CN111595174A - 一种带有可分体旋转导风装置的直接空冷塔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有可分体旋转导风装置的直接空冷塔，包括双曲线形自然通风塔筒、由三角形换热器组成的直接空冷换热器和导风装置，导风装置包括导风模块组及其执行机构，导风模块组由竖直布置的分体导风模块和分体导风模块与空冷塔之间、相邻分体导风模块之间可使环境风通过并形成射流的射流间隙组成，其中靠近三角形换热器的分体导风模块内端位于相邻两冷却柱外端衔接面外侧；环境风条件下，执行机构可根据导风装置所处区域环境风风向、风速按导风模块组调整各分体导风模块旋转角度，在对迎风侧三角形换热器导风的同时，通过射流间隙射流消除分体导风模块背风侧旋涡，减小对背风侧三角形换热器的不利影响，系统提高直接空冷塔的冷却性能。

Description

一种带有可分体旋转导风装置的直接空冷塔

技术领域

本发明属于火/核电站自然通风直接空冷塔领域，特别涉及一种带有可分体旋转导风装置的直接空冷塔。

背景技术

自然通风直接空冷系统将空冷凝汽器直接布置在自然通风冷却塔内或采用类似自然通风间接空冷塔的冷却三角的垂直布置方式，既避免了机械通风直接空冷系统风机群的电能消耗和运行过程中产生的噪声，同时也避免了自然通风间接空冷系统以水作为中间冷却介质所需的水处理设备及对效率的影响，具有初期投资费用低、冷却效率高、节能环保、维修工作量小等优点；自然通风直接空冷技术借助空冷塔自然对流作用抽吸环境风，使空气流经空冷器凝汽器外表面，将空冷凝汽器内的汽轮机排汽冷却成水，凝结水再经凝结泵送回汽轮机的回热系统；环境风对于自然通风直接空冷塔的通风量、空冷塔和凝汽器中的空气流场具有重要影响，进而影响各凝汽器单元及其管束的散热量以及整个自然通风直接空冷系统的运行效率。

中国申请专利，申请号201210513332.0，公开了一种塔式直接空冷凝汽器及其塔式直接干冷系统，塔式直接干冷系统包括塔式直接空冷凝汽器，塔式直接空冷凝汽器设置于钢筋混凝土双曲线型冷却塔下部，若干冷凝单元环形布置，若干冷凝单元的配汽立管均连接蜗壳状蒸汽分配干管，若干冷凝单元的集气管均连接抽真空管路，钢筋混凝土双曲线型冷却塔内部设有十字状隔风板，所述塔式直接干冷凝汽器的上方在冷却塔环梁处设有钢筋混凝土斜挑板，收集管两侧各设有两个挂钩，玻璃钢挡风板通过所述挂钩活动安装于两个收集管之间，相邻冷凝单元的两排管束上盖有三角斜盖板；该发明通过在双曲线型冷却塔内部设置十字状隔风板，在一定程度上降低了空冷塔对环境风向的敏感性，但无法改变环境风条件下直接空冷塔侧风区域进风口进风量小的不足；本发明一种带有可分体旋转导风装置的直接空冷塔，其布置在直接空冷塔外的导风装置能够适应环境风向的变化，通过调整各导风模块组内分体导风模块的旋转角度，在实现导风的同时还能够借助射流间隙射流消除分体导风模块背风侧的旋涡，从而改善直接空冷塔及三角形换热器内部的空气流场，提高三角形换热器的换热效率，提升自然通风直接空冷塔的冷却性能。

