CN111397432A - 一种可变角度旋转的间接空冷防冻导风模块组 - Google Patents

Abstract

本发明专利公开了一种可变角度旋转的间接空冷防冻导风模块组，包括可变角度旋转的防冻导风模块及其执行机构，所述防冻导风模块，沿间接空冷塔径向竖直布置，同时沿间接空冷塔周向在防冻导风模块组中等间距布置；所述防冻导风模块，由防冻导风单元构成，各防冻导风单元可在执行机构控制下，相对间接空冷塔径向最大偏转90°，偏转90°时，防冻导风模块组中相同径向位置的防冻导风单元构成围墙。本发明不仅可以在冬季严寒天气封闭冷却三角进风口，防止因温度过低导致冷却管束冻裂，还可在其他季节对环境风进行导流，适应环境风速风向变化，改善侧风条件下冷却三角单元空气流场结构，增强散热器的换热效果。

Description

一种可变角度旋转的间接空冷防冻导风模块组

技术领域

本发明属于火/核电站间接空冷领域，特别涉及一种可变角度旋转的间接空冷防冻导风模块组。

背景技术

间接空冷系统利用封闭的热交换器实现循环水与空气表面换热，具有节水省电、换热效率高、单位煤耗低等特点，在我国“富煤缺水”的西北地区逐渐得到越来越多的应用。由于间接空冷系统的工作特性，使其冷却效率明显受到环境气象条件的影响，尤其是环境侧风的影响。环境侧风产生的热回流率会导致空冷塔入口的冷空气温度升高、空冷塔的流动受阻，使得与循环水进行换热的风量减少从而引起循环水温度升高，汽轮机背压升高。根据风力不同，环境侧风对凝汽器背压的影响也不同，一般可能会升高5~20kpa，导致机组需降低负荷运行，使间接空塔冷却效率出现大幅度的下降，导致发电量明显降低，在冬季还易造成散热器换热管束出现冻结开裂现象。

中国申请专利，申请号：201610068825.6，公开了一种自然通风冷却塔空冷散热器防冻导流装置，该装置主要包括：所述空冷散热器进风口在自然通风冷却塔内水平或与倾斜布置，所述空冷散热器放置在进风口上，或与进风口呈一定夹角布置，所述防冻导流装置设置于自然通风冷却塔的塔筒底部的空冷散热器非进风区域，所述防冻导流装置对自然通风冷却塔的塔筒底部的进风进行调节。该发明装置虽然能降低空冷散热器内循环冷却水在冬季冻结的风险，然而该发明装置仅在冬季工况下起到防冻效果，然而夏季工况下对环境风的不利影响不能发挥作用。本发明专利一种可变角度旋转的防冻导风模块组，不仅可以在冬季工况下，阻断冷却三角单元进风，防止出现散热器换热管束冻结开裂现象，还能够适应环境风向风速的变换，对环境风起到导流作用，改善冷却三角单元两侧冷却柱受风不均问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现在技术尚存在的间接空冷防冻导风设施不能同时满足适应环境风向风速变化及冬季散热器换热管束易出现冻结开裂现象的问题，提供一种可变角度旋转的间接空冷防冻导风模块组，依据防冻导风模块组所处区域环境风的风速、风向等环境气象条件，通过执行机构将防冻导风模块组中的各防冻导风单元旋转-90°~90°，不仅可以在冬季工况下阻断防冻导风模块组所处区域的冷却三角进风通道，防止因温度过低导致冷却管束冻裂，还可以起到对环境风导流的作用，改善冷却三角单元内部空气流场结构。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种可变角度旋转的间接空冷防冻导风模块组，包括可变角度旋转的防冻导风模块及其执行机构，其特征在于：所述防冻导风模块，沿间接空冷塔径向竖直布置，同时沿间接空冷塔周向在防冻导风模块组中等间距布置；所述防冻导风模块，由防冻导风单元组成；所述防冻导风模块组中的所有防冻导风单元，由一个执行机构控制旋转，可相对间接空冷塔径向最大偏转90°；所述防冻导风单元旋转90°后，与相邻防冻导风模块相同径向位置的防冻导风单元构成围墙。

