莲花凝汽器及赫兹干式冷却系统的制作方法
【专利说明】莲花凝汽器及赫兹干式冷却系统 【技术领域】
[0001] 本实用新型属于火（核）电厂乏汽干式冷却使乏汽变为凝结水的技术领域，特别 涉及一种凝汽器及赫兹干式冷却系统。 【【背景技术】】
[0002] 火力发电每发一度电能，采用干式冷却（又称空冷）比采用湿式冷却节省2. 5kg 的水。经典的干式冷却系统为混间、表间和直冷三种系统。由经典的三种系统又派生出其 它六种冷却系统。
[0003] 发达国家均已改称空冷系统为dry cooling system。对于电站冷却，换热器、散热 器、凝汽器和湿冷、干冷系统定义如下：
[0004]
[0005] 干式冷却显著的节水效果必然导致系统投资的变大和运行费用的增高。已有干式 冷却系统的小缺陷和适配性的不足，迫使人们更换思路，集成各种冷却系统的优点，相互借 鉴。
[0006] ACC系统因系统简单、运行灵活、初投资低，换热次数少而效率高，受到青睐。但随 着环保要求的提升，ACC系统噪音扰民凸显；ACC系统对大风的风向（比间冷）敏感，且风扇 耗能较大。ACC系统在节能评估上遇到政策瓶颈，还有，一些发电公司的考核指标中强制列 入厂用电率[有失公允，应仅考核发电能（煤）耗，较为合理，例如，考核厂用电率，迫使一 些电厂的给水栗放弃电力驱动，改用蒸汽驱动]，使得ACC系统在与间冷的方案比选中遇到 了前所未有的困难。因此，保留ACC的优点，消除风扇能耗及噪音和降低大风敏感性，为干 式冷却的研究明确了方向。
[0007] 1993 年比利时 HAM0N-LUMMUS 公司首先提出 Natural Draft Condenser 的概念， 即后来被广泛谈论的NDC系统，它的核心概念就是用自然抽风冷却塔替代ACC系统的风扇 强制鼓风。但该研究只停留在空冷凝汽器塔内屋脊水平布置的层面上，简单的说，就是去掉 ACC系统的风扇，把ACC摆到冷却塔内。该公司的设计未能进入实际应用阶段。
[0008] 1994年德国 GEA 公司提出 Natural Draft Air Cooled Condenser 概念，即后来其 图形被广泛复制的NDACC系统。空冷凝汽器在塔内呈屋脊状水平布置，下部增设有百叶窗， 也未能进入实际应用阶段。
[0009] 2014年四川省简阳空冷器制造有限公司的李开建等人在对其专利"塔式直接空 冷"加装引风扇后，以陕西省神木县大柳塔电厂的3kW发电机组为载体，使用混合通风的形 式进行了工业化试验。 【【实用新型内容】】
[0010] 本实用新型的目的在于提供一种莲花凝汽器及赫兹干式冷却系统。本实用新型借 鉴ACC系统简单、运行灵活、初投资低，换热次数少而效率高的优点；翅片的清洁方式采用 水冲洗，既可按传统方式从侧面冲洗（空冷凝汽器花瓣闭合状态），也可由上向下冲洗（空 冷凝汽器开花方式，花瓣展开状态）；采用"半开花"状态防冻；采用"含苞待放"即花瓣闭 合状态度夏；通过品字形布置凝结水管和配汽管道对凝结水进行二次再热，达到回收部分 废弃热能的目的。
[0011] 为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
[0012] 莲花凝汽器，包括两根配汽立管和位于两根配汽立管之间的一根凝结水回水立 管；配汽立管和凝结水回水立管之间通过多个倾斜的扁平基管连接；配汽立管上部有顺流 逆流分隔斜板；配汽立管下部通过弯头与配汽水平管道相连接，在配汽水平管道上设能够 转动的活动接头；在配汽立管的顶端设抽气管道，抽气管道引接到莲花凝汽器底部，经弯头 过度为抽气水平管道，在抽气水平管道上也设有能够转动的活动接头；凝结水回水立管下 部通过弯头与凝结水回收水平管道相连接，在凝结水回收水平管上也设能够转动的活动接 头。
[0013] 本实用新型进一步的改进在于：活动接头附近的配汽水平管道、活动接头附近的 配汽水平管道以及活动接头附近的抽气水平管道共轴。
[0014] 本实用新型进一步的改进在于：配汽水平管道与凝结水回水水平管道等径。
[0015] 本实用新型进一步的改进在于：活动接头包括两个带凸沿的短管和至少两瓣卡 箍；卡箍内设有限位槽，相邻卡箍通过连接螺栓固定连接；所有卡箍通过连接螺栓固定连 接星形成一个圆环，两个带凸沿的短管的凸台卡于圆环的限位槽中；两个带凸沿的短管之 间设有旋转密封件。
[0016] 本实用新型进一步的改进在于：所述旋转密封件为一个截面为双Y型的硅胶密封 圈，硅胶密封圈安装于两个带凸沿的短管的端面之间，且与两个带凸沿的短管的端面接触 密封。
[0017] 本实用新型进一步的改进在于：旋转密封件包括截面为工字形的金属密封环和两 个O型硅胶密封圈；金属密封环设置于两个带凸沿的短管的端面之间，O型硅胶密封圈安装 于金属密封环两侧的凹槽之中且与对应的带凸沿的短管的端面接触密封。