发明内容

本发明的目的是为了克服现在技术尚存在的环境风对自然通风直接空冷塔的不利影响以及现有导风设施不能适应环境风向、导风设施背风侧易产生较大横向漩涡并对空冷塔周围空气流场带来不利影响的问题，提供了一种带有可分体旋转导风装置的自然通风直接空冷塔，通过在沿自然通风直接空冷塔周向在直接空冷塔进风口外侧均匀布置可分体旋转的导风装置，依据各导风装置所在区域环境风风向、风速，由执行机构控制对应导风模块组中各分体导风模块旋转一定角度，在对分体导风模块迎风侧三角形换热器导风的同时，借助分体导风模块与直接空冷塔之间、各导风模块之间的射流间隙射流，消除导风模块背风侧气流旋涡，改善直接空冷塔周围及内部的空气流场结构，提高直接空冷塔的冷却性能。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种带有可分体旋转导风装置的直接空冷塔，包括自然通风塔筒、直接空冷换热器和导风装置，其特征在于：所述自然通风塔筒为双曲线结构；所述直接空冷换热器由n _d 组塔筒外呈环形布置的三角形换热器组成，其中n _d 为整数且n _d =10~300；所述导风装置布置在三角形换热器外侧，沿直接空冷塔周向间隔n _l 个三角形换热器布置，其中n _l =1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18；所述导风装置由n _z 导风模块组及其执行机构组成，其中n _z =1，2，3；所述导风模块组由分体导风模块和射流间隙组成；所述分体导风模块沿空冷塔径向依次向外竖直布置，其中靠近三角形换热器的分体导风模块内端位于相邻两冷却柱外端衔接面外侧；所述射流间隙，为靠近三角形换热器的分体导风模块内端与相邻两冷却柱外端衔接面之间、相邻分体导风模块之间可使环境风通过并形成射流的间隙；所述导风模块组中分体导风模块的数量为m，m=1，2，3，4，5，6，7，8；所述分体导风模块为弧形、S形、Z形或平板形结构；所述分体导风模块均设有旋转轴；所述同一导风模块组中各分体导风模块，由同一执行机构控制旋转；所述执行机构与导风模块组一一对应。

所述三角形换热器由两个呈三角形布置的冷却柱构成，两个冷却柱之间通过配汽管道连接。

所述分体导风模块由设有通风孔的平板或波纹板或加肋板制成，通风孔孔径由靠近直接空冷塔进风口一侧向外逐渐减小。

所述分体导风模块与三角形换热器之间、各分体导风模块之间射流间隙的宽度d ₁为0.1~1m。

所述分体导风模块的旋转轴位于各分体导风模块内端、外端或距分体导风模块内端一定距离l _n 处，同一导风装置中各分体导风模块的旋转轴位于直接空冷塔同一条径向延长线上，其中l _n 的范围是0<l _n <L，L为分体导风模块内外端间距。

所述分体导风模块在竖直方向上分为1~5层。

所述执行机构为气动执行机构、电动执行机构或齿条齿轮传动机构。

所述气动执行机构或电动执行机构由电动机或旋转气缸、传动轴、驱动杆构成，驱动杆与各分体导风模块有分体导风模块驱动连接点，各分体导风模块驱动连接点到旋转轴的距离相同，二者间距d ₂的范围为0<d ₂≤l _max ，l _max 为分体导风模块旋转轴到内端距离l _n 和分体导风模块旋转轴到外端距离l _w 中的较大者。

所述齿条齿轮传动机构由电动机、齿条、齿轮构成，齿轮固定在各分体导风模块旋转轴下端，电动机直接与其中一个分体导风模块的齿轮联接，通过齿条带动导风模块组的其他分体导风模块共同转动。

所述一个导风模块组中各分体导风模块由一个执行机构控制保持相同角度旋转。

与已有的技术相比，本发明的有益效果是：一种带有可分体旋转导风装置的自然通风直接空冷塔，通过在自然通风直接空冷塔进风口外侧沿空冷塔周向等间距布置可分体旋转的导风装置，根据环境风风向、风速按导风模块组调整其各分体导风模块旋转角度，在实现导风的同时，通过分体导风模块与直接空冷塔进风口之间、各分体导风模块之间的射流间隙射流消除分体导风模块背风侧旋涡，有效减小分体导风模块导风对其背风侧空冷塔进风口附近区域流场的不利影响，从而系统精准地改变直接空冷塔周围及内部的空气流场结构，提高直接空冷塔的通风量，系统优化直接空冷塔流场结构，提高直接空冷塔的冷却性能。