所述防冻导风单元模块组由1~16个防冻导风模块组成，每个防冻导风模块对应一个冷却三角单元。

所述防冻导风模块由1~8个防冻导风单元组成，所述防冻导风单元沿间接空冷塔径向依次向外竖直布置。

所述防冻导风单元旋转轴位于相邻两个冷却柱交点的径向延长线上。

所述防冻导风单元旋转轴在每个防冻导风单元上的位置相同，位于距防冻导风单元内端一定距离aL处，其中L为防冻导风单元径向长度，0≤a≤1。

所述防冻导风模块最内侧防冻导风单元径向长度

，其中l_s为一个冷却三角单元入口周向宽度。

所述驱动连接点在每个防冻导风单元上的位置相同，在防冻导风单元未布置旋转轴的内端、外端或在距防冻导风单元旋转轴一定距离d位置处，其中d的范围为0<d≤lmax，lmax为防冻导风单元旋转轴到内端距离aL和防冻导风单元旋转轴到外端距离(1-a)L中的较大者。

所述同一防冻导风模块组中的各防冻导风单元，由一个执行机构控制旋转，旋转角度在-90°到90°之间。

所述防冻导风模块组处于冬季严寒天气时，各防冻导风单元旋转90°或-90°，沿径向位置最内侧防冻导风单元可封闭相邻冷却三角单元入口。

所述防冻导风模块组处于春、夏、秋温度较高季节时，防冻导风单元的旋转角度由防冻导风模块组所在间接空冷塔相对位置及该处风速、风向共同确定，迎风侧中心位置防冻导风模块组中各防冻导风单元旋转角度为0°，由迎风侧向塔侧各防冻导风模块组中防冻导风单元旋转角度依次增加；由塔侧向背风侧各防冻导风模块组中防冻导风单元旋转角度依次减小。

与已有的技术相比，本发明的有益效果是：通过在间接空冷塔外设置可变角度旋转的防冻导风模块组，不仅可以在冬季严寒天气阻断冷却三角进风通道，防止因温度过低导致冷却管束冻裂，还可以适应环境风向风速的变化，改善侧风条件下冷却三角单元空气流场结构，提高冷却三角单元散热器的换热性能。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1为本发明一种可变角度旋转的间接空冷防冻导风模块组结构示意图。

