一种间冷塔竖直三角型散热器的气侧均流系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于火/核电站间接空冷领域，特别涉及一种间冷塔竖直三角型散热器的 气侧均流系统。
【背景技术】
[0002] 随着我国水资源的日趋紧张和其管理制度的日趋严格，自然通风间接空冷塔作为 电站的一种冷却方式，逐渐应用于我国西北、华北等干旱缺水地区。通常间接空冷塔内的循 环水通过竖直三角型散热器以对流换热的方式，将热量传递给环境空气。因此其冷却极限 为环境空气干球温度，冷却能力较低。
[0003] 根据现有的研宄表明，自然通风间冷塔的冷却能力受进风空气流场结构及进风量 影响较大，而环境自然风则直接改变进塔空气流场结构及其进风量的大小，并最终影响间 冷塔的整体冷却性能。
[0004] 如图1所示，为现有的间接空冷电站用自然通风间接空冷塔，竖直三角型散热器1 在进风口外侧竖直布置。如图2所示，为现有间冷塔竖直三角型散热器布置方式的半塔横 截面示意图。由图2可知，间冷塔竖直三角型散热器由若干个冷却三角沿间冷塔周向竖直 布置而成。沿间冷塔半塔周向，竖直三角型散热器可分为五个冷却扇段，沿整塔周向则可分 为十个扇段。为研宄环境自然风的影响，将迎风侧最头端的冷却三角的周向角度Θ定义 0°，将背风侧最后一个冷却三角的周向角度定义为180°。基于该预定义，间冷塔半塔五个 冷却扇段的周向角度依次为：第一扇段4,涵盖的扇角Θ的范围为〇°?36° ;第二扇段5， 涵盖的扇角Θ的范围为36°?72° ;第三扇段6,涵盖的扇角Θ的范围为72°?108° ; 第四扇段7,涵盖的扇角Θ的范围为108°?144° ;第五扇段8,涵盖的扇角Θ的范围为 144。?180。。
[0005] 如图3所示，为现有间冷塔一个冷却三角的横截面结构示意图，其是由两个相同 结构的冷却柱和一个百叶窗14组成。由图3可知，百叶窗14水平布置在竖直冷却三角的 进风口，起到调节进风量的作用。百叶窗在夏季保持全开，在较冷季节部分开启。如图2所 示，各散热冷却三角沿间冷塔周向均匀布置。如图2、图3所示，冷却三角中间对称面16的 水平面投影线即过间冷塔中心10的径向延长线9。如图4所示，为现有冷却三角的一个冷 却柱的横截面结构示意图。由图4可知，冷却柱采用的翅片管束式散热器，通常为4排管或 6排管，其中一侧为上水侧管束，而另一侧为下水侧管束。
[0006] 为方便说明环境自然风3对间冷塔各冷却三角的冷却性能的影响，现将冷却三角 的两个冷却柱分别预定义为冷却柱11和Θ +2冷却柱17,其中Θ 冷却柱11位于周向 角度Θ较小一侧，θ+2冷却柱17位于周向角度Θ较大一侧。无环境自然风影响时，环境 空气几乎全部能够近似沿径向自然流动进入冷却三角百叶窗内侧空腔内，并依次流经 冷却柱11和θ +2冷却柱17,从而完成换热。冷却三角内空气流场结构关于冷却三角中间 对称面16对称，其Θ 冷却柱11和Θ +2冷却柱17冷却性能相同。
[0007] 根据实际运行状况，间冷塔总是受到或大或小的环境自然风的影响，间冷塔设计 的环境自然风风速一般取为4m/s或6m/s。如图5所示，为在4m/s侧风下间冷塔的塔侧第 三扇段6的几个冷却三角空气流场结构示意图。如图5可知，4m/s的环境侧风造成塔侧空 气周向速度较大，从而使冷却三角空气入口处的进风偏离冷却三角对称面16 -定角度Θ d， 并在冷却三角的Θ4冷却柱Il进风侧引起低速漩涡，降低了 Θ 冷却柱Il的通风量，弱化 了 冷却柱11的冷却性能。如图6所示，为几个冷却三角的Θ 冷却柱11的下水侧管 束出口水温20和θ+2冷却柱17的下水侧管束出口水温21。由图6可知，Θ 冷却柱11的 出塔水温平均比Θ +2冷却柱17的出塔水温高约3. 5°C。