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为带有可分体旋转导风装置的直接空冷塔结构示意图。

图2为具有两组导风模块组的可分体旋转导风装置结构示意图。

图3为具有两组导风模块组的可分体旋转导风装置在环境风向变化时各分体导风模块状态示意图。

图4为含有弧形分体导风模块和Z形分体导风模块的导风装置结构示意图。

图5为具有一组导风模块组，每组导风模块组含一个分体导风模块的导风装置结构示意图。

图6为含有弧形分体导风模块和S形分体导风模块，采用齿条齿轮传动机构作为执行机构的导风装置结构示意图。

图中，1-自然通风塔筒，2-直接空冷换热器，3-三角形换热器，4-冷却柱，5-冷却柱外端衔接面，6-导风装置，7-环境风，8-导风模块组，9-配汽管道，10-射流间隙，11-弧形分体导风模块，12-分体导风模块内端，13-分体导风模块外端；14-分体导风模块旋转轴；15-电动机或旋转气缸，16-传动轴，17-驱动杆，18-驱动连接点，19-Z形导风模块，20-S形导风模块，21-电动机，22-主动齿轮，23-齿条，24-从动齿轮。

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1~6所示，本发明一种带有可分体旋转导风装置的直接空冷塔包括自然通风塔筒1、直接空冷换热器2和导风装置5，直接空冷换热器2由10~300组三角形换热器3组成，三角形换热器3的两个冷却柱4之间通过配汽管道9连接，导风装置6布置在三角形换热器3外侧，沿直接空冷塔周向间隔相等数量的三角形换热器布置；导风装置6由导风模块组8及其执行机构组成，导风模块组8由分体导风模块和射流间隙10组成；各分体导风模块沿直接空冷塔径向依次向外竖直布置，其中靠近三角形换热器3的分体导风模块11与三角形换热器3之间以及各分体导风模块之间均留有可使环境风通过并形成射流的射流间隙10；每个可分体旋转的导风装置6含1~3个导风模块组8，每个导风模块组8含1~8个分体导风模块，分体导风模块为弧形、S形、Z形或平板形结构；各分体导风模块均设有旋转轴14，旋转轴14位于各分体导风模块内端12、外端13或距分体导风模块内端12一定距离l _n 处，其中l _n 的范围是0<l _n <L，L为分体导风模块内外端间距，且同一导风装置6中各分体导风模块的旋转轴14位于直接空冷塔同一条径向延长线上；同一导风模块组8中各分体导风模块由同一执行机构控制旋转，执行机构与导风模块组一一对应。

实施例1带有两组可分体旋转导风装置的直接空冷塔。

如图2所示，可分体旋转的导风装置布置于自然通风直接空冷塔三角形换热器3的外侧，其中含有两组导风模块组，靠近直接空冷塔的导风模块组由三个弧形分体导风模块11构成，外围的导风模块组由两个弧形分体导风模块11构成，各导风模块组8由各自对应执行机构分别控制；弧形分体导风模块11与三角形换热器3之间、各弧形分体导风模块11之间均留有可使环境风通过并形成射流的射流间隙10，射流间隙10的宽度d ₁为0.1~1m；执行机构为电动执行机构或气动执行机构，由电动机或旋转气缸15、传动轴16、驱动杆17构成，驱动杆17与各弧形分体导风模块11有驱动连接点18，各分体导风模块驱动连接点18到旋转轴14的距离相同，二者间距d ₂的范围为0<d ₂≤l _max ，l _max 为分体导风模块旋转轴14到内端12距离l _n 和分体导风模块旋转轴14到外端13距离l _w 中的较大者。

