CN206399279U - 海勒式间接空冷防冻监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种海勒式间接空冷防冻监测装置，包括：用于检测出水联箱的外壁温度的温度传感器；与温度传感器信号连接的采集器；与采集器信号连接的数据处理模块。本实用新型公开的海勒式间接空冷防冻监测装置，利用温度传感器检测出水联箱的外壁温度，间接获得整个冷却柱内循环水的最低温度，若温度传感器检测到的温度值能够保证换热管束不结冰时，则能够保证冷却柱的整个换热管束都不会结冰，从而提高了监测的可靠性；同时，利用温度传感器检测出水联箱的外壁温度，使得施工作业方式为地面作业，大大降低了安装和维修难度；还可有效的减少测点数量，同时保证测量的精度，降低施工作业难度。

Description

海勒式间接空冷防冻监测装置

技术领域

本实用新型涉及间接空冷防冻技术领域，更具体地说，涉及一种海勒式间接空冷防冻监测装置。

背景技术

发电厂空冷系统分为直接空冷系统和间接空冷系统两种，间接空冷系统又分为哈蒙式间接空冷系统和海勒式间接空冷系统(混合式间接空冷系统)。海勒式间接空冷系统，是汽轮机排汽在凝汽器中与喷射成水膜的循环水直接接触凝结，进行混合式换热。其中，冷却三角结构是换热基本单元，布置在海勒式间接空冷塔的外围底部圆周上。

上述冷却三角结构包括两个冷却柱11和一个百叶窗12，如图1所示。冷却柱11包括：换热管束、上联箱111和下联箱112，其中，换热管束包括上升管束118和下降管束117、下联箱112内有一隔板，隔板将下联箱112沿X向(冷却柱11的宽度方向)均分为进水联箱116和出水联箱115，进水联箱116具有入口113，出水联箱115具有出口114，进水联箱116与上升管束118相连，出水联箱115与下降管束117相连，如图2所示。

为了运行调节方便，将冷却三角结构分成若干组，每组设有进水母管和出水母管，进水母管和出水母管上均装有电动阀和放水阀。由于每组冷却三角结构在塔外围呈扇形布置，故简称冷却扇形段，从凝汽器来的循环水分别进入各冷却扇形段下部的环形热水管。系统正常运行时，环形热水管中的热循环水从入口113连接短管进入冷却柱11的进水联箱116，经上升管束117到达上联箱111，然后经下降管束117(空冷塔外侧)流至出水联箱115，最后经出口114进入冷却柱11下部的环形冷水管，形成双流程；冷空气由空冷塔外侧穿过各冷却柱11的换热管束，将换热管束散出的热量带走，再经空冷塔排至大气，从而达到循环冷却。

空冷系统与气候条件密切相关，特别是冬季气温低，冷却柱11内的循环水可能会出现过度冷却，达到水的冰点，造成换热管束冰冻、爆管等问题，影响空冷系统的安全经济运行。因此，需要对换热管束的换热状态进行在线监测，并根据其温度分布状况，及时合理调整百叶窗12的百叶开度，以及循环水的进水温度，避免换热管束发生冻裂事故。

目前，间接空冷系统普遍在冷却扇形段的进水母管和出水母管上安装温度传感器，但是，由于间接空冷散热器尺寸庞大，冷却扇形段的跨度较大，导致同一扇形段的两个冷却三角结构可能处在完全不同的气象条件下，不能保证每个冷却三角结构都不会出现结冰冻裂的问题；或者在冷却柱11靠近百叶窗12一侧的下降管束117上，沿Z向(冷却柱11的高度方向)等距安装多个温度传感器，但是，由于冷却柱11的尺寸较大，只能沿冷却柱11的高度方向布置几排测点，各排测点之间的距离仍然较大，不能保证监测点下游的换热管束不会出现结冰冻裂的问题。

因此，如何合理布置温度传感器，以提高监测的可靠性，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种海勒式间接空冷防冻监测装置，以提高监测的可靠性。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种海勒式间接空冷防冻监测装置，包括：

用于检测出水联箱的外壁温度的温度传感器；

与所述温度传感器信号连接的采集器；

与所述采集器信号连接的数据处理模块。

优选地，所述温度传感器用于设置在所述出水联箱的底部。

优选地，所述温度传感器至少为两个，且所述温度传感器用于沿所述出水联箱的长度方向设置。

优选地，所述温度传感器用于设置在所述出水联箱与下降管束相连的接口处区域。

优选地，所述温度传感器通过粘接或压片固定在所述出水联箱的外壁。

优选地，上述海勒式间接空冷防冻监测装置还包括绝热层，所述绝热层外罩于所述温度传感器、以及所述温度传感器与所述出水联箱的连接结构。

优选地，所述温度传感器为数字温度传感器，所述数据处理模块为计算机。

优选地，所述采集器的第一接口具有第一连接线，所述第一连接线具有至少两个第一支线，所述第一支线上连接有至少两个所述温度传感器；所述采集器的第二接口具有与所述数据处理模块信号连接的第二连接线。

