专利名称：防止冻结的直接空冷凝汽器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种直接空冷凝汽器，适用于水源缺乏的火力发电站及透 平直接空冷凝汽器系统。
(二)
背景技术：
直接空冷凝汽器系统其由换热管束、管束支撑A型架、风机群、钢平
台、挡风墙、蒸汽管道、凝结水管道、抽真空管道、水环真空泵(射汽抽 气器)及电气控制系统组成。直接空冷凝汽器由风机对换热管束进行吹风， 将发电机/透平机来的水蒸汽在换热管束内冷凝成水，以保持发电机组/透平
机组的排出压力稳定在设计值运行。传热管束按照一定的"K/D"比排列 布置。
以往技术的空冷凝汽器顺逆流单元的系统布置方案如图1所示。换热 管束系统由蒸汽分配管(蒸汽进口)、顺流单元、逆流单元、凝水联箱、抽 真空系统以及凝水管路(略)组成。顺逆流管束分别集中布置，形成集中 的顺、逆流风机单元。水蒸汽由蒸汽分配管分配进入顺流管束，经换热后 大部分蒸汽凝结成水经凝水联箱通过凝水管路排出，剩余的蒸汽进入逆流 管束，水蒸气凝结后经凝水联箱通过凝水管路排出，不凝性气体由抽真空 系统排出系统。但直接空冷凝汽器系统在运行过程中由于蒸汽侧处于负压环境(真空 状态)，水蒸汽中会含有一定量的不凝性气体，这部分不凝性气体主要由锅 炉给水系统的给水处理化学品而产生，也有部分是由汽轮机轴封处、整个 蒸汽一凝水管路焊接或阀门等附件连接处漏点空气泄漏所产生的。当机组 运行时，由于传热管束各管排蒸汽流量分配不均匀，每个风机单元风量分 布不均匀(风机单元中部风量大，两侧隔墙处风量小)等原因，使得每个 风机单元中部传热管的传热推动力加大，使得蒸汽流量增加，导致管内流 速增加，配合管外风速较风墙侧大，使得传热增强；而边排几根管子的蒸 汽流量减少，管内流速降低，配合管外由于风量小，且在风机隔墙处管束 角落形成回旋涡流，导致送风的能量损失，伴随着风速的降低使得传热效 果下降，管内凝结的蒸汽量下降，而导致蒸汽内夹杂的不凝性气体积聚， 使得传热进一步变差，使边排管几根管子的压力降比中间传热管大。如附 图2所示，在边排管几根管子下半部形成了一个低压区，不凝性气体在这 个地方聚集，而在凝结水联箱内压力基本一致，又导致在中间管内未冷凝 的部分蒸汽倒流入边排管几根管子，这样不凝性气体夹杂在两股蒸汽之间 无法排出。而在北方地区，当机组处于冬季运行时，由于环境温度很低， 边排管几根管子上部冷凝的凝结水流过这些冷的缺少蒸汽的不凝性气体团 区域时就会逐渐冷却至过冷，随着时间的推移将发生冻结，最终造成管内 流通通道堵塞，严重时将造成传热管冻裂，后果严重。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种能消除引起系统冻结的根源，即翅片换热管间压力不平衡引起蒸汽回流，导致不凝性气体积聚在传 热管中部，引起上部凝水在顺着管道留下的时候通过不凝性气团时过冷导 致冻结的防止冻结的直接空冷凝汽器。
本发明的目的是这样实现的 一种防止冻结的直接空冷凝汽器，包括 蒸汽分配管、风机单元、凝水联箱、抽真空系统以及凝水管路，所述风机 单元有若干个，在每一风机单元风速较大的中间位置布置顺流传热管束， 在每一风机单元风速较小的两侧隔墙位置布置逆流传热管束，所述顺流传 热管束分别与蒸汽分配管和凝水联箱相连通，逆流传热管束分别与凝水联 箱和抽真空系统相连通。水蒸汽由蒸汽分配管分配进入各风机单元的顺流 传热管束，经换热后大部分蒸汽凝结成水经凝水联箱通过凝水管路排出， 剩余的蒸汽进入逆流传热管束，水蒸气凝结后经凝水联箱通过凝水管路排 出，不凝性气体由抽真空系统排出系统。
本发明改变原"K/D"系统逆流管束集中布置的形式，取消单独的逆 流传热管束单元布置方式，将空冷逆流管束平均布置到每一风机单元，特 别的将逆流传热管布置在靠近风机单元间隔墙的位置，也就是说将原集中 设置的逆流管束分散至每个单元，不再设置单独的逆流单元，将逆流管束 布置在每个单元的单元隔墙处。具体每个单元布置的逆流传热管的数量， 需经热力计算和空气动力计算，以达到最佳的平衡点。可适用于单排管、 双排管以及多排管系统。
