散热单元及直接空冷系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种散热单元及直接空冷系统，该散热单元中具有用于供散热介质在所述散热单元中流动的内部流路，其特征在于，所述散热单元包括电源装置和设置在所述内部流路中的伴热电缆（5），该伴热电缆（5）电连接于所述电源装置并沿所述内部流路连续布置。通过上述技术方案，由于在散热单元的内部流路中布置了连续的伴热电缆，因此可以对散热单元的内部进行全方位地加热，防止散热单元内部冻结，保证散热单元在寒冷天气的正常使用，减少了因散热单元内部冻结造成了设备损坏，降低了成本且提高了生产效率。
【专利说明】散热单元及直接空冷系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及冷却单元，具体地，涉及一种用于冷却蒸汽的散热单元以及包括该散热单元的直接空冷系统。
【背景技术】
[0002]目前，为了应对日益突出的水资源矛盾，大型发电机组一般都采用直接空冷技术，特别是在富煤缺水地区。与常规湿冷机组相比，直接空冷机组可节约用水量2/3左右。我国煤炭富集地区处于北方高寒地带，由于缺水，该地区火力发电机组普遍采用汽轮机排汽直接空冷技术。
[0003]在冬季汽机空冷系统极易发生冻结，并且由于空冷面积巨大(一台空冷30万千瓦机组，空冷面积为839040 m2)，处于高空益，解冻困难，严重时会使空冷翅片管严重变形、开裂以至无法修复，影响机组真空，使机组经济性下降。
[0004]为了防止空冷系统冻结，技术人员采用了多种防冻技术，但均存在不足:
[0005]I)关闭空冷单元隔离阀门技术，关闭一部分空冷单元以增加其他冷却单元热负荷防止其冻结，然而由于隔离阀门通径过大，冷态检查的严密性，在热态时由于阀体、门板变形因素，阀门的严密性很难保证，少量蒸汽直接漏入隔离阀门解列的空冷单元，仍然会发生冻结；
[0006]2)冷却风机反转技术，只适用于小面积局部冻结，可以采用冷却风机倒转抽来附近未冻结翅片管排出的热风，来解冻翅片管内部的结冰，一旦较大面积或整个单元冻结时，对于冷却单元下联箱及凝结水管路冻结则无能为力；
[0007]3)电伴热技术，该技术是在管路、设备外部缠绕伴热带，在伴热带外部加装保温的防冻技术，仅用于局部已冻结的凝结水管路、抽空气管路，解冻范围和能力有限，而且耗能较大，对于冷却单元下联箱和翅片管管排，由于外部无法布置加装伴热电缆和保温，无法进行解冻。
[0008]有鉴于此需要提供一种能够有效地防止散热蒸汽管路冻结的散热单元。
实用新型内容
[0009]本实用新型的所要解决的问题是提供一种散热单元，该散热单元能够有效地防止散热蒸汽管路冻结。
[0010]另外，本实用新型还要解决的问题是提供一种直接空冷系统，该直接空冷系统的散热单元能够有效地防止散热蒸汽管路冻结。
[0011]为了解决上述问题，本实用新型提供一种散热单元，该散热单元中具有用于供散热介质在所述散热单元中流动的内部流路，其特征在于，所述散热单元包括电源装置和设置在所述内部流路中的伴热电缆，该伴热电缆电连接所述电源装置并沿所述内部流路连续布置。
[0012]优选地，该散热单元包括第一联箱、多个翅片管、第二联箱以及排出管，多个所述翅片管彼此间隔排列并且各自的两端分别流体连通所述第一联箱和所述第二联箱，散热介质能够由所述第一联箱的入口进入，并经由所述翅片管散热后汇集至所述第二联箱，最后通过与所述第二联箱流体连通的所述排出管排出；其中，从各个所述翅片管经由所述第二联箱到所述排出管中形成有多个所述内部流路，至少部分的所述内部流路中设置有连续的所述伴热电缆。
[0013]优选地，各个所述翅片管、所述第二联箱和所述排出管内均设置有所述伴热电缆，并且各个所述翅片管内设置的所述伴热电缆分布与所述第二联箱内设置的所述伴热电缆形成搭接，所述第二联箱内设置的所述伴热电缆与所述排出管内设置的所述伴热电缆形成搭接。
[0014]优选地，所述伴热电缆为不锈钢铠装伴热电缆。
[0015]优选地，所述铠装电缆的直径小于等于8毫米。
[0016]优选地，所述铠装电缆的功率为15_269W/m。
[0017]优选地，所述铠装电缆的最高耐热温度为600°C。
[0018]本实用新型还提供了一种直接空冷系统，该直接空冷系统包括空冷岛和蒸汽管道，所述空冷岛包括多个以上任意一项方案所述的散热单元，多个所述散热单元彼此并联并且各自的所述内部流路连通所述蒸汽管道。