图2为环境风条件下防冻导风模块组导风状态示意图。

图3为冬季严寒天气下防冻导风模块阻断冷却三角单元进风通道状态示意图。

图4为防冻导风单元旋转轴位于防冻导风单元中间某位置的防冻导风模块组结构示意图。

图5为防冻导风单元旋转轴位于防冻导风单元外端的防冻导风模块组结构示意图。

图6为一组防冻导风模块包含两个防冻导风单元，旋转轴位于相邻冷却柱外交点径向延长线上的防冻导风模块组示意图。

图7为一组防冻导风模块包含一个防冻导风单元，旋转轴位于相邻冷却柱外交点径向延长线上的防冻导风模块组示意图。

图8为防冻导风单元旋转轴位于相邻冷却柱内交点径向延长线上的导风防冻模块组结构示意图。

图9为一组防冻导风模块包含两个防冻导风单元，旋转轴位于相邻冷却柱内交点径向延长线上的导风防冻模块组结构示意图。

图10为一组防冻导风模块包含一个防冻导风单元，旋转轴位于相邻冷却柱内交点径向延长线上的导风防冻模块组结构示意图。

图11为冬季严寒天气环境风条件下间接空冷塔周围各防冻导风单元状态示意图。

图中：1-冷却三角；2-百叶窗；3-防冻导风模块；31、32、33、34-防冻导风单元；310-防冻导风单元内端；311-防冻导风单元外端；4-防冻导风单元旋转轴；5-执行机构；6-驱动杆；7-驱动连接点；8-间接空冷塔；9-防冻导风模块组；10-环境风。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1~10所示，一种可变角度旋转的间接空冷防冻导风模块组包括冷却三角1、防冻导风模块3、执行机构5，其中防冻导风模块3由31、32、33、34等若干防冻导风单元组成，各防冻导风单元可绕旋转轴4旋转。防冻导风单元旋转轴4布置于间接空冷塔8相邻两个冷却柱交点的径向延长线上，位于防冻导风单元内外端部或防冻导风单元上距内端aL处，其中L为防冻导风单元内外端间距，0<L<1。驱动杆6与各防冻导风单元31、32、33、34的连接点与各自旋转轴4之间的距离d相等，执行机构5控制该组防冻导风模块的各防冻导风单元31、32、33、34绕各自旋转轴4保持相同的角度旋转。

如图11所示，冬季严寒天气下，若环境风10为图中所示左侧来风，为防止气温过低导致冷却管束结冰，可根据环境气象条件及机组运行状态将某些防冻导风模块组9的各防冻导风单元转动90°，阻断其所在区域的冷却三角1的进风通道；而对于其他防冻导风模块组，可根据其所处区域的环境风的风速、风向将防冻导风单元旋转一定角度，使间接空冷塔周围区域的环境风发生偏转，从而优化冷却三角单元内部的空气流场结构，使两侧冷却柱受风更加均匀，改善散热器的换热效果。

实施例1 一组防冻导风模块包含四个防冻导风单元，旋转轴布置在相邻冷却柱外交点的径向延长线上，且位于防冻导风单元内端。

如图1所示，为各防冻导风单元沿间接空冷塔径向竖直布置状态，在春、夏、秋温度较高季节时，位于间接空冷塔迎风侧中心位置的防冻导风模块组可保持该状态，环境风的方向与各防冻导风单元平行，可直接通过防冻导风模块组区域以近似垂直角度通过百叶窗2进入冷却三角1，在冷却三角单元内形成均匀分布的空气流场，并取得较好的冷却效果。

如图2所示，为环境风条件下防冻导风模块组各防冻导风单元处于导风状态时的示意图。执行机构5通过驱动杆6带动防冻导风模块组各防冻导风单元绕各自旋转轴4旋转，根据防冻导风模块组所处区域环境风的风速和风向控制各防冻导风单元的旋转角度，使环境风发生偏转，从而有效调节冷却三角1内部空气流场，消除由于侧风条件导致的冷却三角单元内部气流漩涡及热风回流问题，使两侧受风更加均匀，改善其冷却效果。

如图3所示，为冬季严寒天气下防冻导风模块状态示意图。为避免冬季严寒天气运行时散热器管束出现结冰、冻裂等问题，防冻导风模块组内各防冻导风单元31、32、33、34可由执行机构5通过驱动杆6带动旋转90°，从而内侧防冻导风单元21可以阻断冷却三角1的进风通道，避免环境风进入冷却三角1，防止因温度过低导致冷却管束结冰，影响间接空冷系统安全运行。

实施例2 一组防冻导风模块包含四个防冻导风单元，旋转轴布置在相邻冷却柱外交点的径向延长线上，且位于防冻导风单元中部。

如图4所示，该结构的防冻导风模块组的防冻导风单元旋转轴4位于防冻导风单元中间位置，各防冻导风单元旋转轴4与防冻导风单元内端的间距为0.4L，且各防冻导风单元旋转轴与驱动连接点的距离相等，同样可实现由执行机构5通过驱动杆6带动各防冻导风单元绕各自旋转轴4在-90°~90°范围内以相同角度旋转，转动90°时，各防冻导风单元处于图中虚线所示位置，其中最内侧防冻导风单元21处于与百叶窗2平行状态，可阻断冷却三角1进风通道，解决冬季严寒天气下散热器防冻问题。

实施例3 一组防冻导风模块包含四个防冻导风单元，旋转轴布置在相邻冷却柱外交点的径向延长线上，且位于防冻导风单元外端。

如图5所示，该结构的防冻导风模块组的防冻导风单元旋转轴4位于防冻导风单元外端，其运行方式与旋转轴位于防冻导风单元内端或中间某一位置时类似，即由执行机构5通过驱动杆6控制各防冻导风单元以相同角度旋转，当转动90°时，各防冻导风单元处于图中虚线所示位置，每组防冻导风模块最内侧的防冻导风单元31首尾相接，在冷却三角1外侧形成一道屏障，阻止环境风进入冷却三角1，防止冷却管束冻裂。

