气流动，减弱横切风对冷凝过程的影响。
如图3和图4所示，每组换热管组1包括两组换热管束9，每组换热管束9包括平行排列的6个换热管10，相邻换热管10之间的距离为57mm，换热管10为长条形圆管，倾斜固定于支撑平台7上，换热管10靠上的一端与蒸汽分配管道2连接，蒸汽由蒸汽分配管道2注入换热管10中，换热管10靠下的一端与冷凝水收集管道3连接，蒸汽在换热管10中降温冷凝，冷凝水沿倾斜向下的换热管10流入冷凝水收集管道3中，进行回收。
如图1所示，同一组换热管组1中的换热管10与同一条蒸汽分配管道2垂直连接，同一组换热管组1中的两组换热管束9组成一个夹角，夹角的顶点位于蒸汽分配管道2上。两台鼓风风机4分别设于两侧的蒸汽分配管道2的下方，且位于同一组换热管组1中两组换热管束9组成的夹角内，从下到上向换热管组1输送冷空气。三台吸风风机5分别设于相邻换热管组1之间的上方，由风机立柱8提供支撑，吸风风机5引导冷空气从下向上穿过换热管组1，与鼓风风机4同时工作，消除了换热管组1中的流动死区。
本发明的实施例3：如图5所示，鼓风吸风联合蒸汽冷凝系统包括十二组换热管组1、四条平行排列的蒸汽分配管道2、八条冷凝水收集管道3、六台鼓风风机4、九台吸风风机5、支撑座6、支撑平台7、风机立柱8和两片挡风板11。十二组换热管组1组成一个3×4的矩阵，矩阵的行垂直于蒸汽分配管道2，矩阵的列平行于蒸汽分配管道2，换热管组1均固定在支撑平台7上，支撑座6设于支撑平台7下方，起承重支撑作用。两片挡风板11分别固定设置在支撑平台7的两侧，挡风板11垂直与水平面，能够阻挡横切风进入换热管组1，干扰冷空气流动，减弱横切风对冷凝过程的影响。
如图3和图4所示，每组换热管组1包括两组换热管束9，每组换热管束9包括平行排列的6个换热管10，相邻换热管10之间的距离为65mm，换热管10为长条形圆管，倾斜固定于支撑平台7上，换热管10靠上的一端与蒸汽分配管道2连接，蒸汽由蒸汽分配管道2注入换热管10中，换热管10靠下的一端与冷凝水收集管道3连接，蒸汽在换热管10中降温冷凝，冷凝水沿倾斜向下的换热管10流入冷凝水收集管道3中，进行回收。换热管10与水平方向所组成的锐角为60°，既能够保证换热管10与冷空气的接触面积，又便于冷凝水流出换热管10，进入冷凝水收集管道3进行收集。
如图5所示，同一组换热管组1中的换热管10与同一条蒸汽分配管道2连接，同一组换热管组1中的两个换热管束9组成一个夹角，夹角的顶点位于蒸汽分配管道2上。六台鼓风风机4成两列布置，每列三台鼓风风机4。成两列布置的鼓风风机4分别设置在最外侧的两条蒸汽分配管道2的下方，且每台鼓风风机4均位于两个换热管束9组成的夹角内，从下到上向换热管组1输送冷空气。吸风风机5设于两个相邻换热管组1之间的上方，成3×3的矩阵布置，由风机立柱8提供支撑，吸风风机5引导冷空气从下向上穿过换热管组1，与鼓风风机4同时工作，消除了换热管组1中的流动死区。
本发明的工作原理：本发明对传统的空冷式蒸汽冷凝系统的供冷方式进行了改进，由单纯的鼓风风机4送风，改为鼓风风机4和吸风风机5共同作用，改善了蒸汽冷凝系统中的流场分布，使原本冷空气难以到达的位置也能够充分换热，促进蒸汽冷凝。而且，传统的蒸汽冷凝系统中鼓风风机4设置在换热管10的下方，为了保证冷空气进气流畅，需要提高蒸汽冷凝系统的高度，但本发明中吸风风机5设置在换热管组1的上方，位置较高，能够保障外部冷空气流畅地进入蒸汽冷凝系统，因此，可以降低蒸汽冷凝系统的高度，节省了支撑座6的建造成本。进一步的，由于本发明降低了蒸汽冷凝系统的高度，横切风对系统的影响也随之降低，同时，本发明还增加了挡风板11，克服了横切风对蒸汽冷凝系统的影响，提高了蒸汽冷凝系统的稳定性。
Claims (7)
1.鼓风吸风联合蒸汽冷凝系统，其特征在于：包括若干组换热管组(1)、若干条平行布置的蒸汽分配管道(2)、冷凝水收集管道(3)、鼓风风机(4)、吸风风机(5)、支撑座(6)、支撑平台(7)和风机立柱(8)，所述每组换热管组(1)包括两组换热管束(9)，每组换热管束(9)包括若干平行排列的换热管(10)，换热管(10)为长条形圆管，倾斜固定于支撑平台(7)上，换热管(10)靠上的一端与蒸汽分配管道(2)连接，换热管(10)靠下的一端与冷凝水收集管道(3)连接；所述鼓风风机(4)设于换热管组(1)下方，吸风风机(5)设于换热管组(1)上方；所述风机立柱(8)一端与支撑平台(7)连接，风机立柱(8)的另一端与吸风风机(5)连接，所述支撑座(6)设于支撑平台(7)的下方。
2.根据权利要求1所述的鼓风吸风联合蒸汽冷凝系统，其特征在于：所述蒸汽分配管道(2)水平设置，同一组换热管组(1)中的换热管(10)均与同一条蒸汽分配管道(2)垂直连接，同一组换热管组(1)中的两组换热管束(9)组成一个角，角的顶点位于蒸汽分配管道(2)上。
3.根据权利要求2所述的鼓风吸风联合蒸汽冷凝系统，其特征在于：同一组换热管束(9)中的换热管(10)之间的距离为50mm-65mm。
4.根据权利要求2所述的鼓风吸风联合蒸汽冷凝系统，其特征在于：若干组换热管组(1)成矩阵排列，所述矩阵的行垂直于蒸汽分配管道(2)的轴线方向，矩阵的列平行于蒸汽分配管道(2)的轴线方向。
5.根据权利要求2所述的鼓风吸风联合蒸汽冷凝系统，其特征在于：所述鼓风风机(4)设于两侧的蒸汽分配管道(2)的下方，且鼓风风机(4)位于同一组换热管组(1)中两组换热管束(9)组成的夹角内；所述吸风风机(5)设于两个相邻的换热管组(1)之间的上方。
6.根据权利要求2所述的鼓风吸风联合蒸汽冷凝系统，其特征在于：还包括两片挡风板(11)，所述挡风板(11)固定设于支撑平台(7)的两侧，挡风板(11)竖直布置。
7.根据权利要求1所述的鼓风吸风联合蒸汽冷凝系统，其特征在于：所述换热管(10)与水平方向所组成的锐角为56°-66°。
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