CN112344762A - 一种间冷塔和间接空冷系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种间冷塔结构和间接空冷系统，包括：塔筒，顶部设置有主出风口，至少一个出风窗设置在所述塔筒高度中线的上侧；基部，环绕设置在所述塔筒底侧，沿周向设置有换热管束和进风通道，所述进风通道连通所述主出风口和所述出风窗。这样设置，增加了塔筒上的空气旁路出风口，在外界低温环境下或低负荷情况下，通过调整风窗开闭，使部分塔内热空气在塔顶以下出风窗位置流出空冷塔，减少从主出风口流出风量，有效降低整个间冷塔的抽力，减少进入间冷塔的空气量，从而降低系统整体换热能力，增强系统性能的调节能力，满足间冷塔在部分负荷、低负荷情况下的运行需要以及低温环境下的防冻要求。
Description
技术领域
本发明涉及冷却塔技术领域，具体涉及一种间冷塔和间接空冷系统。
背景技术
空冷系统包括直接空冷和间接空冷两种冷却方式，其中间接空冷是利用间接空冷塔(简称间冷塔)在进风口和出风口高度处的空气密度差产生的压力差，将换热管束中热水等热源的热量通过空气带到大气中，实现冷却循环水的目的。
间冷塔是发电厂或核电厂中重要的大型冷却设施，通常间冷塔在进风口位置会采用百叶窗来调节进入间冷塔中空气的进风量，对间冷塔空气动力性能、换热能力进行控制并进行防冻保护，但是随着火电厂或核电厂中对于发电出力对应的空冷系统换热能力在灵活性、不同负荷运行及深度调峰方面要求的提高，仅依靠百叶窗调节范围较小，难以实现对间冷塔换热冷却性能的有效调节。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有间冷塔换热性能调节能力不足的缺陷，从而提供一种间冷塔和间接空冷系统。
本发明提供一种间冷塔结构，包括：
塔筒，顶部设置有主出风口，至少一个出风窗设置在所述塔筒高度中线的上侧；
基部，环绕设置在所述塔筒底侧，沿周向设置有换热管束和进风通道，所述进风通道连通所述主出风口和所述出风窗。
出风窗上设置有调节挡板，适于控制所述出风窗的出风大小和出风方向。
调节挡板呈旋开设置，沿所述调节挡板的开启方向，所述调节挡板与所述出风窗间所呈夹角的开口朝向侧上方设置。
出风窗上还设置有：动力件，连接所述出风窗和所述调节挡板，适于驱动所述调节挡板运动；
限位开关，设置在所述出风窗的旋转轴位置，适于控制所述调节挡板的运动行程；
位置传感器，与所述限位开关和所述动力件通讯连接，适于检测所述调节挡板的开合角度。
若干所述出风窗沿同一高度的所述塔筒周向均匀设置。
多组所述出风窗沿不同高度在所述塔筒上设置。
塔筒呈钢结构设置，外侧设有金属蒙皮，调节挡板与所述蒙皮同材质设置。
出风窗为单开窗或百叶窗。
所述进风通道，其上设置有百叶窗，适于调节所述进风通道的进风量；
所述换热管束，与所述进风通道相邻设置，其上设置有散热翅片，所述换热管束呈三角形单元结构均匀分布在所述基部上。
本发明还提供一种间接空冷系统，包括上述的间冷塔结构。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的一种间冷塔结构，包括：塔筒，顶部设置有主出风口，至少一个出风窗设置在所述塔筒高度中线的上侧；基部，环绕设置在所述塔筒底侧，沿周向设置有换热管束和进风通道，所述进风通道连通所述主出风口和所述出风窗。