[0019]优选地，所述蒸汽管道为汽轮机的排气管道。
[0020]通过上述技术方案，由于在散热单元的内部流路中布置了连续的伴热电缆，因此可以对散热单元的内部进行全方位地加热，防止散热单元内部冻结，保证散热单元在寒冷天气的正常使用，减少了因散热单元内部冻结造成了设备损坏，降低了成本且提高了生产效率。
[0021]本实用新型的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0023]图1是根据本实用新型的一种【具体实施方式】的散热单元的结构示意图。
[0024]附图标记说明
[0025]I第一联箱2翅片管
[0026]3第二联箱4排出管
[0027]5伴热电缆
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0029]本实用新型提供了一种散热单元，该散热单元中具有用于供散热介质在所述散热单元中流动的内部流路，其中，所述散热单元包括电源装置和设置在所述内部流路中的伴热电缆5，该伴热电缆5电连接于所述电源装置并沿所述内部流路连续布置。
[0030]所述散热单元可以是大型的散热系统的一部分，该散热单元具有完整的内部流路以供相应的散热介质(例如，水、蒸汽等)在其中流动散热，具体地，散热介质可以从该散热单元的入口进入并且在完成在所述内部流路中的流动散热后从出口排出以方便回收。为了防止所述散热介质在内部流路中因气温过低而冻结，本实用新型的散热单元在所述内部流路中设置了伴热电缆5。伴热电缆5与所述电源装置电连接以供电加热，并且伴热电缆5在所述内部流路中沿所述散热介质的流动方向连续布置，因此可以进行全方位、无死角的加热解决操作。伴热电缆5可以是单根较长的电缆从而在所述散热单元的多个部件内设置，也可以是多根电缆以彼此连接(可以是非电连接)在一起的形式连接形成连续的内部加热结构。
[0031]根据本实用新型的一种【具体实施方式】，如图1所示，所述散热单元包括第一联箱
1、多个翅片管2、第二联箱3以及排出管4，多个翅片管2彼此间隔排列并且各自的两端分别流体连通第一联箱I和第二联箱2，散热介质能够由第一联箱I的入口进入，并经由翅片管2散热后汇集至第二联箱3，最后通过与第二联箱3流体连通的排出管4排出；其中，从各个翅片管2经由第二联箱3到排出管4中形成有多个所述内部流路，至少部分的所述内部流路中设置有连续的伴热电缆5。
[0032]以上所述为所述散热单元的一种具体形式，在该散热单元中，第一联箱I将散热介质接收并输送到翅片管2，翅片管2为主要的散热部件，所述散热介质在翅片管2流动散热后进入用于回收散热介质的第二联箱3并从排出管4排出。设置在翅片管2、第二联箱3以及排出管4中的伴热电缆5可以通过在各部件上的通孔与设置在外部的供电电源连接，并且伴热电缆5可以彼此连接(可以是非电连接)以连续地布置在部分所述内部流路中。
[0033]在操作过程中，可以在散热单元内部的散热介质冻结后开启所述电源为伴热电缆5供电，使伴热电缆5升温并融化所述内部流路中冻结的所述散热介质，使所述内部流路恢复流体连通；也可以根据具体的气候条件，间隔预定的时间开启所述电源，通过伴热电缆5对所述内部流路加热防止其冻结；还可以始终保持所述电源开启，保证所述内部流路内的最低温度以防止冻结。
[0034]为确保能够对散热单元进行全方位的解冻，各个翅片管2、第二联箱3和排出管4内均设置有伴热电缆5，并且各个翅片管2内设置的伴热电缆5分布与第二联箱3内设置的伴热电缆5形成搭接，第二联箱3内设置的伴热电缆5与排出管4内设置的伴热电缆5形成搭接。由于第一联箱I接收到的所述散热介质的温度较高并且流速较大一般不容易冻结，因此不设置伴热电缆5，当然在特殊条件下(温度特别低的气候地区)也可以在第一联箱I中设置伴热电缆5 ;翅片管2 —般采用热传导性能优良的材料制成，所述散热介质在其中迅速大幅降温(例如蒸汽转化为水)，因此翅片管2很容易在寒冷天气冻结，因此需要设置伴热电缆5 ;第二联箱3和排出管4中流动传输的为散热后的所述散热介质，因此更需要设置伴热电缆5。将各部分中的伴热电缆5进行搭接可以防止产生解冻断点。
[0035]具体地，伴热电缆5优选为不锈钢铠装伴热电缆。不锈钢铠装伴热电缆是一种以金属作为外护套、电热材料作为发热元件、氧化镁粉作为绝缘的特殊加热电缆，具有优良的机械强度、耐腐蚀、密闭绝缘性能良好，可以防止漏电，不会对加热介质产生污染和影响，安全可靠。
