專利名稱:直接空冷單元冷卻空氣導(dǎo)流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于能源動力領(lǐng)域。特別涉及利用空冷軸流風(fēng)機出口風(fēng)速分布不均勻 的特點,實現(xiàn)冷卻空氣流場的有效組織,降低空冷翅片管束迎風(fēng)面冷卻空氣流速 的不均勻性,達到各部分管束表面?zhèn)鳠崃烤鶆蚍峙涞哪康?,以充分利用管束傳?面積,提高空冷凝汽器性能的一種直接空冷單元空氣導(dǎo)流裝置。
背景技術(shù):
我國"三北"地區(qū)富煤缺水的矛盾,促進了電站空冷技術(shù)的發(fā)展。直接空冷 機組以環(huán)境空氣作為汽輪機排汽的冷卻介質(zhì),用空冷凝汽器代替了傳統(tǒng)的水冷凝 汽器。與水相比,空氣密度低,比熱小,導(dǎo)熱系數(shù)低,因此空氣冷卻能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小 于水的冷卻能力,導(dǎo)致空冷系統(tǒng)龐大,空冷單元數(shù)量多,空冷風(fēng)機直徑大,流量 多。研究表明,空冷風(fēng)機出口流場極不均勻,除了軸向流速,還存在徑向流速和 周向流速。對于速度最大的軸向流速,沿著風(fēng)機半徑方向的分布也是不均勻的。此外,直接空冷單元的翅片管束分左右兩列呈"A"型傾斜布置。對于"A"型空 冷單元結(jié)構(gòu),翅片管束迎風(fēng)面的空氣流場極不均勻,導(dǎo)致空氣溫度場也不均勻, 使空冷翅片管束不能充分發(fā)揮作用,導(dǎo)致空冷系統(tǒng)冷卻效果下降,空冷單元的流 動、傳熱特性需要改善。利用直接空冷單元的空冷管束和軸流風(fēng)機之間存在的很大空間,可以通過布 置一定結(jié)構(gòu)形狀的導(dǎo)流裝置,實現(xiàn)冷卻空氣流場的重新組織,從而克服軸流風(fēng)機 出口速度不規(guī)則,流場紊亂的缺點,實現(xiàn)空冷管束迎面風(fēng)速的均勻分配,以充分 利用管束傳熱面積,改善空冷單元傳熱性能,降低機組背壓。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對空冷風(fēng)機出口和空冷翅片管束之間流場紊亂、不規(guī)則帶 來的空冷單元傳熱性能得不到充分發(fā)揮的缺陷,提出一種直接空冷單元空氣導(dǎo)流 裝置,其特征在于,所述直接空冷單元冷卻空氣導(dǎo)流裝置是將呈"V"型結(jié)構(gòu)的 "V"型空氣導(dǎo)流板安裝于空冷單元左右兩側(cè)翅片管束中間的A形通道空間中,并在A形通道深度方向的不同位置上對稱分別布置,在沿著高度方向分3-5層布置,旨i使空冷翅片管束迎風(fēng)面的冷卻空氣流速均勻。所述"V"型空氣導(dǎo)流板的夾角為60-170° 。所述"V"型空氣導(dǎo)流板的尺寸,同一層"V"型空氣導(dǎo)流板的尺寸相同,不 同層"V"型空氣導(dǎo)流板的尺寸不同。所述"V"型空氣導(dǎo)流板沿著高度方向分層布置。當(dāng)"V"型空氣導(dǎo)流板分三 層設(shè)置時,第一層和第三層布置兩片"V"型空氣導(dǎo)流板,關(guān)于風(fēng)機軸心前后對 稱安裝,第二層布置一片"V"型空氣導(dǎo)流板,安裝在第一層和第三層的中心位 置。每層"V"型空氣導(dǎo)流板的夾角取值,從下至上,第一層夾角取15(T ,第二 層夾角取120。,第三層夾角取90。。本發(fā)明的有益效果是利用直接空冷單元的空冷管束和軸流風(fēng)機之間存在的 很大空間,通過分層布置"V"型空氣導(dǎo)流板,實現(xiàn)冷卻空氣流場的重新組織, 從而克服軸流風(fēng)機出口速度不規(guī)則,流場紊亂的缺點,使空冷翅片管束迎風(fēng)面的 冷卻空氣流速均勻,以充分利用管束傳熱面積,改善空冷單元傳熱特性,降低機 組背壓,提高空冷系統(tǒng)運行的安全性和經(jīng)濟性。