通过在塔筒侧向设置出风窗，一方面增加了塔筒上的空气旁路出风口，在外界低温环境下或低负荷情况下，通过调整风窗开闭，使部分塔内热空气在出风窗位置流出空冷塔，由于出风窗位置低于主出风口，该位置处外界空气密度相较主出风口位置较大，所以这样设置减小了塔身内外气体密度差，进而减少从主出风口流出风量，有效降低整个间冷塔的抽力，降低空气流过底部换热管束的流速，减少了进入间冷塔的冷却空气量，从而降低系统整体换热能力，增强系统性能调节能力，满足间冷塔在部分负荷、低负荷情况下的运行需要以及低温环境下的防冻要求。另一方面，至少将部分出风窗设置在塔筒的上部，外部高空位置空气密度较低，这样设置保证在出风窗位置处塔筒内外存在较大空气密度差，热气流能够以一定的流速流出筒体，保证气体分流的正常进行，实现系统换热冷却性能的有效调节。
2.本发明提供的间冷塔结构，所述出风窗上设置有调节挡板，适于控制所述出风窗的出风大小和出风方向。
通过设置调节挡板，在间冷塔高负荷运转或外部环境温度较高无防冻需求等情况下，通过调节挡板关闭或关小出风窗，调节出风大小，避免气体分流，保证冷却系统的高负荷运转，此外还可以通过控制出风窗的出风方向，使其与气流流出方向相同或存在部分干涉，进而控制出风窗的出风效率。
3.本发明提供的间冷塔结构，所述调节挡板呈旋开设置，沿所述调节挡板的开启方向，所述调节挡板与所述出风窗间所呈夹角的开口朝向侧上方设置。
呈旋开设置的调节挡板，结构简单，易于实现，此外由于进风通道设置在基部，主出风口设置在塔筒顶侧，沿进风方向，外界气体流入塔筒后的运动方向为弧形上升，当出风窗打开后，部分气体自塔筒底侧朝向出风窗方向运动，形成弯向出风窗的弧形出风轨迹，气体运动至出风窗后，会沿窗口侧上方排出，当调节挡板与出风窗间所呈夹角的开口朝向侧上方设置时，调节挡板既可以对流出塔筒的气体起到导流作用，也可以通过减小夹角进而阻挡部分气体，调节出风窗的出风效率和间冷塔的换热能力。
4.本发明提供的间冷塔结构，所述塔筒呈钢结构设置，外侧设有金属蒙皮，调节挡板与所述蒙皮同材质设置。
通过将调节挡板与蒙皮设置为同样的材质，这样设置使得间冷塔的蒙皮进行简易改造，即可作为调节挡板使用，降低了调节挡板的设置成本，简单高效，还可以同时实现出风窗的开设。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的实施例中提供的间冷塔结构的结构示意图；
附图标记说明：
1－塔筒；11－主出风口；12－出风窗；13－调节挡板；2－基部；21－换热管束；22－进风通道。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1所示，本实施例提供一种间冷塔结构，固定在地面上，包括塔筒1和基部2。
塔筒1的具体形式不作限制，满足冷却需要即可，可以为直筒形、双曲线形、锥形或复合型等，在本实施例中，塔筒1为双曲线塔型结构，塔筒1的顶部设置有呈圆形设置的主出风口11，沿塔筒1周向侧壁上设置有出风窗12，至少一个出风窗12设置在所述塔筒1高度中线的上侧；出风窗12的大小可以根据实际需要作出适应性调节，在本实施例中，与塔筒1架体上的四个三角形单元格大小近似。
基部2呈环形围绕设置在塔筒1的底侧，沿周向设置有换热管束21和若干进风通道22，换热管束21与进风通道22相邻，并设置在进风通道22的内侧，其上设置有散热翅片，换热管束21成型为冷却三角，均匀分布在基部2上。进风通道22连通主出风口11和出风窗12，其上设置有百叶窗，可以调节所述进风通道22的进风量。
