[實(shí)用新型]一種間冷塔用可氣側(cè)自均流的分柱防凍式冷卻單元

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520076467.4
• 申請(qǐng)日: 2015-02-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204418742U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙元賓;孫奉仲;楊玉杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): E04H5/12
• 分類號(hào): E04H5/12
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 趙妍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于火/核電站間接空冷領(lǐng)域，特別涉及一種間冷塔用可氣側(cè)自均流的分柱防凍式冷卻單元。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)水資源管理制度的日趨嚴(yán)格，間接空冷塔作為火/核電站的一種冷卻方式，逐漸應(yīng)用于我國(guó)西北、華北等干旱缺水地區(qū)。通常間接空冷塔內(nèi)的循環(huán)水通過(guò)冷卻三角型散熱器以對(duì)流換熱的方式，將熱量傳遞給環(huán)境空氣。因此其冷卻極限為環(huán)境空氣干球溫度，冷卻能力相對(duì)較低，特別是夏季炎熱工況，極易造成間接空冷電站出力不足的現(xiàn)象。同時(shí)由于間冷塔運(yùn)行在我國(guó)冬季比較寒冷的西北和華北地區(qū)，冬季冷卻柱散熱管束的局部過(guò)冷是影響間冷塔安全運(yùn)行的主要問(wèn)題。

根據(jù)現(xiàn)有的研究表明，間冷塔冷卻特性受進(jìn)風(fēng)空氣流場(chǎng)結(jié)構(gòu)及其進(jìn)風(fēng)量影響較大，而環(huán)境自然風(fēng)的存在則會(huì)直接改變進(jìn)塔空氣流場(chǎng)結(jié)構(gòu)及其進(jìn)風(fēng)量的大小，并最終影響間冷塔的整體冷卻性能及其水溫分布。

如圖1所示，為現(xiàn)有的間接空冷電站用自然通風(fēng)間接空冷塔，三角型冷卻單元1在進(jìn)風(fēng)口外側(cè)豎直布置。如圖2所示，為現(xiàn)有間冷塔三角型冷卻單元的縱向投影。由圖2可知，三角型冷卻單元豎直布置在間冷塔塔殼2下方的間冷塔支柱3和封板4的外側(cè)，由散熱冷卻柱5和進(jìn)氣百葉窗6組成，其中進(jìn)氣百葉窗6為板片結(jié)構(gòu)，水平布置在三角型冷卻單元外側(cè)；循環(huán)水自冷卻柱下方水管7進(jìn)入冷卻柱上水側(cè)管束后經(jīng)下水側(cè)管束流出，而環(huán)境空氣8則橫掠散熱管束以對(duì)管內(nèi)循環(huán)水進(jìn)行冷卻。如圖3所示，為現(xiàn)有間冷塔一個(gè)三角型冷卻單元的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。由圖2、圖3可知，現(xiàn)有三角型冷卻單元的進(jìn)氣百葉窗6，水平橫接在兩冷卻柱外端。由圖3可知，兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的冷卻柱和一個(gè)進(jìn)氣百葉窗6組成一個(gè)三角型冷卻單元，因其呈三角形狀，又稱之為冷卻三角。由于現(xiàn)有間冷塔用三角型冷卻單元即冷卻三角內(nèi)并無(wú)任何均流措施，在環(huán)境風(fēng)條件下，冷卻三角進(jìn)氣百葉窗處空氣速度出現(xiàn)偏離時(shí)，必然造成兩冷卻柱通風(fēng)量及冷卻性能的差異。如圖4所示，為現(xiàn)有冷卻三角的一側(cè)冷卻柱的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖，冷卻柱采用的翅片管束式散熱器，通常為4排管或6排管。

如圖5所示，為現(xiàn)有間冷塔冷卻三角布置方式的半塔橫截面示意圖。由圖5可知，沿間冷塔半塔周向，冷卻三角可組成五個(gè)冷卻扇段，沿整塔周向則可組成十個(gè)冷卻扇段。為研究環(huán)境自然風(fēng)14的影響，將迎風(fēng)側(cè)最頭端的冷卻三角的周向角度θ定義0°，將背風(fēng)側(cè)最后一個(gè)三角型冷卻單元的周向角度定義為180°。基于該預(yù)定義，間冷塔半塔五個(gè)扇段的周向角度依次為：第一扇段15，涵蓋的扇角范圍為0°～36°；第二扇段16，涵蓋的扇角范圍為36°～72°；第三扇段17，涵蓋的扇角范圍為72°～108°；第四扇段18，涵蓋的扇角范圍為108°～144°；第五扇段19，涵蓋的扇角范圍為144°～180°。如圖5所示，各冷卻三角沿間冷塔周向均勻布置，冷卻三角中心線20的一側(cè)延長(zhǎng)線過(guò)間冷塔中心21。

為方便說(shuō)明環(huán)境自然風(fēng)14對(duì)間冷塔各冷卻三角的冷卻性能的影響，現(xiàn)將一個(gè)冷卻三角的兩個(gè)冷卻柱分別預(yù)定義為θ_-1冷卻柱9和θ₊₂冷卻柱13，其中θ_-1冷卻柱9位于周向角度θ較小一側(cè)，θ₊₂冷卻柱13位于周向角度θ較大一側(cè)。無(wú)環(huán)境自然風(fēng)影響時(shí)，環(huán)境空氣幾乎全部能夠沿間冷塔徑向自然流動(dòng)進(jìn)入冷卻三角，并依次流經(jīng)θ_-1冷卻柱9和θ₊₂冷卻柱13，完成換熱。此時(shí)，進(jìn)氣百葉窗和冷卻柱所圍成的冷卻三角內(nèi)置空腔內(nèi)的空氣流場(chǎng)結(jié)構(gòu)關(guān)于冷卻三角中間對(duì)稱面12對(duì)稱，其θ_-1冷卻柱9和θ₊₂冷卻柱13冷卻性能完全相同。