圖1為直接空冷單元冷卻空氣導(dǎo)流裝置結(jié)構(gòu)示意圖,(a)三角形面視圖;(b)翅片管束面示意圖。圖2為直接空冷單元管束迎風(fēng)面的冷卻空氣流場分布狀況比較示意圖,(a) 未安裝空氣導(dǎo)流裝置的不同位置流場;(b)安裝空氣導(dǎo)流裝置的不同位置流場。圖3為直接空冷單元管束迎風(fēng)面的溫度場分布狀況比較示意圖,(a)未安裝 空氣導(dǎo)流裝置的不同位置溫度場;(b)安裝空氣導(dǎo)流裝置的不同位置溫度場。
具體實施方式
本發(fā)明提出一種直接空冷單元冷卻空氣導(dǎo)流裝置。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明予 以說明。在圖1所示的直接空冷單元冷卻空氣導(dǎo)流裝置結(jié)構(gòu)示意圖中,在空冷風(fēng)機4 出口和空冷翅片管束2之間的A形通道空間中分層布置"V"型空氣導(dǎo)流板,"V"型空氣導(dǎo)流板的布置原則是使流經(jīng)空冷翅片管束2的冷卻空氣流場盡量均勻。鑒 于軸流風(fēng)機4出口的流速,遵循由中心輪轂區(qū)沿著半徑向外逐漸增大,然后又減小的規(guī)律,呈中心對稱分布,本發(fā)明分3-5層布置"V"型空氣導(dǎo)流板,以實現(xiàn) 冷卻空氣流場的重新組織,使空冷翅片管束迎風(fēng)面的冷卻空氣流速均勻。下面以 分3層布置"V"型空氣導(dǎo)流板為例(如圖1 (a)三角形面視圖所示),在距離軸 流風(fēng)機4出口最近的為第一層"V"型空氣導(dǎo)流板,在A形通道深度方向上(如 圖1 (b)翅片管束面示意圖所示),分兩片以風(fēng)機軸心為中心對稱布置,并關(guān)于 兩側(cè)管束中心線左右對稱。第一層"V"型空氣導(dǎo)流板的夾角為150° ,第一層"V" 型空氣導(dǎo)流板距風(fēng)機出口 1. 5-1. 8ra之間,"V"型空氣導(dǎo)流板長度在2-2. 2m之間, 寬度在2.2-2.3m之間,根據(jù)軸流風(fēng)機直徑確定。第二層"V"型空氣導(dǎo)流板為一 片"V"型空氣導(dǎo)流板,"V"型空氣導(dǎo)流板的夾角為120° ,在風(fēng)機軸心線上,關(guān) 于管束中心線左右對稱,距第一層"V"型空氣導(dǎo)流板距離在1. 5-1. 8m之間,"V" 型空氣導(dǎo)流板長度在1-1. 2m之間,寬度在4-4. 2m之間。第三層"V"型空氣導(dǎo) 流板同第一層"V"型空氣導(dǎo)流板一樣,在A形通道深度方向上,分兩片以風(fēng)機 軸心為中心對稱布置,并關(guān)于兩側(cè)管束中心線左右對稱;"V"型空氣導(dǎo)流板的夾 角為90° ,距第二層"V"型空氣導(dǎo)流板距離在1.5-1. 8m之間,"V"型空氣導(dǎo)流 板長度在0.8-lm之間,寬度在2.2-2.3m之間。這樣布置的效果,可以從圖2所 示直接空冷單元管束迎風(fēng)面的冷卻空氣流場分布狀況比較示意圖和圖3所示直接 空冷單元管束迎風(fēng)面的溫度場分布狀況比較示意圖看出。圖2 (a)為未安裝空氣 導(dǎo)流裝置的不同位置流場,圖3 (a)為未安裝空氣導(dǎo)流裝置的不同位置溫度場。 未安裝空氣導(dǎo)流裝置時,空冷單元上部的空氣流速高,對應(yīng)冷卻空氣溫度低,說 明空冷單元上部翅片管束區(qū)域的傳熱狀況好,換熱量大。而對于靠近底部的空冷 翅片管束,其冷卻空氣流速較低,而且在前后對稱的位置上,還出現(xiàn)了兩個渦流, 不利于空氣沖刷翅片管束進行冷卻。對應(yīng)溫度場,底部翅片管束的空氣溫度也要 遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于上部區(qū)域。