间冷塔结构工作开始，外界气体通过进风通道22进入塔筒1中，并在经过换热管束21的过程中，对换热管束21中的热源进行冷却，气体升温并通过主出风口11排出间冷塔，由于间冷塔中已升温的气体与主出风口11外侧的气体存在密度差，形成了气体流动的压差动力，间冷塔中的气体在压差的作用下被抽离间冷塔，外界气体自进风通道22补充至塔筒1内，形成稳定的冷却循环。
通过在塔筒1侧向设置出风窗12，一方面增加了塔筒上的空气旁路出风口，在外界低温环境下或低负荷情况下，通过调整风窗开闭，使部分塔内热空气在出风窗12位置流出空冷塔，减少从主出风口11流出的风量，实现了间冷塔内气体的分流，由于出风窗12位置低于主出风口11，该位置处外界空气密度相较主出风口11位置较大，所以这样设置减小了塔身内外气体密度差，进而降低进风通道22位置处的塔筒1内外压差，有效降低整个间冷塔的抽力，进而降低空气流过底部换热管束21的流速，减少了进入间冷塔的冷却空气量，降低系统整体换热能力，增强系统性能调节能力，满足间冷塔在部分负荷、低负荷情况下的运行需要以及低温环境下的防冻要求。另一方面，至少将部分出风窗设置在塔筒的上部，外部空气密度较低，这样设置保证在出风窗位置处塔筒内外存在较大空气密度差，热气流能够以一定的流速流出筒体，保证气体分流的正常进行，实现系统换热冷却性能的有效调节。
在出风窗12上设置有调节挡板13，可以通过控制调节挡板13与出风窗12的形态或连接方式及打开幅度等因素来控制控制出风窗12的出风大小和出风方向。
通过设置调节挡板13，在间冷塔高负荷运转或外部环境温度较高无防冻需求等情况下，通过调节挡板13关闭或关小出风窗12，调节出风大小，避免气体分流，保证冷却系统的高负荷运转，此外还可以通过控制出风窗12的出风方向，使其与气流流出方向相同或存在部分干涉，进而控制出风窗12的出风效率。
在本实施例中，调节挡板13呈平板状，沿高度方向的下侧与出风窗12旋转连接，呈旋开门状设置，当调节挡板13的旋转开启时，调节挡板13与出风窗12间形成有夹角，该夹角的开口朝向出风窗12的侧上方。作为可变换的实施方式，调节挡板13还可以呈弧形设置，优化调节挡板13的引流效果。
在本实施例中呈旋开设置的调节挡板13，结构简单，易于实现，此外由于进风通道22设置在基部2，主出风口11设置在塔筒1顶侧，沿进风方向，外界气体流入塔筒1后的运动方向为弧形上升，当出风窗12打开后，部分气体自塔筒1底侧朝向出风窗12方向运动，形成弯向出风窗12的弧形出风轨迹，气体运动至出风窗12后，会沿窗口侧上方排出，当调节挡板13与出风窗12间所呈夹角的开口朝向侧上方设置时，调节挡板13既可以对流出塔筒1的气体起到导流作用，也可以通过减小夹角进而阻挡部分气体，调节出风窗12的出风效率和间冷塔的换热能力。
在出风窗12上还设置有动力件、限位开关和位置传感器。这样设置便于出风窗12的开闭及开启角度进行自动化设置或远程控制。
动力件为电机，设置在调节挡板13的旋转轴上，通过旋转轴连接出风窗12和调节挡板13，可以驱动调节挡板13沿旋转轴做旋转运动，作为可变换的实施方式，动力件也可以为电推杆、电缸或气缸等结构。
限位开关，设置在出风窗12的旋转轴位置，可以限制调节挡板13的旋转角度，在超出预设的旋转角度口控制动力件停止转动，或通过限位旋转轴的方式限制调节挡板13的旋转角度；
位置传感器，设置在调节挡板13上，与限位开关和动力件电连接，可以检测调节挡板13的开合角度。
在本实施例中，沿不同高度方向，在塔筒1上的出风窗12包括第一出风开窗和第二出风开窗，第一出风开窗高于第二出风开窗设置，且高于间冷塔高度中线。多个第一出风开窗沿同一高度在塔筒1周向均匀分布，多个第二出风开窗沿同一高度在塔筒1周向均匀分布，这样设置可以增加出风窗12的出风效率，便于操作人员对间冷塔的冷却效率做出更大范围的调节。
