CN1831459A - 从任意方向引导直接空冷凝汽器风机进风的导流装置 - Google Patents

Abstract

一种能在任何风向和风速情况下，都有利于将冷风导入空冷凝汽器边缘风机入口，改善有风情况下空冷岛整体性能的电站汽轮机用直接空冷凝汽器导风装置，它是一种通过试验和计算确定形成的各种形式的弯风筒或曲面导风板。

Description

从任意方向引导直接空冷凝汽器风机进风的导流装置

所属技术领域

本发明涉及一种用冷却空气使与其交叉流动的电站汽轮机排出的低参数蒸汽凝结成饱和水的换热器-直接空冷凝汽器风机的进风设施。特别是有从任意方向引导进风的入口导流装置。

技术背景

目前，公知的电站汽轮机直接空冷凝汽器基本换热单元风机的风筒为相同规格的带渐扩喇叭口垂直向下开口的的直风筒，采用这种风筒存在的问题是空冷岛风机阵列在有横向风时迎风面边缘风机进风量受横向风影响严重降低，甚至出现倒灌热风现象，使换热单元工作效率极其低下。

发明内容

为了克服现有的电站汽轮机直接空冷凝汽器风机阵列边缘风机进风量受横向风严重影响的问题，本发明提供一种用于边缘风机(不限于边缘风机)的弯风筒，即从任意方向引导风机进风的导流装置。该风筒在不明显影响空冷岛中布置在边缘风机内部风机进风量的情况下，显著的提高了有横风情况下迎风面边缘风机的进风量，计算流体力学数值模拟结果表明，整个空冷岛风机阵列总的进风量显著提高，从而提高了空冷凝汽器的效率和能力。

通过空冷凝汽器单个单元的缩小模型试验表明风机性能对风机进口边界的气流条件非常敏感，在没有平行于风机平面的横向风影响时，风机所提供的压头全部用于把静止的空气吸入空冷单元；当有横向风时，风机提供的压头要有一部分用来克服气流横向运动的动能，使气流转弯流入空冷单元，不仅如此，在风筒内背风的一侧还会形成漩涡，造成能量的损失。于是，在有横风时风机进风量会急剧下降，甚至不进风。

通过计算流体力学方法对空冷岛及较大范围的周边环境进行数值模拟发现，在有风情况下空冷岛边缘风机的进风条件极为恶劣，由于风墙导下大量的冷空气作用使采用公知垂直向下开口直风筒的边缘风机进口气流向斜下方流动，风机将耗费更大的功来克服空气原有的惯性将其吸入空冷单元。某一风速下的计算的结果表明边缘风机进风量仅为其余风机平均进风量的10％左右。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：延长空冷岛边缘风机的风筒，延长的部分采用弯曲的风筒，风筒的吸风口朝向空冷岛的外边，弯曲的角度应根据具体情况确定，大致向公知垂直向下开口风筒轴向向周边合适的方向旋转30°～120°之间。这样做不仅使边缘风机的吸风口迎着流线方向，而且起到了一定的导流作用，也为第二排风机进风条件的改善起到积极的作用。

空冷岛边缘风机加装弯风筒时，计算流体力学方法模拟结果表明，在某一风向、风速下，空冷岛平行于风向的边缘的风机吸风口仍然平行于气流流线，因此进风量不会因为加装弯风筒而相对原来的直风筒而降低，空冷岛背风面边缘风机在加装了弯风筒时的进风量相对原来的直风筒降低很少，迎风面边缘风机进风量相对提高近400％，空冷岛总冷却风量有明显提高。在无风情况下，加装弯风筒与否空冷岛冷却风进风量改变不大。

本发明在任何工况不恶化空冷岛整体性能的条件下，解决了有横向风时空冷岛边缘风机性能低下、进风量不足的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

这里介绍三种典型的实施例：圆形旋转曲面弯风筒(图1)、方形旋转曲面弯风筒(图2)、广义曲面弯风筒(曲面导风板)(图3)。

图1是本发明的空冷岛边缘两个基本换热单元圆形旋转曲面弯风筒的三维结构示意图。该弯风筒布置于整个空冷岛边缘风机的进口。在靠近汽机房一侧，如果由于其他结构物的存在不能布置该弯风筒，则只在其他三个面布置该弯风筒。在风机阵列的四个角上的风机弯风筒吸风口朝向和相邻弯风筒朝向相差45°。风墙采用有利于风扇吸风的曲面风墙7、8。

