CN212512616U - 一种用于水轮发电机组冷却的进水流道板式冷却器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于水轮发电机组冷却的进水流道板式冷却器，包括冷却器箱体；冷却器箱体沿水流方向依次设有进水口、进水均压腔、冷却器热交换体、出水汇流腔和出水口；冷却器热交换体由多组冷却水流道组成；冷却器箱体正面为换热板；换热板为复合钢板。本冷却器多片串联和并联可为不同容量的水轮发电机组提供冷却水。冷却器单片冷却器体积小、重量轻，便于安装。冷取器布置在机组进水或尾水流道内，流道内的水流速度快，水温低，换热效果好，同时，水生物也不易附着在换热面上，不会降低换热效率。克服并解决了传统尾水冷却器检修困难、换热管易断裂、换热效率随着使用时间的增长逐渐降低的技术缺陷。

Description

一种用于水轮发电机组冷却的进水流道板式冷却器

技术领域

本实用新型涉及水轮发电机组冷却设备技术领域，尤其是涉及一种用于水轮发电机组冷却的安装于进水流道和尾水流道的板式冷却器。

背景技术

水电站的技术供水系统主要针对水轮发电机组设备进行冷却和润滑，各用水设备对水轮、水温、水压、水质均有相应的要求。国内外现已建成水电站的技术供水方式可分为一次冷却供水、尾水冷却器循环供水和贯流机冷却套循环供水三种方式：

1、一次冷却供水：依靠自流减压或者水泵向机组设备供水的一种方式，此方式采用江河水经过滤后直接供向各机组设备，是目前水电站最常用的一种冷却方式。最大的优点在于冷却水温低，冷却效果好，同时，其缺点也尤为明显：a.电站可取冷却水源泥沙含量大及杂质过多，水质不能完全满足普通技术供水的水质要求；b.水中杂质会堵塞过滤设备，造成供水水压、水量不足，甚至停机，此情况在汛期时尤为严重；c.水中泥沙对机组各冷却器的换热管道造成磨损、堵塞，使用寿命大大缩短。

2、尾水冷却器循环供水：为二次冷却方式，采用经过处理的清洁水通过机组，带走机组运行产生的热量，经排水管道排入循环水池；水泵从循环水池内抽水至布置于尾水中的尾水冷却器，与河水进行热交换后温度降低，然后又送到机组。冷却水在一个往复循环的系统中，通过流动的江河水带走机组运行中的热量。由于采用经过处理的清洁水，循环供水的方式可以完全解决冷却水水质难以满足技术供水要求的问题。但是，尾水冷却器作为循环供水系统中最为核心的热交换设备，在许多方面均不尽如人意。

尾水冷却器温度要高于河水温度，其换热管表面非常容易附着水生动、植物，需要定期清理，由于其结构形式及安装位置等因素的限制，水生物清理及冷却器检修都非常不方便。

以结构形式来说，尾水冷却器的采用列管式结构，换热管数量多，间距小，换热管上附着的水生物清理起来非常困难，甚至有一部分换热管无法清理，最终导致换热效果达不到设计要求。另外，换热管在水流的冲击下会产生振动，使换热管的焊缝产生裂纹或者断裂。

以安置位置来说，尾水冷却器有两种安装位置，一种是安装在尾水出口检修闸门侧的胸墙上部平台，考虑到不影响冷却效果，尾水冷却器整体设置于正常尾水位或一台机组发电水位以下。现有技术是采用潜水员拆除及重新安装，但水下拆除及对位安置的准确度差，难度大且危险性较高；另一种是安装在尾水洞内，为保证尾水冷却器的热交换能力，在尾水洞做局部开挖，以使机组在任何发电负荷情况下均可保持尾水冷却器处于淹没状态。此种安装方式虽然可以将尾水冷却器安装处的积水排出，以便清理水生物和检修冷却器，但是其安装位置的河水流速低，泥沙非常容易沉积，导致冷却器换热效果差，而且要将冷却器从尾水洞中运出也相当麻烦。

3贯流机冷却套循环供水

为二次冷却方式，利用机组外壳制造成板式冷却器，为机组提供循环冷却水。此种冷却方式避免了泥沙和其他杂质进入冷却系统，但由于外壳体积有限，无法提供充足的冷却水，当河水温度高时无法有效降低机组温度，夏季会出现机组温度较高的情况，对机组长期运行不利。

实用新型内容

为了克服上述所存在的技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种冷却方式，其布置在机组进口或尾水流道内，可利用面积充足，水流速度快，水温低，换热效果好，同时，水生物也不易附着在换热面上，不会降低换热效率，克服并解决了传统尾水冷却器检修困难、换热管易断裂、换热效率随着使用时间的增长逐渐降低技术缺陷，也克服了冷却套冷却面积不足的缺陷。

为了达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

本技术方案为一种用于水轮发电机组冷却的进水流道板式冷却器，包括冷却器箱体；所述冷却器箱体沿水流方向依次设有进水口、进水均压腔、冷却器热交换体、出水汇流腔和出水口；冷却器热交换体由多组冷却水流道组成；所述冷却水流道一端与进水均压腔连通，另一端与出水汇流腔相连通；所述冷却器箱体正面为换热板；所述换热板为复合钢板。冷却器热交换体中设有分隔的独立式冷却水流道，以增强板式冷却器的承压能力。

