散热装置及具有其的空冷系统的制作方法

本发明涉及冷却设备领域，具体而言，涉及一种散热装置及具有其的空冷系统。

背景技术：

直接空冷系统是空冷发电厂的汽轮机组的主要散热设备，直接空冷系统由若干列a形散热装置组成，如图1所示，每一列a形散热装置包括蒸汽分配管1、两根凝结水管道2和若干个散热单元，各个散热单元通过隔离墙4进行分隔封闭，每个散热单元又由若干片散热翅片管3组成，如图2所示，每个散热单元上的散热翅片管3分为两组，两组散热翅片管3互呈60°夹角倾斜布置，两组散热翅片管3的上端与蒸汽分配管1连通，每组散热翅片管3的下端与分别与一根凝结水管道2连通。每个散热单元的散热翅片管3下方设置有一台空冷风机5。

工作过程中，汽轮机排出的蒸汽经蒸汽分配管1进入，进入蒸汽分配管1内蒸汽分别进入各个散热翅片管3内，蒸汽在散热翅片管3内散热凝结成水，蒸汽和水向下流动进入凝结水管道2。在散热翅片管3下方的空冷风机5的作用下，空气从下向上吹向散热翅片管3，空气透过散热翅片管3之间的间隙由a形散热装置内侧流动到散热装置外侧，带走蒸汽释放的热量，达到散热效果。

a形散热装置在运行过程中，出现的主要问题是冬季散热翅片管3及其附属设备存在冻结问题，而夏季由于换热效率降低，汽轮机排汽背压高，热经济性差。

具体地，冬季运行时如果环境温度低于0℃时，散热翅片管3内蒸汽不断被管外低于0℃的空气冷却，蒸汽散热凝结成水在散热翅片管3内向下流动，并且流动过程中凝结水不断增多，蒸汽不断减少，直至散热翅片管3的下部蒸汽全部凝结成水，凝结水继续流动在冷空气的作用下产生过冷，局部的散热翅片管3内凝结水低于0℃即发生冻结。即使停止空冷风机5的运行，自然的通风量也会使散热翅片管3冻结。

夏季运行时环境温度最高时达到30℃以上，散热翅片管3的散热能力下降，环境温度升高导致汽轮机的排汽背压升高，威胁汽轮机的安全运行，即使将空冷风机5开启到最大转速，也无法满足散热需求。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种散热装置及具有其的空冷系统，以解决现有技术中的直接空冷系统冬季散热翅片管容易冻结、夏季散热能力下降的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种散热装置，包括多根并列设置的散热翅片管，各根散热翅片管的一端与蒸汽分配管连通，各根散热翅片管的另一端与冷凝水管道连通，散热装置还包括：气流调节组件，可开合地遮挡在散热翅片管的管壁外侧，以调节散热翅片管的通风面积。

进一步地，散热装置还包括：空冷风机，设置在散热翅片管远离蒸汽分配管的一侧。

进一步地，气流调节组件位于散热翅片管靠近空冷风机的一端的管段上。

进一步地，空冷风机为多个，各个空冷风机位于相对设置的两个散热翅片管的下侧。

进一步地，气流调节组件设置在各个散热翅片管靠近与其相对设置的另一个散热翅片管的一侧。

进一步地，气流调节组件包括：挡风板，挡风板可翻转地遮挡在散热翅片管的侧壁上。

进一步地，挡风板的翻转轴线垂直于散热翅片管的延伸方向。

进一步地，挡风板为多块，多块挡风板沿散热翅片管的延伸方向布置。

进一步地，挡风板具有用于遮挡散热翅片管的第一位置和用于从散热翅片管翻开的第二位置；其中，在第一位置时，挡风板贴合在散热翅片管上，在第二位置时，挡风板相对于散热翅片管张开预设角度。

进一步地，气流调节组件还包括：固定框架，挡风板通过枢轴可转动地连接在固定框架上。

进一步地，气流调节组件还包括：驱动装置，与枢轴连接，用于通过枢轴驱动挡风板转动。

进一步地，散热装置还包括多个平行布置的隔离件，相邻的两个隔离件之间形成散热空间，散热翅片管成对设置，成对的两个散热翅片管设置在相应的散热空间内。

根据本发明的另一方面，提供了一种空冷系统，包括散热装置，散热装置为上述内容的散热装置。

应用本发明技术方案的散热装置，通过设置多根并列的散热翅片管，各根散热翅片管的一端与蒸汽分配管连通，各根散热翅片管的另一端与冷凝水管道连通，在多根散热翅片管的管壁外侧设置有气流调节组件，气流调节组件可开合地遮挡在散热翅片管的管壁外侧，用于根据散热装置所处环境的温度调节各根散热翅片管的通风面积，从而避免散热翅片管在环境温度低于0℃时发生冻结，同时，能够在环境温度较高时，使气流均匀作用于散热翅片管上，提高散热能力。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有的直接空冷系统的散热装置的俯视结构示意图；