实施例4 一组防冻导风模块包含两个防冻导风单元，旋转轴位于相邻冷却柱外交点径向延长线上。

如图6所示，一组防冻导风模块由31、32两个防冻导风单元组成，每组防冻导风单元沿沿间接空冷塔径向依次向外竖直布置，旋转轴4位于防冻导风单元上中间某位置，各防冻导风单元驱动连接点7与旋转轴4的距离d相等，可由控制机构5通过驱动杆6带动以相同角度旋转，当冬季严寒天气时转动90°，内侧防冻导风单元组成一道围墙，阻止环境风进入冷却三角1，防止冷却管束结冰。该结构减少了防冻导风单元个数，可降低执行机构的负荷。

实施例5 一组防冻导风模块包含一个防冻导风单元，旋转轴位于相邻冷却柱外交点径向延长线上。

如图7所示，一组防冻导风模块由一个防冻导风单元组成，防冻导风单元沿间接空冷塔径向竖直布置，旋转轴4位于防冻导风单元上中间某位置，各防冻导风单元驱动连接点7与旋转轴4的距离d相等，控制机构5通过驱动杆6带动各防冻导风单元以相同角度旋转，当冬季严寒天气时转动90°，达到冷却三角单元散热器防冻目的。该结构进一步减少了防冻导风单元个数，可有效降低执行机构负荷及耗电量。

实施例6 一组防冻导风模块包含四个防冻导风单元，旋转轴布置在相邻冷却柱内交点的径向延长线上。

如图8所示，该结构下防冻导风单元旋转轴位于相邻两个冷却柱内交点的径向延长线上，与实施例1~3相比，该结构的优势在于各防冻导风单元处于图中实线所示状态或在执行机构5通过驱动杆6控制下旋转一定角度时，不仅可以实现对环境风的导流，还可以起到均流作用，平衡冷却三角单元内部两侧的空气流量，使两侧冷却柱受风更加均匀，改善冷却效果。当各防冻导风单元旋转90°时，处于图中虚线所示状态，最内侧防冻导风单元31内外端部相连，围绕在冷却三角单元进风口外侧，阻断该区域冷却三角单元进风通道，防止因温度过低导致冷却管束结冰，保证系统稳定运行。

实施例7 一组防冻导风模块包含两个防冻导风单元，旋转轴位于相邻冷却柱内交点径向延长线上。

如图9所示，一组防冻导风模块由31、32两个防冻导风单元组成，各防冻导风单元旋转轴位于相邻冷却柱内交点的径向延长线上。当执行机构5通过驱动杆6带动各防冻导风单元旋转90°时，各防冻导风单元处于图中虚线所示位置，内侧防冻导风单元31依次连接围绕在冷却三角单元入口外侧，阻断冷却三角单元进风口，达到冬季严寒天气散热器防冻的目的；当各防冻导风单元处于图中实现所示状态或旋转角度小于90°时，各防冻导风单元在改变环境风向，对环境风进行导流的同时，还能起到均流作用，使冷却三角单元内部空气流场分布更加均匀。

实施例8 一组防冻导风模块包含一个防冻导风单元，旋转轴位于相邻冷却柱内交点径向延长线上。

如图10所示，一组防冻导风模块一个防冻导风单元组成，防冻导风单元旋转轴位于相邻冷却柱内交点的径向延长线上。执行机构5通过驱动杆6带动各防冻导风单元旋转90°时，各防冻导风单元状态如图中虚线所示，此时各防冻导风单元相互连接，在冷却三角单元外侧形成一道围墙，阻挡环境风进入冷却三角单元内部，防止冬季严寒天气冷却管束结冰；当各防冻导风单元处于图中实现所示状态或旋转角度小于90°时，各防冻导风单元同样可以实现导流和均流的作用，改善冷却三角单元空气流场结构。通过减少防冻导风单元个数，可以有效降低执行机构负荷，从而降低防冻导风模块组能耗。