說明空冷單元底部區(qū)域傳熱狀況差,換熱量小。汽輪機排汽 是由管束頂部流向底部,頂部傳熱狀況好,就使得過多的蒸汽在管束頂部就凝結(jié), 并覆蓋了管內(nèi)流道,使下部傳熱狀況愈加惡化,下部翅片管束傳熱面積得不到有效利用。圖2 (b)為安裝空氣導(dǎo)流裝置的不同位置流場,圖3 (b)為安裝空氣 導(dǎo)流裝置的不同位置溫度場??梢钥吹剑惭b導(dǎo)流裝置后,空氣最高流速向下部 管束區(qū)i移動,下部管束區(qū)域冷卻空氣渦流區(qū)減小,冷卻空氣流場更為均勻。對 應(yīng)冷卻空氣溫度場,上部低溫區(qū)域空氣溫度升高,底部高溫區(qū)域空氣溫度降低, 而且高溫區(qū)范圍減小,空冷單元管束迎風(fēng)面的冷卻空氣溫度場更為均勻,表明翅 片管束2各部分換熱量趨于平均,翅片管束2傳熱面積得到了充分利用,空冷凝 汽器效能提高,性能得到了一定程度的改善,機組背壓降低,空冷系統(tǒng)運行的安 全性和經(jīng)濟性提高。
權(quán)利要求
1.一種直接空冷單元空氣導(dǎo)流裝置,其特征在于,所述直接空冷單元冷卻空氣導(dǎo)流裝置是將呈“V”型結(jié)構(gòu)的“V”型空氣導(dǎo)流板安裝于空冷單元左右兩側(cè)翅片管束中間的△形通道空間中,并在△形通道深度方向的不同位置上對稱分別布置,沿著高度方向分3-5層布置,旨在使空冷翅片管束迎風(fēng)面的冷卻空氣流速均勻。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述直接空冷單元冷卻空氣導(dǎo)流裝置,其特征在于,所述 "V"型空氣導(dǎo)流板的夾角為60-170° 。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述直接空冷單元冷卻空氣導(dǎo)流裝置,其特征在于,所述 "V"型空氣導(dǎo)流板的尺寸,同一層"V"型空氣導(dǎo)流板的導(dǎo)流板尺寸相同,不同層"V"型空氣導(dǎo)流板的導(dǎo)流板尺寸不同。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述直接空冷單元冷卻空氣導(dǎo)流裝置,其特征在于,所述 "V"型空氣導(dǎo)流板沿著高度方向分層布置,當(dāng)"V"型空氣導(dǎo)流板分三層設(shè)置時,第一層和第三層布置兩片"V"型空氣導(dǎo)流板,關(guān)于風(fēng)機軸心前后對稱安裝,第 二層布置一片"V"型空氣導(dǎo)流板,安裝在第一層和第三層的中心位置,每層"V" 型空氣導(dǎo)流板的夾角取值,從下至上第一層夾角取150° ,第二層夾角取120。, 第三層夾角取90。。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于能源動力技術(shù)領(lǐng)域的一種直接空冷單元冷卻空氣導(dǎo)流裝置。所述直接空冷單元冷卻空氣導(dǎo)流裝置是將呈“V”型結(jié)構(gòu)的“V”型空氣導(dǎo)流板安裝于空冷單元左右兩側(cè)翅片管束中間的△形通道空間中,并在△形通道深度方向的不同位置上對稱分別布置,在沿著高度方向分3-5層布置,旨在對空冷風(fēng)機出口的流場進行重新組織,使空冷翅片管束迎風(fēng)面的冷卻空氣流速均勻,翅片管束各部分換熱量均勻,翅片管束傳熱面積得到充分利用,空冷凝汽器性能得到一定程度的改善,機組背壓降低,空冷系統(tǒng)運行的安全性和經(jīng)濟性提高。
文檔編號F28B9/00GK101403573SQ200810227060
公開日2009年4月8日 申請日期2008年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月20日
發(fā)明者杜小澤, 楊勇平, 楊立軍 申請人:華北電力大學(xué)