图2是现有的直接空冷系统的散热装置的侧视结构示意图；

图3是根据本发明实施例可选的一种直接空冷系统的散热装置的一种工作状态的结构示意图；

图4是根据本发明实施例可选的一种直接空冷系统的散热装置的另一种工作状态的结构示意图；

图5是根据本发明实施例可选的一种直接空冷系统的散热装置的俯视结构示意图；

图6是根据本发明实施例可选的一种直接空冷系统的散热装置的挡风板的侧视结构示意图；以及

图7是根据本发明实施例可选的一种直接空冷系统的散热装置的挡风板的正视结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、蒸汽分配管；2、凝结水管道；3、散热翅片管；4、隔离墙；5、空冷风机；10、散热翅片管；20、蒸汽分配管；30、冷凝水管道；40、气流调节组件；41、挡风板；42、枢轴；50、空冷风机；60、隔离件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

根据本发明实施例提供的散热装置，如图3至图5所示，包括多根并列设置的散热翅片管10，各根散热翅片管10的一端与蒸汽分配管20连通，各根散热翅片管10的另一端与冷凝水管道30连通，散热装置还包括：气流调节组件40，可开合地遮挡在散热翅片管10的管壁外侧，以调节散热翅片管10的通风面积。

应用本发明技术方案的散热装置，通过设置多根并列的散热翅片管10，各根散热翅片管10的一端与蒸汽分配管20连通，各根散热翅片管10的另一端与冷凝水管道30连通，在多根散热翅片管10的管壁外侧设置有气流调节组件40，气流调节组件40可开合地遮挡在散热翅片管10的管壁外侧，用于根据散热装置所处环境的温度调节各根散热翅片管10的通风面积，从而避免散热翅片管10在环境温度低于0℃时发生冻结，同时，能够在环境温度较高时，使气流均匀作用于散热翅片管10上，提高散热能力。

具体实施时，多根散热翅片管10呈两列布置，两列散热翅片管10之间以预设夹角成“八”字形布置，两列散热翅片管10的顶端与一根蒸汽分配管20均连通，两列散热翅片管10的下端分别与两根冷凝水管道30连通。蒸汽分配管20与两根冷凝水管道30均相互平行。

为了提高散热翅片管10的散热能力，可选地，在散热翅片管10远离蒸汽分配管20的一侧设置有空冷风机50。空冷风机50沿水平方向设置在两列散热翅片管10的下方，从下向上吹风。可选地，如图5所示，空冷风机50为多个，各个空冷风机50位于相对设置的两列散热翅片管10的下侧并沿蒸汽分配管20和冷凝水管道30的延伸方向进行布置，空冷风机50的直径与两列散热翅片管10最底端之间的距离相匹配

为了使各个空冷风机50之间的产生的气流不相互影响，可选地，沿沿蒸汽分配管20和冷凝水管道30的延伸方向设置有多个相互平行布置的隔离件60，相邻的两个隔离件60之间形成独立的散热单元，每个独立的散热单元下方设置一个空冷风机50，每个空冷风机50产生的气流作用于一个独立的散热单元中的多个散热翅片管10上，从而使各个散热单元中的气流不会相互影响。

气流调节组件40位于散热翅片管10靠近空冷风机50的一端的管段上，即气流调节组件40靠近两列散热翅片管10的下端的内侧设置。

可选地，气流调节组件40包括：挡风板41和枢轴42，在两列散热翅片管10的内侧设置有固定框架，挡风板41通过枢轴42可转动地连接在固定框架上，枢轴42的一端连接有驱动装置，驱动装置采用手动或电动均可，驱动装置通过枢轴42驱动挡风板41转动，从而可以在散热翅片管10的侧壁上进行翻转将散热翅片管10遮挡或者张开。

可选地，挡风板41为多块，多块挡风板41沿散热翅片管10的延伸方向相互平行布置，各个挡风板41的翻转轴线垂直于散热翅片管10的延伸方向。

挡风板41在绕其枢轴42转动的过程中具有用于遮挡散热翅片管10的第一位置和用于从散热翅片管10翻开的第二位置；其中，在第一位置时，挡风板41贴合在散热翅片管10上将散热翅片管10遮挡从而阻止通风；在第二位置时，挡风板41相对于散热翅片管10张开预设角度，从而能够增大通风流量。