与以往技术相比，使用这种布置形式，避免了由于管束迎面风速差异 大，引起传热管换热量不均、管内阻力不均，导致管内形成低压区，大量积聚不凝性气体，进而导致管内结冰的情况发生；而且将逆流传热管人为 地布置在换热效果较差的部位，在抽真空设备的运转下，使得逆流管内气 体呈流动状态，避免不凝性气体在管内逗留、积聚，造成管内结冻现象的 发生。该系统不仅提高了使整个空冷岛的换热均匀性，而且也提高了换热 效率并简化了系统结构。在齿轮箱上可以不设逆止器，在冬季，可以根据 实际环境温度以及换热量进行每个风机的停运及反转控制，以达到最好的 回暖防冻效果。不需再设置逆流、顺流控制之分，使得每个风机的控制都 可以采用同一套控制程序来进行控制，简化设计、施工、调试、运行复杂 程度，降低初投资成本，大大降低用户在操作和维护上所花费的时间和成 本。此系统具有冬季防冻能力强、调节相应快、运行成本低的优点。
图1为以往技术的空冷凝汽器顺逆流单元的系统布置方案图。 图2为使用以往技术的布置方案时，管内不凝性气体积聚导致管内结 冰的示意图。
图3为本发明防止冻结的直接空冷凝汽器顺逆流管束的布置方案示意图。
图4为使用本发明技术时管内蒸汽走向示意图。 图中附图标记
蒸汽分配管l (蒸汽进口)、风机单元2、凝水联箱3、抽真空系统4、 顺流传热管束2.K逆流传热管束2.2、风机单元分界线2.3、蒸汽进口5、 顺流单元6、逆流单元7、边排管8、中间管9、不凝性气体团IO、凝结区A、过冷区B、风机单元隔墙ll。 具体实施方式
本发明防止冻结的直接空冷凝汽器的换热管束系统如图3，主要由蒸 汽分配管l (蒸汽进口)、风机单元2、凝水联箱3、抽真空系统4以及凝 水管路(略)组成。所述风机单元2有若干个，在每一风机单元2风速较 大的中间位置布置顺流传热管束2.1,在每一风机单元2风速较小的两侧隔 墙位置布置逆流传热管束2.2.水蒸汽由蒸汽分配管分配进入各风机单元的 顺流传热管束2.1，经换热后大部分蒸汽凝结成水经凝水联箱3通过凝水管 路排出，剩余的蒸汽进入逆流传热管束2.2，水蒸气凝结后经凝水联箱通过 凝水管路排出，不凝性气体由抽真空系统4排出系统，如图4所示。
权利要求
1、一种防止冻结的直接空冷凝汽器，包括蒸汽分配管(1)、风机单元(2)、凝水联箱(3)、抽真空系统(4)以及凝水管路，其特征在于所述风机单元(2)有若干个，在每一风机单元(2)的中间位置布置顺流传热管束(2.1)，在每一风机单元(2)的两侧隔墙位置布置逆流传热管束(2.2)，所述顺流传热管束(2.1)分别与蒸汽分配管(1)和凝水联箱(3)相连通，逆流传热管束(2.2)分别与凝水联箱(3)和抽真空系统(4)相连通。
全文摘要
本发明涉及一种防止冻结的直接空冷凝汽器，适用于水源缺乏的火力发电站及透平直接空冷凝汽器系统。包括蒸汽分配管(1)、风机单元(2)、凝水联箱(3)、抽真空系统(4)以及凝水管路，所述风机单元(2)有若干个，在每一风机单元(2)的中间位置布置顺流传热管束(2.1)，在每一风机单元(2)的两侧隔墙位置布置逆流传热管束(2.2)，所述顺流传热管束(2.1)分别与蒸汽分配管(1)和凝水联箱(3)相连通，逆流传热管束(2.2)分别与凝水联箱(3)和抽真空系统(4)相连通。本发明能消除引起系统冻结的根源，即翅片换热管间压力不平衡引起蒸汽回流，导致不凝性气体积聚在传热管中部，引起上部凝水在顺着管道留下的时候通过不凝性气团时过冷导致冻结。
文档编号F28B1/06GK101526313SQ20091002809
公开日2009年9月9日 申请日期2009年1月8日 优先权日2009年1月8日
发明者瀚 江, 王永新, 薛海君 申请人:江苏双良空调设备股份有限公司