如图3所示，当环境风7的方向改变时，根据各导风装置所处区域环境风风向、风速由电动机或旋转气缸15通过传动轴16、驱动杆17控制分体导风模块11绕各自旋转轴14旋转一定角度，其中外侧导风模块组中各分体导风模块旋转角度大于内侧导风模块组内各分体导风模块旋转角度，从而能够增强导风装置对环境风的适应性，配合弧形分体导风模块11与直接空冷塔进风口之间、各弧形分体导风模块11之间的射流间隙射流消除弧形分体导风模块11背风侧旋涡，系统调节自然通风直接空冷塔周围的空气流场，改善直接空冷塔和三角形换热器内的空气流场结构，提高自然通风直接空冷塔的冷却特性。

实施例2带有由弧形分体导风模块和Z形分体导风模块构成的导风装置的自然通风直接空冷塔。

如图4所示，可分体旋转的导风装置布置于自然通风直接空冷塔三角形换热器3的外侧，其中含有一组导风模块组，导风模块组由两个弧形分体导风模块11和两个Z形分体导风模块19构成，弧形分体导风模块11与直接空冷塔三角形换热器3之间、各弧形分体导风模块11和Z形分体导风模块19之间均留有可使环境风通过并形成射流的射流间隙10；各分体导风模块旋转过程中，过Z形分体导风模块19内端的切线始终与过弧形分体导风模块11外端的切线平行，通过Z形分体导风模块19和弧形分体导风模块11的导流和引流作用，系统调节导风装置所在区域的空气流场，配合弧形分体导风模块11与三角形换热器3之间、各弧形分体导风模块11和Z形分体导风模块19之间的射流间隙射流来改善直接空冷塔周围的气流分布，增大直接空冷塔的通风量，提高三角形换热器及整个直接空冷系统的冷却效率。

实施例3带有含一个弧形分体导风模块的导风装置的自然通风直接空冷塔。

如图5所示，可分体旋转的导风装置布置于自然通风直接空冷塔三角形换热器3的外侧，该实施例中整个导风装置仅含一个弧形分体导风模块11，弧形分体导风模块11与直接空冷塔三角形换热器3之间留有可使环境风通过并形成射流的射流间隙10；环境风条件下，电动机或旋转气缸15可通过传动轴16、驱动杆17控制弧形分体导风模块11绕其旋转轴14旋转，在实现导风的同时，通过弧形分体导风模块11与直接空冷塔三角形换热器3之间的射流间隙射流，消除弧形分体导风模块11背风侧的气流旋涡，调节三角形换热器3进风口附近区域的空气流场，有效改善直接空冷塔和三角形换热器内的气流分布，从而三角形换热器的换热量，改善直接空冷塔的冷却效果。

实施例4带有含弧形分体导风模块和S形分体导风模块，采用齿条齿轮传动机构作为执行机构的导风装置的直接空冷塔。

如图6所示，可分体旋转的导风装置布置于自然通风直接空冷塔三角形换热器3的外侧，其中含有一组导风模块组，导风模块组由两个弧形分体导风模块11和一个S形分体导风模块20构成，弧形分体导风模块11与三角形换热器3之间、各弧形分体导风模块11和S形分体导风模块20之间均留有可使环境风通过并形成射流的射流间隙10；导风装置采用齿条齿轮传动机构作为执行机构，齿轮固定在各分体导风模块旋转轴14下端，电动机21与主动齿轮22联接，通过齿条23带动从动齿轮24旋转，从而实现控制各分体导风模块转动，各分体导风模块旋转过程中，过S形分体导风模块20内端的切线始终与过弧形分体导风模块11外端的切线平行；通过各分体导风模块的导风作用以及分体导风模块与直接空冷塔进风口之间、各分体导风模块之间的射流间隙射流改善三角形换热器进风口周围及自然通风直接空冷塔内的空气流场结构，从而提高直接空冷塔的冷却性能。

本发明一种带有可分体旋转导风装置的直接空冷塔，通过在自然通风直接空冷塔三角形换热器外侧设置可分体旋转的导风装置，依据导风装置所处区域的风速和风向，按导风模块组调整各分体导风模块旋转角度，在导风的同时，通过分体导风模块与直接空冷塔进风口之间、各分体导风模块之间的射流间隙射流消除分体导风模块背风侧旋涡，系统优化有效改善直接空冷塔及三角形换热器内部的空气流场结构，从而强化三角形换热器外空气与汽管束内汽轮机排汽的换热过程，提高直接空冷塔的冷却性能。

