防止凍結的直接空冷凝汽器制造技術

本發明專利技術涉及一種防止凍結的直接空冷凝汽器，適用于水源缺乏的火力發電站及透平直接空冷凝汽器系統。包括蒸汽分配管（１）、風機單元（２）、凝水聯箱（３）、抽真空系統（４）以及凝水管路，所述風機單元（２）有若干個，在每一風機單元（２）的中間位置布置順流傳熱管束（２．１），在每一風機單元（２）的兩側隔墻位置布置逆流傳熱管束（２．２），所述順流傳熱管束（２．１）分別與蒸汽分配管（１）和凝水聯箱（３）相連通，逆流傳熱管束（２．２）分別與凝水聯箱（３）和抽真空系統（４）相連通。本發明專利技術能消除引起系統凍結的根源，即翅片換熱管間壓力不平衡引起蒸汽回流，導致不凝性氣體積聚在傳熱管中部，引起上部凝水在順著管道留下的時候通過不凝性氣團時過冷導致凍結。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種直接空冷凝汽器，適用于水源缺乏的火力發電站及透 平直接空冷凝汽器系統。(二)
技術介紹
直接空冷凝汽器系統其由換熱管束、管束支撐A型架、風機群、鋼平臺、擋風墻、蒸汽管道、凝結水管道、抽真空管道、水環真空泵(射汽抽 氣器)及電氣控制系統組成。直接空冷凝汽器由風機對換熱管束進行吹風， 將發電機/透平機來的水蒸汽在換熱管束內冷凝成水，以保持發電機組/透平機組的排出壓力穩定在設計值運行。傳熱管束按照一定的"K/D"比排列 布置。以往技術的空冷凝汽器順逆流單元的系統布置方案如圖1所示。換熱 管束系統由蒸汽分配管(蒸汽進口)、順流單元、逆流單元、凝水聯箱、抽 真空系統以及凝水管路(略)組成。順逆流管束分別集中布置，形成集中 的順、逆流風機單元。水蒸汽由蒸汽分配管分配進入順流管束，經換熱后 大部分蒸汽凝結成水經凝水聯箱通過凝水管路排出，剩余的蒸汽進入逆流 管束，水蒸氣凝結后經凝水聯箱通過凝水管路排出，不凝性氣體由抽真空 系統排出系統。但直接空冷凝汽器系統在運行過程中由于蒸汽側處于負壓環境(真空 狀態)，水蒸汽中會含有一定量的不凝性氣體，這部分不凝性氣體主要由鍋 爐給水系統的給水處理化學品而產生，也有部分是由汽輪機軸封處、整個 蒸汽一凝水管路焊接或閥門等附件連接處漏點空氣泄漏所產生的。當機組 運行時，由于傳熱管束各管排蒸汽流量分配不均勻，每個風機單元風量分 布不均勻(風機單元中部風量大，兩側隔墻處風量小)等原因，使得每個 風機單元中部傳熱管的傳熱推動力加大，使得蒸汽流量增加，導致管內流 速增加，配合管外風速較風墻側大，使得傳熱增強；而邊排幾根管子的蒸 汽流量減少，管內流速降低，配合管外由于風量小，且在風機隔墻處管束 角落形成回旋渦流，導致送風的能量損失，伴隨著風速的降低使得傳熱效 果下降，管內凝結的蒸汽量下降，而導致蒸汽內夾雜的不凝性氣體積聚， 使得傳熱進一步變差，使邊排管幾根管子的壓力降比中間傳熱管大。如附 圖2所示，在邊排管幾根管子下半部形成了一個低壓區，不凝性氣體在這 個地方聚集，而在凝結水聯箱內壓力基本一致，又導致在中間管內未冷凝 的部分蒸汽倒流入邊排管幾根管子，這樣不凝性氣體夾雜在兩股蒸汽之間 無法排出。而在北方地區，當機組處于冬季運行時，由于環境溫度很低， 邊排管幾根管子上部冷凝的凝結水流過這些冷的缺少蒸汽的不凝性氣體團 區域時就會逐漸冷卻至過冷，隨著時間的推移將發生凍結，最終造成管內 流通通道堵塞，嚴重時將造成傳熱管凍裂，后果嚴重。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服上述不足，提供一種能消除引起系統凍結的根源，即翅片換熱管間壓力不平衡引起蒸汽回流，導致不凝性氣體積聚在傳 熱管中部，引起上部凝水在順著管道留下的時候通過不凝性氣團時過冷導 致凍結的防止凍結的直接空冷凝汽器。本專利技術的目的是這樣實現的 一種防止凍結的直接空冷凝汽器，包括 蒸汽分配管、風機單元、凝水聯箱、抽真空系統以及凝水管路，所述風機 單元有若干個，在每一風機單元風速較大的中間位置布置順流傳熱管束， 在每一風機單元風速較小的兩側隔墻位置布置逆流傳熱管束，所述順流傳 熱管束分別與蒸汽分配管和凝水聯箱相連通，逆流傳熱管束分別與凝水聯 箱和抽真空系統相連通。水蒸汽由蒸汽分配管分配進入各風機單元的順流 傳熱管束，經換熱后大部分蒸汽凝結成水經凝水聯箱通過凝水管路排出， 剩余的蒸汽進入逆流傳熱管束，水蒸氣凝結后經凝水聯箱通過凝水管路排 出，不凝性氣體由抽真空系統排出系統。