作为优选，所述换热板为碳钢-不锈钢复合钢板，碳钢厚度为6～12mm,不锈钢厚度为0.8～1.1mm。碳钢的厚度综合考虑承压、抗外部冲击和传热性，是基于计算、实际用经验得到的综合了安全应用和经济性的取值范围。不锈钢的厚度考虑了耐腐蚀性、制造难度和导热性，综合了耐腐蚀性和经济性的取值范围。

作为优选，所述换热板与对端封板的间隙为3.5～9mm。间隙的取值是考虑了导热性能、系统用水量和系统压力损失等，是一个比较经济的取值范围。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：单片冷却器体积小、重量轻，便于安装。冷却器串并联可组成大容量的冷取系统。冷却水流道内的水流速度快，水温低，换热效果好；同时，水生物也不易附着在换热面上，不会降低换热效率。克服并解决了传统尾水冷却器检修困难、换热管易断裂、换热效率随着使用时间的增长逐渐降低的技术缺陷，并解决了冷却塔套冷却面积不足的缺陷。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型的主剖视结构示意图。

图2是图1中A向的结构示意图。

图3是图2中C部的局部结构示意图。

图4是图1中B向的结构示意图。

图中标记：进水口1，进水均压腔2，冷却器热交换体3，出水汇流腔4，出水口5，冷却水流道6，换热板7，封板8。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例，如图1-图4中所示，本实用新型为一种用于水轮发电机组冷却的进水流道板式冷却器，包括冷却器箱体；所述冷却器箱体沿水流方向依次设有进水口1、进水均压腔2、冷却器热交换体3、出水汇流腔4和出水口5，其主要功能分别为连接外部进水口，将进水均压分配给各冷却流道，进行热交换、汇集冷取流道出水，连接外部出水口；冷却器热交换体3由多组冷却水流道6组成；所述冷却水流道6一端与进水均压腔2连通，另一端与出水汇流腔4相连通；所述冷却器箱体正面为换热板7；所述换热板7为复合钢板。

所述换热板7为碳钢-不锈钢复合钢板，碳钢厚度为6～12mm,不锈钢厚度为0.8～1.1mm。碳钢的厚度综合考虑承压、抗外部冲击和传热性，是基于计算、实际用经验得到的综合了安全应用和经济性的取值范围。不锈钢的厚度考虑了耐腐蚀性、制造难度和导热性，综合了耐腐蚀性和经济性的取值范围。

所述换热板7与对端封板8的间隙为3.5～9mm。间隙的取值是考虑了导热性能、系统用水量和系统压力损失等，是一个比较经济的取值范围。

冷却器热交换体3中设有分隔的独立式冷却水流道，以增强板式冷却器的承压能力。

冷却器箱体中换热板7与箱体顶部之间通过弓型板加固固定。

冷却器箱体中除换热板7外的其他结构都喷涂漆膜；漆膜为环氧沥青厚浆涂料，增强设备的防腐蚀性，延长设备整体的耐用性。

本冷却器采用多片式结构，单片冷却器体积小、重量轻，便于安装。冷却器安装时采用串联+并联的方式布置于水轮发电机组进水流道两侧的混凝土墙壁上，冷却器整体嵌入墙体，换热面与墙体表面齐平，冷却器之间的间隙用封板封盖，使流道墙面、冷却器换热面、封板处于同一平面。冷却水流道内的水流速度快，水温低，换热效果好，同时，水生物也不易附着在换热面上，不会降低换热效率。冷却器的正面为换热板7，换热板采用爆炸工艺的复合钢板制作，即与冷却水接触的一面为传热性能好的碳钢，保证换热效果，与河水接触的一面为防腐能力强的不锈钢，确保长期使用不发生锈蚀；换热板7四周焊接翼板，翼板上设有螺栓孔，用于安装冷却器之间的封板；单组冷却水流道6通过分隔板独立式隔离，使冷却水能均匀通过，增强换热效果；换热板7的背面设置弓型板，弓型板与分隔板以及上、下、左、右侧板焊接，加强连接结构强度。冷却器进水口1和出水口5上都采用法兰连接，冷却器左右侧板上焊有安装基脚，用于安装、定位冷却器。

本进水流道板式冷却器冷却水流道内的水流速度快，水温低，换热效果好，同时，水生物不易附着在换热面上，随着时间的增长，其换热效率不会降低；解决了传统尾水冷却器检修困难、换热管易断裂、换热效率随着使用时间的增长逐渐降低的技术缺陷。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于水轮发电机组冷却的进水流道板式冷却器，其特征在于：包括冷却器箱体；所述冷却器箱体沿水流方向依次设有进水口(1)、进水均压腔(2)、冷却器热交换体(3)、出水汇流腔(4)和出水口(5)；冷却器热交换体(3)由多组冷却水流道(6)组成；所述冷却水流道(6)一端与进水均压腔(2)连通，另一端与出水汇流腔(4)相连通；所述冷却器箱体正面为换热板(7)；所述换热板(7)为复合钢板。

2.根据权利要求1所述的一种用于水轮发电机组冷却的进水流道板式冷却器，其特征在于：所述换热板(7)为碳钢-不锈钢复合钢板，碳钢厚度为6～12mm,不锈钢厚度为0.8～1.1mm。

3.根据权利要求1所述的一种用于水轮发电机组冷却的进水流道板式冷却器，其特征在于：所述换热板(7)与对端封板(8)的间隙为3.5～9mm。

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