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案例的细节，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，均应将实施案例看作是示范性的，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，各实施例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式。

Claims (10)

1.一种带有可分体旋转导风装置的直接空冷塔，包括自然通风塔筒、直接空冷换热器和导风装置，其特征在于：

所述自然通风塔筒为双曲线结构；所述直接空冷换热器由n _d 组塔筒外呈环形布置的三角形换热器组成，其中n _d 为整数且n _d =10~300；所述导风装置布置在三角形换热器外侧，沿直接空冷塔周向间隔n _l 个三角形换热器布置，其中n _l =1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17，18；所述导风装置由n _z 导风模块组及其执行机构组成，其中n _z =1，2，3；所述导风模块组由分体导风模块和射流间隙组成；所述分体导风模块沿空冷塔径向依次向外竖直布置，其中靠近三角形换热器的分体导风模块内端位于相邻两冷却柱外端衔接面外侧；所述射流间隙，为靠近三角形换热器的分体导风模块内端与相邻两冷却柱外端衔接面之间、相邻分体导风模块之间可使环境风通过并形成射流的间隙；所述导风模块组中分体导风模块的数量为m，m=1，2，3，4，5，6，7，8；所述分体导风模块为弧形、S形、Z形或平板形结构；所述分体导风模块均设有旋转轴；所述同一导风模块组中各分体导风模块，由同一执行机构控制旋转；所述执行机构与导风模块组一一对应。

2.根据权利要求1所述的一种带有可分体旋转导风装置的直接空冷塔，其特征在于：所述三角形换热器由两个呈三角形布置的冷却柱构成，两个冷却柱之间通过配汽管道连接。

3.根据权利要求1所述的一种带有可分体旋转导风装置的直接空冷塔，其特征在于：所述分体导风模块由设有通风孔的平板或波纹板或加肋板制成，通风孔孔径由靠近直接空冷塔进风口一侧向外逐渐减小。

4.根据权利要求1所述的一种带有可分体旋转导风装置的直接空冷塔，其特征在于：所述分体导风模块与三角形换热器之间、各分体导风模块之间射流间隙的宽度d ₁为0.1~1m。

5.所述分体导风模块的旋转轴位于各分体导风模块内端、外端或距分体导风模块内端一定距离l _n 处，同一导风装置中各分体导风模块的旋转轴位于直接空冷塔同一条径向延长线上，其中l _n 的范围是0<l _n <L，L为分体导风模块内外端间距。

6.根据权利要求1所述的一种带有可分体旋转导风装置的直接空冷塔，其特征在于：所述分体导风模块在竖直方向上分为1~5层。

7.根据权利要求1所述的一种带有可分体旋转导风装置的直接空冷塔，其特征在于：所述执行机构为气动执行机构、电动执行机构或齿条齿轮传动机构。

8.根据权利要求7所述的一种带有可分体旋转导风装置的直接空冷塔，其特征在于：所述气动执行机构或电动执行机构由电动机或旋转气缸、传动轴、驱动杆构成，驱动杆与各分体导风模块有分体导风模块驱动连接点，各分体导风模块驱动连接点到旋转轴的距离相同，二者间距d ₂的范围为0<d ₂≤l _max ，l _max 为分体导风模块旋转轴到内端距离l _n 和分体导风模块旋转轴到外端距离l _w 中的较大者。

9.根据权利要求7所述的一种带有可分体旋转导风装置的直接空冷塔，其特征在于：所述齿条齿轮传动机构由电动机、齿条、齿轮构成，齿轮固定在各分体导风模块旋转轴下端，电动机直接与其中一个分体导风模块的齿轮联接，通过齿条带动导风模块组的其他分体导风模块共同转动。

10.根据权利要求1所述的一种带有可分体旋转导风装置的直接空冷塔，其特征在于：所述一个导风模块组中各分体导风模块由一个执行机构控制保持相同角度旋转。

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