作为可变换的实施方式，第一出风开窗和第二出风开窗可以分别仅设置一个，或第一出风开窗和第二出风开窗中仅设置其中一个。
作为另一种可变换的实施方式，出风窗12可沿不同高度设置一组或多组。
作为另一种可变换的实施方式，出风窗12可以沿塔筒1周向呈非均匀设置。
在本实施例中，塔筒1为钢架结构，由若干三角状钢结构单元构成，外侧设有金属蒙皮，调节挡板13与蒙皮同材质设置。通过将调节挡板13与蒙皮设置为同样的材质，这样设置使得间冷塔的蒙皮可以沿塔筒1周侧一体成型，再进行简易改造，即可作为调节挡板13使用，降低了调节挡板13的设置成本，简单高效，还可以同时实现出风窗12的开设。
作为可变换的实施方式，调节挡板13和出风窗12可以单独设置，并与蒙皮非同材质设置。
在本实施例中，出风窗12为单开窗，仅存在单个出风口，这样设置简单易行，便于调节挡板13的设置，作为可变换的实施方式，出风窗12可以设置为百叶窗，若干小型调节挡板13与出风窗12一体成型。
本实施例还提供一种间接空冷系统，具体形式不做限制，可以为混合式凝汽器间接空冷系统或表面式凝汽器间接空冷系统，包括上述的间冷塔结构。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种间冷塔结构，其特征在于，包括：
塔筒(1)，顶部设置有主出风口(11)，至少一个出风窗(12)设置在所述塔筒(1)高度中线的上侧；
基部(2)，环绕设置在所述塔筒(1)底侧，沿周向设置有换热管束(21)和进风通道(22)，所述进风通道(22)连通所述主出风口(11)和所述出风窗(12)。
2.根据权利要求1所述的间冷塔结构，其特征在于，所述出风窗(12)上设置有调节挡板(13)，适于控制所述出风窗(12)的出风大小和出风方向。
3.根据权利要求2所述的间冷塔结构，其特征在于，所述调节挡板(13)呈旋开设置，沿所述调节挡板(13)的开启方向，所述调节挡板(13)与所述出风窗(12)间所呈夹角的开口朝向侧上方设置。
4.根据权利要求3所述的间冷塔结构，其特征在于，所述出风窗(12)上还设置有：
动力件，连接所述出风窗(12)和所述调节挡板(13)，适于驱动所述调节挡板(13)运动；
限位开关，设置在所述出风窗(12)的旋转轴位置，适于控制所述调节挡板(13)的运动行程；
位置传感器，与所述限位开关和所述动力件通讯连接，适于检测所述调节挡板(13)的开合角度。
5.根据权利要求1－4任一项所述的间冷塔结构，其特征在于，若干所述出风窗(12)沿同一高度的所述塔筒(1)周向均匀设置。
6.根据权利要求5所述的间冷塔结构，其特征在于，多组所述出风窗(12)沿不同高度在所述塔筒(1)上设置。
7.根据权利要求6所述的间冷塔结构，其特征在于，所述塔筒(1)呈钢结构设置，外侧设有金属蒙皮，调节挡板(13)与所述蒙皮同材质设置。
8.根据权利要求1所述的间冷塔结构，其特征在于，所述出风窗(12)为单开窗或百叶窗。
9.根据权利要求1所述的间冷塔结构，其特征在于，
所述进风通道(22)，其上设置有百叶窗，适于调节所述进风通道(22)的进风量；
所述换热管束(21)，与所述进风通道(22)相邻设置，其上设置有散热翅片，所述换热管束(21)呈三角形单元结构均匀分布在所述基部(2)上。
10.一种间接空冷系统，其特征在于，包括权利要求1－9任一项所述的间冷塔结构。
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