[0008] 如图7所示，为在4m/s的环境侧风下，间冷塔半塔各冷却三角空气入口处进风径 向偏离度9 d的周向变化曲线图。由图7可知，在第二扇段5、第三扇段6和第四扇段7的 塔侧范围内，冷却三角的进风偏离度都比较大，基本在45°?70°范围之内，远大于迎风 侧第一扇段4和背风侧第五扇段8内冷却三角的进风偏离度。根据上述4m/s的环境侧风 下第三扇段6的空气流场结构和出水温度分布的结果来类推：因为第二、第四扇段与第三 扇段同样具有较大的进风偏离度，环境侧风同样会在Θ 冷却柱11进风侧引起低速空气涡 流区域，从而降低其进风流速，继而减小冷却柱11的通风量，因此使得Θ 冷却柱11 的冷却性能弱化，最终造成冷却柱11的出塔水温明显升高，也使相应冷却三角整体性 能弱化。
[0009] 因此研发一种适用于间冷塔竖直三角型散热器的气侧流场均流系统，通过对塔侧 各冷却三角的现有空气流场结构进行优化、减小其进风偏离度，进而降低环境自然风对塔 侧冷却三角某一侧冷却柱冷却性能的不利影响，实现该侧冷却柱冷却性能和相应冷却三角 整体冷却性能的提高，并进而提高环境侧风下间冷塔的整体冷却性能，已成为一种急待解 决的问题。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足，提供一种间冷塔竖直三角型散热 器的气侧均流系统，解决环境侧风下塔侧各冷却三角空气入口处进风偏离程度较大所带来 的不利影响，通过塔侧各冷却三角内空气流场结构的优化组织，提高塔侧各冷却三角内空 气流场的均匀性，减小甚至消除各冷却三角空腔内的低速空气涡流区域，降低环境侧风对 冷却三角某一冷却柱的不利影响，从而提高冷却三角整体冷却性能，并最终改善提高间冷 塔竖直三角型散热器的整体冷却性能。
[0011] 为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
[0012] 一种间冷塔竖直三角型散热器的气侧均流系统，包括：
[0013] 多组沿间冷塔周向均匀布置的竖直三角型散热器，每组竖直三角型散热器中的两 相邻冷却三角的两相邻冷却柱并接，每组冷却三角的内置空腔内设有用于改变冷却三角进 风流向的中间均流平板，所述中间均流平板沿冷却三角的中间对称面布置，并向外延伸到 冷却三角的进风口的百叶窗外侧；所述两相邻冷却三角的两并接冷却柱交接点的外侧，沿 间冷塔径向向外延伸布设有用于聚拢和引流冷却三角外侧空气的端部均流平板。
[0014] 作为优选，所述中间均流平板和端部均流平板均沿竖直方向布置，且分别与冷却 三角的顶面和底面固定连接，所述端部均流平板分别与两相邻冷却三角的并接冷却柱的外 端壁固定。
[0015] 作为优选，所述中间均流平板和端部均流平板均采用矩形截面形状，用来降低冷 却三角进风偏离度，优化冷却三角空气流场结构，减小空气流过时的形体阻力。
[0016] 作为优选，所述中间均流平板和端部均流平板均采用倒梯形截面形状，用来降低 冷却三角进风偏离度，优化冷却三角空气流场结构，减小空气流过时的形体阻力。
[0017] 作为优选，所述中间均流平板与对应冷却三角内端顶点之间设有预留间隙。
[0018] 作为优选，所述中间均流平板和端部均流平板的外表面应平滑，用来减小空气流 过时产生的沿程摩擦阻力。
[0019] 作为优选，每组冷却三角的两端部均流平板关于各自的冷却三角的中心面对称布 置，用来保证在冷却三角的两侧为不同环境风向下的进风提供相同的均流作用。
[0020] 作为优选，各组中间均流平板与各组端部均流平板沿竖直方向的外端面处在以间 冷塔中心为圆心的同一圆柱弧面内。