本專利技術改變原"K/D"系統逆流管束集中布置的形式，取消單獨的逆 流傳熱管束單元布置方式，將空冷逆流管束平均布置到每一風機單元，特 別的將逆流傳熱管布置在靠近風機單元間隔墻的位置，也就是說將原集中 設置的逆流管束分散至每個單元，不再設置單獨的逆流單元，將逆流管束 布置在每個單元的單元隔墻處。具體每個單元布置的逆流傳熱管的數量， 需經熱力計算和空氣動力計算，以達到最佳的平衡點?？蛇m用于單排管、 雙排管以及多排管系統。與以往技術相比，使用這種布置形式，避免了由于管束迎面風速差異 大，引起傳熱管換熱量不均、管內阻力不均，導致管內形成低壓區，大量積聚不凝性氣體，進而導致管內結冰的情況發生；而且將逆流傳熱管人為 地布置在換熱效果較差的部位，在抽真空設備的運轉下，使得逆流管內氣 體呈流動狀態，避免不凝性氣體在管內逗留、積聚，造成管內結凍現象的 發生。該系統不僅提高了使整個空冷島的換熱均勻性，而且也提高了換熱 效率并簡化了系統結構。在齒輪箱上可以不設逆止器，在冬季，可以根據 實際環境溫度以及換熱量進行每個風機的停運及反轉控制，以達到最好的 回暖防凍效果。不需再設置逆流、順流控制之分，使得每個風機的控制都 可以采用同一套控制程序來進行控制，簡化設計、施工、調試、運行復雜 程度，降低初投資成本，大大降低用戶在操作和維護上所花費的時間和成 本。此系統具有冬季防凍能力強、調節相應快、運行成本低的優點。 附圖說明圖1為以往技術的空冷凝汽器順逆流單元的系統布置方案圖。 圖2為使用以往技術的布置方案時，管內不凝性氣體積聚導致管內結 冰的示意圖。圖3為本專利技術防止凍結的直接空冷凝汽器順逆流管束的布置方案示意圖。圖4為使用本專利技術技術時管內蒸汽走向示意圖。 圖中附圖標記蒸汽分配管l (蒸汽進口)、風機單元2、凝水聯箱3、抽真空系統4、 順流傳熱管束2.K逆流傳熱管束2.2、風機單元分界線2.3、蒸汽進口5、 順流單元6、逆流單元7、邊排管8、中間管9、不凝性氣體團IO、凝結區A、過冷區B、風機單元隔墻ll。 具體實施方式 本專利技術防止凍結的直接空冷凝汽器的換熱管束系統如圖3，主要由蒸 汽分配管l (蒸汽進口)、風機單元2、凝水聯箱3、抽真空系統4以及凝 水管路(略)組成。所述風機單元2有若干個，在每一風機單元2風速較 大的中間位置布置順流傳熱管束2.1,在每一風機單元2風速較小的兩側隔 墻位置布置逆流傳熱管束2.2.水蒸汽由蒸汽分配管分配進入各風機單元的 順流傳熱管束2.1，經換熱后大部分蒸汽凝結成水經凝水聯箱3通過凝水管 路排出，剩余的蒸汽進入逆流傳熱管束2.2，水蒸氣凝結后經凝水聯箱通過 凝水管路排出，不凝性氣體由抽真空系統4排出系統，如圖4所示。權利要求1、一種防止凍結的直接空冷凝汽器，包括蒸汽分配管(1)、風機單元(2)、凝水聯箱(3)、抽真空系統(4)以及凝水管路，其特征在于所述風機單元(2)有若干個，在每一風機單元(2)的中間位置布置順流傳熱管束(2.1)，在每一風機單元(2)的兩側隔墻位置布置逆流傳熱管束(2.2)，所述順流傳熱管束(2.1)分別與蒸汽分配管(1)和凝水聯箱(3)相連通，逆流傳熱管束(2.2)分別與凝水聯箱(3)和抽真空系統(4)相連通。全文摘要本專利技術涉及一種防止凍結的直接空冷凝汽器，適用于水源缺乏的火力發電站及透平直接空冷凝汽器系統。包括蒸汽分配管(1)、風機單元(2)、凝水聯箱(3)、抽真空系統(4)以及凝水管路，所述風機單元(2)有若干個，在每一風機單元(2)的中間位置布置順流傳熱管束(2.1)，在每一風機單元(2)的兩側隔墻位置布置逆流傳熱管束(2.2)，所述順流傳熱管束(2.1)分別與蒸汽分配管(1)和凝水聯箱(3)相連通，逆流傳熱管束(2.2)分別與凝水聯箱本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種防止凍結的直接空冷凝汽器，包括蒸汽分配管（１）、風機單元（２）、凝水聯箱（３）、抽真空系統（４）以及凝水管路，其特征在于：所述風機單元（２）有若干個，在每一風機單元（２）的中間位置布置順流傳熱管束（２．１），在每一風機單元（２）的兩側隔墻位置布置逆流傳熱管束（２．２），所述順流傳熱管束（２．１）分別與蒸汽分配管（１）和凝水聯箱（３）相連通，逆流傳熱管束（２．２）分別與凝水聯箱（３）和抽真空系統（４）相連通。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王永新，薛海君，江瀚，
申請(專利權)人：江蘇雙良空調設備股份有限公司，
類型：發明
國別省市：32[中國|江蘇]