优选地，所述采集器至少为两个，且用于沿空冷塔的周向分布。

由冷却柱结构和循环水的流动路径可知，冷空气的换热量随循环水流过换热管束长度的增加而增加，相应地，循环水的温度随循环水流过换热管束的长度的增加而降低。因此，出水联箱内循环水的温度最低。而本实用新型提供的海勒式间接空冷防冻监测装置，利用温度传感器检测出水联箱的外壁温度，间接获得整个冷却柱内循环水的最低温度，若温度传感器检测到的温度值能够保证换热管束不结冰时，则能够保证冷却柱的整个换热管束都不会结冰，从而提高了监测的可靠性。

同时，本实用新型提供的海勒式间接空冷防冻监测装置，利用温度传感器检测出水联箱的外壁温度，使得施工作业方式为地面作业，大大降低了安装和维修难度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的冷却三角结构的结构示意图；

图2为图1中冷却柱的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的海勒式间接空冷防冻监测装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的海勒式间接空冷防冻监测装置中温度传感器的安装示意图；

图5为本实用新型实施例提供的海勒式间接空冷防冻监测装置的安装示意图。

图1-图5中：

11为冷却柱、111为上联箱、112为下联箱、113为入口、114为出口、115为出水联箱、116为进水联箱、117为下降管束、118为上升管束、12为百叶窗、21为冷却柱、211为出水联箱、212为入口、213为出口、22为温度传感器、23为第一连接线、231为第一支线、24为采集器、25为第一光猫、26为第二光猫、27为服务器、28为分布式控制系统。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图3-5所示，本实用新型实施例提供的海勒式间接空冷防冻监测装置，包括：温度传感器22，采集器24，和数据处理模块；其中，温度传感器22用于检测出水联箱211的外壁温度；采集器24与温度传感器22信号连接；数据处理模块与采集器24信号连接。

管壁外表面与管内的循环水温度之差主要取决于管内对流传热系数的大小，而一般工作状况下，水对管壁的对流换热系数很大，故壁面温度与水温之差也不大，一般在5℃之内，且水温大于管壁温度。因此可以通过测量外壁面温度来反映循环水的温度的变化情况，经过换热修正后，亦可以根据外壁面的温度计算循环水的温度。对本实用新型而言，在出水联箱211的外壁上安装温度传感器22测得壁温，来实现对下降管束出口端水温变化的监测，只要保证壁温大于冰点温度，即可保证换热管束内的循环水不结冰，实现换热管束冬季防冻监测的目的。

由冷却柱结构和循环水的流动路径可知，冷空气的换热量随循环水流过换热管束长度的增加而增加，相应地，循环水的温度随循环水流过换热管束的长度的增加而降低。因此，出水联箱211内循环水的温度最低。而本实用新型实施例提供的海勒式间接空冷防冻监测装置，利用温度传感器22检测出水联箱211的外壁温度，间接获得整个冷却柱21内循环水的最低温度，若温度传感器22检测到的温度值能够保证换热管束不结冰时，则能够保证冷却柱21的整个换热管束都不会结冰，从而提高了监测的可靠性。

同时，本实用新型实施例提供的海勒式间接空冷防冻监测装置，利用温度传感器22检测出水联箱211的外壁温度，使得施工作业方式为地面作业，大大降低了安装和维修难度；而且，一个温度传感器22的温度能反映相邻数个下降管束的出口平均水温，因此该方案可有效的减少测点数量，同时保证测量的精度，降低施工作业难度。

需要说明的是，冷却柱21包括换热管束、上联箱和下联箱，其中，换热管束包括上升管束和下降管束、下联箱内有一隔板，隔板将下联箱沿X向(冷却柱21的宽度方向)均分为进水联箱和出水联箱211，进水联箱具有入口212，出水联箱211具有出口213，进水联箱与上升管束相连，出水联箱211与下降管束相连。循环水自入口212进入进水联箱，然后经进水联箱进入上升管束，自上升管束进入上联箱，然后自上联箱进入下降管束，再经下降管束进入出水联箱211，最后经出水联箱211的出口213排出。