根据本发明实施例的散热装置，各个挡风板41相互平行布置形成对气流进行调节的百叶窗，百叶窗位于散热翅片管10靠近空冷风机50的一侧，在散热翅片管10的内侧首先制作安装百叶窗的外框架，从而将形成百叶窗的各个挡风板41可转动地固定在外框架上。

百叶窗的挡风板41由一片至多片组成，即百叶窗至少由一片挡风板41组成，百叶窗的挡风板41为矩形，各个挡风板41水平布置，挡风板41的旋转轴与其一条矩形边重合，挡风板41可以围绕其一个矩形边转动。

各个挡风板41的长度并不相等，其长度在0.1—1米之间可以进行选择。挡风板41的宽度最长等于一个散热单元的宽度，如果挡风板41的宽度小于单元的宽度，采用安装多组百叶窗，多组百叶窗的总宽度等度单元的宽度。百叶窗安装在散热翅片管10内侧0—3.5米高度的范围内，百叶窗的挡风板41由电动或手动控制旋转，开合的角度在0—60°之间。百叶窗挡风板41的工作过程如下：

当冬季环境温度低于0℃时，将百叶窗的一个挡风板41或多个挡风板41完全闭合，此时空气不能通过百叶窗所遮挡的部分散热翅片管10，起到了减小通风量的作用，防止下部容易结冰部分的散热翅片管10冻结。

当夏季环境温度高于0℃时，散热翅片管10不存在冻结的危险，将百叶窗的挡风板41按一定的角度打开，百叶窗的挡风板41起到导流的作用，增加散热翅片管10的通风量。由于整个散热装置的俯视投影是一个矩形，而空冷风机50的俯视投影是一个圆形，而空冷风机50出口圆形截面的直径小于整个散热装置俯视投影的宽度，所以在夏季空冷风机50高速旋转时空冷风机50产生的风流是垂直向上的，因此，偏离空冷风机50出口的部分散热翅片管10的换热表面通过的风量较小，换热不佳。而正对着空冷风机50出口上方的散热翅片管10通过的风量较大，换热强烈。通过挡风板41的作用可以将空冷风机50产生的风流均匀引导至各个散热翅片管10上，保证各个散热翅片管10换热均匀，提高散热效率。

本发明实施例的散热装置的优点在于通过在散热翅片管10内侧增加百叶窗实现了两个功能，第一是冬季环境温度低于0℃时通过关闭百叶窗，使空气不能通过部分散热翅片管10，保护了容易发生冻结的管束，起到了防冻的作用；第二是当环境温度高于0℃时，打开百页窗叶片到一定角度，起到空气导流作用，对空气吹拂到散热翅片管10的空气流量进行再组织，均衡了部分散热翅片管10的流量，增强了换热。

本发明还提供了一种空冷系统，包括散热装置，该散热装置为上述实施例的散热装置。应用上述实施例的散热装置的空冷系统，通过设置多根并列的散热翅片管10，各根散热翅片管10的一端与蒸汽分配管20连通，各根散热翅片管10的另一端与冷凝水管道30连通，在多根散热翅片管10的管壁外侧设置有气流调节组件40，气流调节组件40可开合地遮挡在散热翅片管10的管壁外侧，用于根据散热装置所处环境的温度调节各根散热翅片管10的通风面积，从而避免散热翅片管10在环境温度低于0℃时发生冻结，同时，能够在环境温度较高时，使气流均匀作用于散热翅片管10上，提高散热能力。

某300mw的空冷系统机组共有6组上述实施例的散热装置，每组散热装置包括5个空冷散热单元，因此，该空冷系统机组共有30个空冷散热单元。散热单元的尺寸为11.325m×12.015m，散热翅片管10长度9.8米，两列散热翅片管10的夹角为60°。在两列散热翅片管10的内侧设置可开闭的百叶窗，百叶窗共分10组，每列散热翅片管10的一侧设置5组，每组由四个挡风板41组成，如图6和图7所示，挡风板41的宽度w1＝2.4米，挡风板41的长度l1可以为0.5米或1米。冬季环境温度低于0℃时所有百叶窗的挡风板41关闭，空气不能通过百页窗，保护散热翅片管10的防冻部位；环境温度高于0℃时所有百叶窗的挡风板41打开60°角，使更多的空气进入散热翅片管10的下部区域，增加原来风速较低部分的通风量，增大换热强度，解决夏季换热面积不足的问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。