图1中：1蒸汽分配管，2换热器管束，3风扇轮缘(风筒直段)，4圆形旋转曲面弯风筒，5风筒间连接板，6喇叭口，7曲面风墙，8直风墙。其中风筒间连接板可以略去不要。

图2是本发明弯风筒的另一种典型形式：方形旋转曲面弯风筒，这种形式的弯风筒和圆形曲面弯风筒采用同样的原理和整体布置，风扇轮缘部分的圆形风筒和方形旋转曲面弯风筒之间的连接采用方圆节形式，即图中的4。风墙采用有利于风扇吸风的曲面风墙6、7。

图2中：1蒸汽分配管，2换热器管束，3风扇轮缘(风筒直段)，4方圆节，5方形旋转曲面弯风筒，6曲面风墙，7直风墙。

图3是本发明弯风筒在利用其导风原理的基础上的一种退化形式，我们称之为广义曲面弯风筒(曲面导风板)，该广义曲面风筒可以在边缘风机的内侧一排，也可以依次向空冷岛中心布置多排，该曲面可以采用任意适当形式的二次曲面，其长度可以根据空冷岛的总体布局和数值模拟结论确定。

图3中：1蒸汽分配管，2风墙，3风扇轮缘(风筒直段)，4广义曲面弯风筒(曲面导风板)。

具体实施方式

对于圆形曲面弯风筒，在原有风筒3的基础上，加装弯风筒4和喇叭口5，喇叭口朝向利于进风的方向，弯风筒旋转的角度要根据具体情况确定，确定的原则是在工程量尽可能少和可实现的情况下，使风筒处于迎风位置时进口喇叭口迎着流线方向。

在实施中，也可将外边缘风机相邻的内侧第二排风筒加以类似改进，只是弯风筒的转角要比最外缘风筒小。

对于方形曲面旋转弯风筒，其布置和圆形曲面弯风筒相同，方形旋转曲面的通流面积应和风机的性能相匹配，保证有足够的风流进风扇。方圆节采用八块和风筒相同或其他材料制成，具体作法可参照相关手册。

对于广义曲面弯风筒(曲面导风板)可以在边缘风机的内侧一排，也可以依次向空冷岛中心布置多排，该曲面可以采用任意适当形式的二次曲面，其长度可以根据空冷岛的总体布局和数值模拟结论确定。两个导风板在空冷岛角上的交接处的连接可采用相贯、圆滑过度或其他适当形式。

根据这种导风的思想，也可以采用具有上述呈弯风筒形式的各种结构变形实现这一目的。

Claims (9)

1.一种电站汽轮机用直接空冷凝汽器基本换热单元风机入口进风导流装置，其特征是：空冷岛风机采用吸风口朝向风机轴向以外适当方向的弯风筒。

2.根据权利要求1所述的风筒，其特征是：弯风筒转弯的角度要根据具体情况计算确定，大致向公知垂直向下开口风筒轴向向周边合适的方向旋转30°～120°之间。

3.根据权利要求1所述的风筒，其特征是：弯风筒的壁面采用圆形、椭圆、长方形、正方形或其他适合工程应用形状的旋转曲面或能够适应所在区域气体流线的恰当流道形状。

4.根据权利要求1所述的风筒，其特征是：也可以用具有上述呈弯风筒形式的导流装置的各种变形实现这一目的，如可将弯风筒退化成对边缘一排或一列的整体曲面导风板(即说明书中的广义曲面弯风筒，见说明书附图3)。

5.根据权利要求1、4所述的风筒，其特征是：弯风筒吸风口轴向朝向空冷岛外边或根据当地气象条件确定的其他有利于风机吸风的方向。

6.根据权利要求1、4所述的风筒，其特征是：弯风筒可以用金属、非金属等适当材料构成。

7.根据权利要求1、4所述的风筒，其特征是：弯风筒上缘与风墙做有益于风机进风的连接。

8.根据权利要求1所述的风筒，其特征是：将弯该风筒安装在空冷岛边缘的风机入口，也可将外边缘风机相邻的内侧第二排风筒加以类似改进，只是弯风筒的转角要比最外缘风筒小。

9.根据权利要求4所述的风筒，其特征是：该导风板可以在边缘风机的内侧一排，也可以依次向空冷岛中心布置多排，该曲面可以采用任意适当形式的二次曲面，其长度可以根据空冷岛的总体布局和数值模拟结论确定。两个导风板在空冷岛角上的交接处的连接可采用相贯、圆滑过度或其他适当形式。

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