优选地，温度传感器22用于设置在出水联箱211的底部。这样，方便了安装，也便于检测温度，可进一步提高监测可靠性。

上述海勒式间接空冷防冻监测装置中，温度传感器22的数目可根据实际需要进行设置，本实用新型实施例对此不做限定。为了实现多个点进行监测，优先选择温度传感器22至少为两个，且择温度传感器22用于沿出水联箱211的长度方向设置。可以理解的是，出水联箱211的长度方向即为冷却柱21的长度方向，出水联箱211的长度方向垂直于进水联箱和出水联箱211的分布方向，也垂直于冷却柱21的高度方向。

当然，也可选择温度传感器22以其他方式进行分布，例如，沿冷却柱21的宽度方向分布，并不局限于上述实施例。

上述海勒式间接空冷防冻监测装置中，还可选择温度传感器22用于设置在出水联箱211与下降管束相连的接口处区域，并不局限于上述实施例。

需要说明的是，接口处区域包括：接口处、和接口处外围的位置。具体地，接口处区域为出水联箱211的顶板。

上述温度传感器22的设置方式，可根据实际需要进行选择。为了保证稳固性，优先选择上述温度传感器22的设置方式为固定设置。为了方便安装和拆卸，还可选择可拆卸地固定设置，具体的，温度传感器22用于可拆卸地固定于出水联箱211的外壁。

为了提高温度传感器22的检测可靠性，优先选择温度传感器22的设置方式为粘接。具体地，温度传感器22用于通过粘接设置在水联箱211的外壁。

当然，也可选择温度传感器22的设置方式为其他，例如通过紧固件、或者压片等连接件进行固定等，并不局限于上述实施例。

进一步地，上述温度传感器22的感温部的设置方式为通过导热性能好的粘胶粘接。具体地，温度传感器22的感温部用于通过导热性能好的粘胶粘接设置在出水联箱211的外壁。这样，可减少导热热阻，降低测量误差。

上述导热性能好的粘胶可为硅胶，即上述温度传感器22的感温部用于通过硅胶粘接设置在出水联箱211的外壁。

上述粘胶也可为其他类型的粘胶，只要保证导热性能即可。

为了提高温度传感器22的稳固性，还可利用其他粘胶来加固温度传感器22。即温度传感器22采用两种粘胶粘结：首先通过导热性能好的硅胶使温度传感器22与待安装外壁粘结，之后再在温度传感器22外部用粘结强大的粘胶将温度传感器22与外壁固定。其中，导热性能好的硅胶为一种粘胶，粘结强大的粘胶为另一种粘胶。

优选地，上述海勒式间接空冷防冻监测装置还包括绝热层，该绝热层外罩于温度传感器22、以及温度传感器22与出水联箱211的连接结构。

上述海勒式间接空冷防冻监测装置，通过绝热层减少温度传感器22的表面与环境的散热损失，提高了测量精度，进而提高了监测精度。

上述绝热层可为一层，也可为至少两层，具体根据实际需要进行选择，本实用新型实施例对此不做限定。

上述绝热层的材料为绝热保温层，在应用过程中根据实际需要进行选择，本实用新型实施例对此不做限定。

上述海勒式间接空冷防冻监测装置，对于温度传感器22的类型，可根据实际需要进行选择。为了便于检测温度，以及提高监测可靠性，优先选择温度传感器22为数字温度传感器。

优选地，上述温度传感器22为铠装温度传感器。

为了方便设置线路，上述数字温度传感器的接口为单线接口。进一步地，温度传感器22为DS18B20。该DS18B20具有独特的单线接口，连接时仅需要一条接口线即可实现与采集器24的双向通讯。DS18B20的温度测量范围为-55℃～+125℃，可编程为9位～12位A/D转换精度，在-10～+85℃时精度为±0.5℃；DS18B20的结构主要分两部分：一部分为测温主体部分，内含测温芯片；另一部分为引脚，引脚有三个接线口，一个接电源线VDD，一个接地线GND，还有一个数据通讯线S。以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度监测系统。此外该测温单元和转换设备价格较便宜，可使多点温度测量系统的成本降低。

上述海勒式间接空冷防冻监测装置，根据温度传感器22测得的温度数据分析各冷却柱的换热状态，可为间接空冷塔冬季防冻、各冷却柱21的换热效果评价、空冷系统的运行优化调整提供基础数据。