[0036]根据本实用新型的一种【具体实施方式】，铠装电缆5的直径小于等于8毫米，具体地，铠装电缆5的直径为4-8_。由于铠装电缆5的截面面积很小，因此在所述散热单元的内部流路中设置铠装电缆5后，铠装电缆5不会对散热介质的流动产生较大的阻力，不会影响散热介质的正常流通。
[0037]另外，铠装电缆5的功率为15_269W/m。铠装电缆5的单位长度的功率与铠装电缆5的单元长度的电阻有关，在铠装电缆5的电阻不变的情况下，可以通过调节接入的电源的电压来调节铠装电缆5的发热功率。
[0038]另外，铠装电缆5的最高耐热温度为600 V。由于所述散热单元内部的温度在某些时间点和/或某些位置很高，因此需要铠装电缆5具有较高的耐热能力，以保证铠装电缆5不被损坏正常使用。
[0039]另外，本实用新型还提供了一种直接空冷系统，该直接空冷系统包括空冷岛和蒸汽管道，其中，所述空冷岛包括多个根据以上任意一项方案所述的散热单元，多个所述散热单元彼此并联并且各自的所述内部流路连通所述蒸汽管道。所述蒸汽管道将高温的水蒸汽输送到所述空冷岛，所述空冷岛可以是多个彼此并联的架设在高空中的所述散热单元，水蒸汽进入所述散热单元的内部流路散热后转化为冷凝水通过排出管4回收后再次利用。
[0040]具体地，所述蒸汽管道为汽轮机的排气管道，即所述直接空冷系统用于火力发电机的水蒸汽冷却。当然，所述直接空冷系统也可以用于其他流体的散热，如气体、液体或气液混合物。
[0041]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0042]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0043]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【权利要求】
1.一种散热单元，该散热单元中具有用于供散热介质在所述散热单元中流动的内部流路，其特征在于，所述散热单元包括电源装置和设置在所述内部流路中的伴热电缆(5)，该伴热电缆(5 )电连接于所述电源装置并沿所述内部流路连续布置。
2.根据权利要求1所述的散热单元，其特征在于，该散热单元包括第一联箱(I)、多个翅片管(2)、第二联箱(3)以及排出管(4)，多个所述翅片管(2)彼此间隔排列并且各自的两端分别流体连通所述第一联箱(I)和所述第二联箱(2)，散热介质能够由所述第一联箱(I)的入口进入，并经由所述翅片管(2)散热后汇集至所述第二联箱(3)，最后通过与所述第二联箱(3)流体连通的所述排出管(4)排出； 其中，从各个所述翅片管(2)经由所述第二联箱(3)到所述排出管(4)中形成有多个所述内部流路，至少部分的所述内部流路中设置有连续的所述伴热电缆(5)。
3.根据权利要求2所述的散热单元，其特征在于，各个所述翅片管(2)、所述第二联箱(3)和所述排出管(4)内均设置有所述伴热电缆(5)，并且各个所述翅片管(2)内设置的所述伴热电缆(5)分别与所述第二联箱(3)内设置的所述伴热电缆(5)形成搭接，所述第二联箱(3)内设置的所述伴热电缆(5)分别与所述排出管(4)内设置的所述伴热电缆(5)形成搭接。
4.根据权利要求2所述的散热单元，其特征在于，所述伴热电缆(5)为不锈钢铠装伴热电缆。
5.根据权利要求4所述的散热单元，其特征在于，所述铠装电缆(5)的直径小于等于8毫米。
6.根据权利要求4所述的散热单元，其特征在于，所述铠装电缆(5)的功率为15-269W/m0
7.根据权利要求4所述的散热单元，其特征在于，所述铠装电缆(5)的最高耐热温度为600。。。
8.一种直接空冷系统，该直接空冷系统包括空冷岛和蒸汽管道，其特征在于，所述空冷岛包括多个根据权利要求2-7中任意一项所述的散热单元，多个所述散热单元彼此并联并且各自的所述内部流路连通所述蒸汽管道。
9.根据权利要求8所述的直接空冷系统，其特征在于，所述蒸汽管道为汽轮机的排气管道。
【文档编号】F28B1/00GK203837514SQ201420191789
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年4月18日 优先权日:2014年4月18日
【发明者】孙唐虎, 刘春晓, 张励刚 申请人:中国神华能源股份有限公司, 神华神东电力有限责任公司, 神华神东电力有限责任公司郭家湾电厂