本发明的可变角度旋转的防冻导风模块组，通过沿间接空冷的径向设置可变角度旋转的防冻导风，一方面在冬季严寒天气下可通过将各防冻导风单元旋转90°，阻断冷却三角的进风通道，防止因气温过低导致散热器管束结冰，影响系统的安全稳定运行；另一方面也可依据防冻导风模块组所在区域的环境风的风速风向调节防冻导风单元的旋转角度，改变间接空冷塔内外空气流场结构，改善部分扇段通风量，提高间接空冷塔的换热性能。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施方式的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施方式看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方案。

Claims (10)

1.一种可变角度旋转的间接空冷防冻导风模块组，包括可变角度旋转的防冻导风模块及其执行机构，其特征在于：

所述防冻导风模块，沿间接空冷塔径向竖直布置，同时沿间接空冷塔周向在防冻导风模块组中等间距布置；所述防冻导风模块，由防冻导风单元组成；所述防冻导风模块组中的所有防冻导风单元，由一个执行机构控制旋转，可相对间接空冷塔径向最大偏转90°；所述防冻导风单元旋转90°后，与相邻防冻导风模块相同径向位置的防冻导风单元构成围墙。

2.根据权利要求1所述的一种可变角度旋转的间接空冷防冻导风模块组，其特征在于：所述防冻导风单元模块组由1~16个防冻导风模块组成，每个防冻导风模块对应一个冷却三角单元。

3.根据权利要求1所述的一种可变角度旋转的间接空冷防冻导风模块组，其特征在于：所述防冻导风模块由1~8个防冻导风单元组成，所述防冻导风单元沿间接空冷塔径向依次向外竖直布置。

4.根据权利要求1所述的一种可变角度旋转的间接空冷防冻导风模块组，其特征在于：所述防冻导风单元旋转轴位于相邻两个冷却柱交点的径向延长线上。

5.根据权利要求1所述的一种可变角度旋转的间接空冷防冻导风模块组，其特征在于：所述防冻导风单元旋转轴在每个防冻导风单元上的位置相同，位于距防冻导风单元内端一定距离aL处，其中L为防冻导风单元径向长度，0≤a≤1。

6.根据权利要求1所述的一种可变角度旋转的间接空冷防冻导风模块组，其特征在于：所述防冻导风模块最内侧防冻导风单元径向长度

，其中l_s为一个冷却三角单元入口周向宽度。

7.根据权利要求1所述的一种可变角度旋转的间接空冷防冻导风模块组，其特征在于：所述驱动连接点在每个防冻导风单元上的位置相同，在防冻导风单元未布置旋转轴的内端、外端或在距防冻导风单元旋转轴一定距离d位置处，其中d的范围为0<d≤lmax，lmax为防冻导风单元旋转轴到内端距离aL和防冻导风单元旋转轴到外端距离(1-a)L中的较大者。

8.根据权利要求1所述的一种可变角度旋转的间接空冷防冻导风模块组，其特征在于：所述同一防冻导风模块组中的各防冻导风单元，由一个执行机构控制旋转，旋转角度在-90°到90°之间。

9.根据权利要求1所述的一种可变角度旋转的间接空冷防冻导风模块组，其特征在于：所述防冻导风模块组处于冬季严寒天气时，各防冻导风单元旋转90°或-90°，沿径向位置最内侧防冻导风单元可封闭相邻冷却三角单元入口。

10.根据权利要求1所述的一种可变角度旋转的间接空冷防冻导风模块组，其特征在于：所述防冻导风模块组处于春、夏、秋温度较高季节时，各防冻导风单元的旋转角度由防冻导风模块组所在间接空冷塔相对位置及该处风速、风向共同确定，迎风侧中心位置防冻导风模块组中各防冻导风单元旋转角度为0°，由迎风侧向塔侧各防冻导风模块组中防冻导风单元旋转角度依次增加；由塔侧向背风侧各防冻导风模块组中防冻导风单元旋转角度依次减小。

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