上述海勒式间接空冷防冻监测装置中，对于采集器24、数据处理模块的类型，可根据实际需要进行选择，本实用新型实施例对此不做限定。例如，采集器24为ARM7处理器；数据处理模块为计算机，具体地，计算机包括服务器27和分布式控制系统28(DCS，Distributed Control System)。可以理解的是，数据处理模块包括服务器27和分布式控制系统28时，采集器24与服务器27连接，服务器27与分布式控制系统28连接。

上述海勒式间接空冷防冻监测装置中，温度传感器22采集的温度数据传入数据处理模块中，该数据处理模块中的数据可以被电厂的MIS等信息系统读取，从而实现测温数据库共享。采集器24的输出也可以采用TCP/IP协议(以太网)，实现数据远传。

优选地，上述海勒式间接空冷防冻监测装置中，采集器24的第一接口具有第一连接线23，第一连接线23具有至少两个第一支线231，第一支线231 上连接有至少两个温度传感器22；采集器24的第二接口具有与数据处理模块信号连接的第二连接线。

具体地，温度传感器22用于设置在出水联箱211的外壁，第一支线231用于安装在出水联箱211的外壁。可以理解的是，第一连接件和第二连接件均为通讯线缆。温度传感器22通过第一连接线23与采集器24信号连接。

上述海勒式间接空冷防冻监测装置，通过将第一连接线23分为若干支路，每个第一支线231连接的温度传感器22形成一组，实现了温度传感器22的分组设置，简化了整个线路系统，也避免了因热胀冷缩引起的应力变化对测量的影响。

当然，也可选择温度传感器22和采集器24采用其他结构连接，并不局限于上述实施例。

上述海勒式间接空冷防冻监测装置中，温度传感器22与第一支线231相接时，应确保温度传感器22的测温主体部分完全裸露在第一支线231的绝缘皮之外，以保证温度传感器22测温的敏感性，提高测温精度和可靠性。温度传感器22与第一支线231的接头处通过胶封处理，保证温度传感器22与第一支线231具有很好的防水功能。此外其他导线的绝缘皮连接采用密封防水处理。

优选地，数据处理模块的输入接口具有与采集器24连接的连接组件，连接组件包括第一光猫25和第二光猫26，采集器24通过通讯线缆与第一光猫25连接，第一光猫25通过光纤与第二光猫26连接，第二光猫26与数据处理模块的输入接口连接。进一步地，上述通讯线缆为485通讯电缆。

当然，也可选择数据处理模块和采集器24采用其他有线通讯方式连接，并不局限于上述实施例。

上述采集器24可为一个，也可为多个(至少两个)。

当采集器24至少为两个时，上述温度传感器22用于安装在出水联箱211的外壁，由于出水联箱211沿空冷塔的周向分布，则为了方便采集器24采集温度传感器22的检测数据，优先选择采集器24用于沿空冷塔的周向分布。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种海勒式间接空冷防冻监测装置，其特征在于，包括：

用于检测出水联箱(211)的外壁温度的温度传感器(22)；

与所述温度传感器(22)信号连接的采集器(24)；

与所述采集器(24)信号连接的数据处理模块。

2.根据权利要求1所述的海勒式间接空冷防冻监测装置，其特征在于，所述温度传感器(22)用于设置在所述出水联箱(211)的底部。

3.根据权利要求2所述的海勒式间接空冷防冻监测装置，其特征在于，所述温度传感器(22)至少为两个，且所述温度传感器(22)用于沿所述出水联箱(211)的长度方向设置。

4.根据权利要求1所述的海勒式间接空冷防冻监测装置，其特征在于，所述温度传感器(22)用于设置在所述出水联箱(211)与下降管束相连的接口处区域。

5.根据权利要求1所述的海勒式间接空冷防冻监测装置，其特征在于，所述温度传感器(22)通过粘接或压片固定在所述出水联箱(211)的外壁。

6.根据权利要求1所述的海勒式间接空冷防冻监测装置，其特征在于，还包括绝热层，所述绝热层外罩于所述温度传感器(22)、以及所述温度传感器(22)与所述出水联箱(211)的连接结构。

7.根据权利要求1所述的海勒式间接空冷防冻监测装置，其特征在于，所述温度传感器(22)为数字温度传感器，所述数据处理模块为计算机。

8.根据权利要求1所述的海勒式间接空冷防冻监测装置，其特征在于，所述采集器(24)的第一接口具有第一连接线(23)，所述第一连接线(23)具有至少两个第一支线(231)，所述第一支线(231)上连接有至少两个所述温度传感器(22)；所述采集器(24)的第二接口具有与所述数据处理模块信号连接的第二连接线。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的海勒式间接空冷防冻监测装置，其特征在于，所述采集器(24)至少为两个，且用于沿空冷塔的周向分布。