[0021] 作为优选，在冷却三角的两侧冷却柱的夹角为α、冷却三角的两侧冷却柱的长边 长度均为L的条件下，中间均流平板内端与冷却三角内端顶点之间的距离为δ，应保证
【主权项】
1. 一种间冷塔竖直三角型散热器的气侧均流系统，其特征是，包括多组沿间冷塔周向 均匀布置的竖直三角型散热器，其特征是， 每组竖直三角型散热器中的两相邻冷却三角的两相邻冷却柱并接，每组冷却三角的内 置空腔内设有用于改变冷却三角进风流向的中间均流平板，所述中间均流平板沿冷却三角 的中间对称面布置，并向外延伸到冷却三角的进风口的百叶窗外侧；所述两相邻冷却三角 的两并接冷却柱交接点的外侧，沿间冷塔径向向外延伸布设有用于聚拢和引流冷却三角外 侧空气的端部均流平板。
2. 如权利要求1所述的一种间冷塔竖直三角型散热器的气侧均流系统，其特征是，所 述冷却三角的中间及端部均流平板均沿竖直方向布置，且分别与冷却三角的顶面和底面固 定连接，所述端部均流平板分别与两相邻冷却三角的并接冷却柱的外端壁固定。
3. 如权利要求1所述的一种间冷塔竖直三角型散热器的气侧均流系统，其特征是，所 述端部均流平板的顶面与竖直三角型散热器的顶面共面，所述端部均流平板的底面与竖直 三角型散热器的底面共面。
4. 如权利要求1所述的一种间冷塔竖直三角型散热器的气侧均流系统，其特征是，所 述中间均流平板和端部均流平板均采用矩形或倒梯形截面形状。
5. 如权利要求1所述的一种间冷塔竖直三角型散热器的气侧均流系统，其特征是，所 述中间均流平板与对应冷却三角内端顶点之间设有预留间隙。
6. 如权利要求1所述的一种间冷塔竖直三角型散热器的气侧均流系统，其特征是，所 述中间均流平板和端部均流平板的外表面应平滑。
7. 如权利要求1所述的一种间冷塔竖直三角型散热器的气侧均流系统，其特征是，每 组冷却三角的两端部均流平板关于各自的冷却三角的中间对称面对称布置。
8. 如权利要求1所述的一种间冷塔竖直三角型散热器的气侧均流系统，其特征是，各 组中间均流平板与各组端部均流平板沿竖直方向的外端面处在以间冷塔中心为圆心的同 一圆柱弧面内。
9. 如权利要求5所述的一种间冷塔竖直三角型散热器的气侧均流系统，其特征 是，在每组冷却三角的两侧冷却柱的夹角为a、冷却三角的两侧冷却柱的长边长度均 为L的条件下，中间均流平板内端与对应冷却三角内端顶点之间的距离为S，应保证
端部均流平板自两并接冷却三角的两冷却柱的交接点，沿间冷塔径向 向外延伸距离1，应保iH
10. 如权利要求1所述的一种间冷塔竖直三角型散热器的气侧均流系统，其特征是，所 述百叶窗采用纵向布置的平直板片结构。
【专利摘要】本发明公开了一种间冷塔竖直三角型散热器的气侧均流系统，包括多组沿间冷塔的周向布置的竖直三角型散热器，每组竖直三角型散热器中的两相邻冷却三角的两相邻冷却柱并接，每组冷却三角的空腔内设有中间均流平板，沿冷却三角中间对称面布置并延伸到进风口百叶窗外侧，通过冷却三角的顶面和底面固定；端部均流平板设于两并接冷却三角的交接处的外侧，与两相邻冷却柱外端壁分别固定，沿间冷塔径向向外延伸布置。本发明通过多组均流平板配合各组冷却三角沿间冷塔周向均匀布置，构成沿间冷塔周向布置的气侧均流系统，从而在塔侧各扇段内实现对间冷塔竖直三角型散热器的进风均流作用，并最终提高了间冷塔竖直三角型散热器的整体冷却性能。
【IPC分类】F28F25-12
【公开号】CN104613807
【申请号】CN201510055778
【发明人】赵元宾, 孙奉仲, 杨玉杰, 李岩
【申请人】山东大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年2月3日