[0018] 本实用新型进一步的改进在于：所述莲花凝汽器为板状。
[0019] 本实用新型进一步的改进在于：配汽水平管道、凝结水回收水平管上安装有滚珠 轴承。
[0020] 赫兹干式冷却系统，包括若干莲花凝汽器、冷却塔、排汽干管、配汽竖井和若干配 汽母管；若干莲花凝汽器分为设置于冷却塔外部的外圈凝汽器和设置于冷却塔内部的内圈 凝汽器；排汽干管连接配汽竖井；配汽竖井的出口连接若干配汽母管的入口，配汽母管的 数量与莲花凝汽器的数量相同；配汽母管的入口设有配汽阀门，配汽母管的出口等分为两 根配汽平管，每根配汽平管连接对应莲花凝汽器的配汽立管；莲花凝汽器的凝结水回水立 管通过活动接头连接带回水阀门的凝结水回收水平管，凝结水回收水平管架在二根配汽平 管上面；凝结水回收水平管连接回水环管，回水环管连接回水总管；抽气管路通过活动接 头和带抽气阀门的管路连接抽气环管。
[0021] 相对于现有技术，本实用新型具有以下优点：
[0022] 本实用新型辐射状再热干式冷却系统不采用NDC或NDACC的屋脊布置，而是将凝 汽器以立板的方式布置在自然抽风冷却塔的内、外周圈，自然通风。
[0023] 无百叶窗。在每年的3/4时段内，百叶窗在是有害的，增加了冷风流动的阻力，降 低了传热效率，因此本干冷系统不用百叶窗，防冻的手段是逆顺流布置、开花方式运行。另 外百叶窗还影响对翅片的清洗。
[0024] 在管沟中以品字状布置凝结水回收管、蒸汽输送管，对凝结水二次再热。凝结水收 集环管直埋于地面下，用于保持地面平整，管沟盖板有通气条孔。
[0025] 本干冷系统具有利用自然通风方式冷却汽轮机排汽的新颖结构和精巧布置，形成 了较大的换热面积，并能够获取到较多的冷却风量，没有老式ACC系统的能耗---风机配 电动机的噪音和电耗；也没有间冷的能耗---循环水栗配电动机的噪音和电耗，更没有 间冷在汽机房内所配备的凝汽器一一600MW机组可节省3600万元。本干冷系统夏季可获 得较低的凝汽器压力，促进满发。本干冷系统集成了间冷和直冷的以下7个优点：
[0026] 1，自然通风：利用冷却塔内空气的热腾浮功能，省掉ACC的轴流风机；
[0027] 2,与传统的直接空冷相比，荷载转移到地面：立板式凝汽器布置在地面上，把ACC 的高空荷载（主要是管束自重），转移到了地面，使设计、运行和维护变得简单易行。
[0028] 3,与传统的间接空冷相比，没有换热工质（即循环水）的自重。在1个大气压下， 蒸汽凝结为水时，体积缩小1725倍。假定本直接空冷凝汽器的内部容积与间冷散热器的内 部容积相等，那么，直接空冷凝汽器内的水、汽合计重量，仅为间冷散热器内水重的万分之 五点八。荷载的减少，对设计、运行都颇有好处。
[0029] 4,立管自支撑：立管的支撑能力是水平管的数倍（如DN300管为2倍，随着管径的 增大，倍数也增大）。充分利用管柱在受压、受扭以及各方向受弯方面的卓越性能。
[0030] 5,冷却风量变大：由于立板式凝汽器的风阻变小，从而导致冷却风量变大。主要原 因是翅片管板和冷风轨迹之间没有夹角，冷风通过"扁平管"后，经过整流再次经过内圈立 板中的"扁平管"。
[0031] 6,抗冻措施：可任意设定逆流、顺流管束的比例；冷却立板"开花"防冻："开花"幅 度越大，防冻效果越好。
[0032] 7,遏制穿堂风的形成：只要冷却塔同一扇区的内、外圈凝汽器不同时"开花"，就可 遏制穿堂风。 【【附图说明】】
[0033] 图1为一字型支柱冷却塔的立视图。
[0034] 图2为本实用新型直接空冷凝汽器外圈翅片管立板的俯视图。它示意了直接空冷 凝汽器在夏季运行时的"含苞待放"状态，以谋取最大限度的热交换。翅片管立板围绕冷却 塔进风口外的周圈布置。
[0035] 图3也为本实用新型直接空冷凝汽器翅片管板的俯视图。它示意了直接空冷凝汽 器在冬季运行时的"开花"平躺状态，这种平躺或半平躺的方式，可使通过凝汽器翅片管板 的冷风量变少，用于防冻。
[0036] 图4为本实用新型直接空冷凝汽器热交换的核心部件的立视图。为了绘图上的清 晰，本图省略了一些应有的密封板。为应对热膨胀，该部件可以向上、向左和向右自由伸缩。
[0037] 图5为本实用新型辐射状再热干式冷却系统A-A轴线以下管路的平面图。一个单 元包括2个管板，远端（下端）的管板为前述的管板，位于冷却塔外，紧靠支柱，可以向外 "开花"；内端的管板（部件14附近的管板），上文没有叙述过，位于冷却塔内，紧靠支柱，可 以向内"开花"。
[0038] 图6为图5的大样图。
[0039] 图7为图5、图6的组合图，构成完整的辐射状再热干式冷却系统。外环翅片管组 合板直立或向外"开花"，内环翅片管组合板直立或向内"开花"。
[0040] 图8为汽轮机排汽口至配汽竖井管道的剖面图。右侧上部为均分蒸汽竖井罩，使