[发明专利]一种自动透风的空气冷却式复水装置

说明书

技术领域

本发明属于热交换领域，特别涉及以空气为冷却介质对电厂汽轮机乏汽直接进行空气冷却式复水装置。

背景技术

现行的空冷式发电厂，其利用空气冷凝汽轮机乏汽的关键设备又称电站空冷器，主要分为直接空冷和间接空冷两种 ：汽轮机乏汽直接进入空冷器进行冷凝的简称直接空冷，通过循环冷却水将汽轮机乏汽的冷凝热带到空冷器中进行冷却的简称为间接空冷。

现行的电站直接空冷通常是将空气冷却复水装置，如 600Mw 空气冷却机组的空气冷却复水装置布置在距离地面45米多高，面积近8000余平方米的巨大高空平台上，通过设在复水装置管束下方的大型轴流风机垂直向上鼓风，使其穿过冷却管束，带走管束内的乏汽冷凝放出的潜热，实现用空气直接冷凝汽轮机乏汽的目的。这种布置结构的优点是投资低、占地小 ；缺点是抗风能力差，易出现热风循环，导致汽机出力下降 ；运行电耗高，噪音大，经济效益略低了间接空冷。

另一种直接空冷是将空气冷却复水装置，如说明书附图 1 所示，以平面或锥面的结构布置在自然通风塔内，利用换热后的热空气密度降低，在自动透风塔内产生的升力抽取空气冷却复水装置下面的冷空气，穿过空气冷却复水装置实现对电站汽轮机乏汽的冷却凝结。这种布置结构最诱人的优点是节省了冷却风机运行的电耗，没有噪音，但存在一下缺点 ：

缺点1，是将空气冷却复水装置布置于塔内平台上，蒸汽总管及支管距蒸汽分配管的距离远，弯头多，不仅增加管路投资，而且增加乏汽管路阻力，进而减少汽机出力；

缺点 2，是以水平面、锥面或阶梯的结构将空气冷却复水装置布置在自然通风塔内，由于空气冷却复水装置下面必须留出冷空气的进入空间，如 600Mw 机组的数千吨重空气冷却复水装置的高度至少要放在塔内 20 米以上的平台上，这就必然增加空气冷却复水装置装置的支撑设施、安装投资 ；

缺点 3，由于自然通风塔是利用，换热前后空气的密度差与有效高度的乘积值，来获得克服冷空气流经空气冷却复水装置管束及百叶窗阻力的驱动力的，也就是冷热空气温差一定条件下，热空气的占有的高度尺度越大，热空气的总升力就越大。由于空气冷却复水装置安装高度抬高了 20 米以上，为保证最低的驱动力，通风塔的有效高度也必须至少增加 20 米以上，这无疑又增加了通风塔的投资 ；

缺点4，由于要支撑面积达8000平方米，数千吨的空气冷却复水装置，通风塔内必须均布大量的支撑构件，要再布置烟气脱硫装置及烟气排放装置，就十分困难。

鉴于以上缺点，所以该类结构的自然通风空气冷却复水装置一直没有被市场接受。本发明采用以下发明内容予以完善。

发明内容

本发明的一种自动透风的空气冷却式复水装置，由蒸汽进口总管及支管、蒸汽分配管、冷凝水收集管和若干翅片管连接组成空气冷却复水管束单元，若干空气冷却复水管束单元组成空气冷却复水装置的换热部件后，再与风筒、百叶窗集合，组成完整的自然通风空气冷却复水装置，其特征在于 ：由翅片管(4)、竖直布置的蒸汽分配管(3)、坚直布置的冷凝水收集管(2)组成具有竖直迎风面(1)的竖直空气冷却复水管束单元(9) ；竖直迎风面(1)中的翅片管(4)以轴线非水平方式，连接于竖直的蒸汽分配管 (3) 和竖直的冷凝水收集管 (2) 之间 ；若干竖直空气冷却复水管束单元 (9) 组成闭合结构的换热部件(A-A)，置于风筒(6)下端周围 ；控制风量的百叶窗(7)坚直布置在空气冷却复水管束单元 (9) 进风侧 ；蒸汽进口总管及支管 (8) 以环状连接于蒸汽分配管 (3) 一端。

本发明的一种自动透风的空气冷却式复水装置的翅片管布置于顺流冷凝段时，乏汽进口高于凝结水出口，以利于凝结水和剩余的乏汽迅速流出 ；翅片管布置于逆流冷凝段时，进口低于出口，以便回流的凝结水被进口上行的乏汽加热，以防空冷凝汽器凝在 0℃以下气温运行时，凝结水被冻结在管壁上。

本发明的一种自动透风的空气冷却式复水装置的翅片管截面形状可以为圆形、椭圆或扁平形状，当采用截面形状为椭圆或扁平形状时，截面长轴应与水平面成倾斜布置，以便管内的凝结水及时汇集到管底，以减少导热系数低的凝结水在翅片管内表面的滞留厚度 ；同时也使翅片管外的通风截面在竖直迎风面上占有应有的比例，以减少空气侧气流阻力。本发明的一种自动透风的空气冷却式复水装置迎风面竖直的管束单元，布置在通风塔下部周围的好处如下：

①使冷却空气可用最低的能耗水平流问空气冷却复水装置，以减少冷空气流动阻力；