專利名稱：用于電站空冷凝汽器的傾斜不等間距波形翅片扁平管裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
木發(fā)明屬于能源動力技術(shù)領(lǐng)域。特別涉及利用空冷凝汽器管束和空冷風機之
間所形成的"A"型空冷單元結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的冷卻空氣流場不均的特點，以提高流經(jīng)翅片管束冷卻空氣流速的均勻性，降低空氣流動損失，改善空冷凝汽器冷卻效果，提高電站直接空冷系統(tǒng)的運行性能的一種用于電站空冷凝汽器的傾斜不等間距波形翅片扁平管裝置。
背景技術(shù)：
由于我國北方地區(qū)富煤缺水，電站空冷技術(shù)獲得了快速發(fā)展。與傳統(tǒng)的濕冷機組相比，直接空冷機組的空冷系統(tǒng)龐大，空冷單元數(shù)量多，空冷風機直徑大，冷卻空氣流量大。研究表明，空冷風機出口流場極不均勻，除了軸向流速，還存在徑向流速和周向流速。對于速度最大的軸向流速，沿著風機半徑方向的分布也是變化的。由風機中心向外，速度先增加后減小。此外，直接空冷單元的翅片管束分左右兩列呈"A"型傾斜布置。如圖1所示的現(xiàn)有直接空冷單元結(jié)構(gòu)示意圖，汽輪機排汽通過蒸汽分配管1進入空冷凝汽器翅片管束，冷卻空氣在軸流風機4的作用卜流經(jīng)翅片管束，使管束內(nèi)的蒸汽冷凝后進入凝結(jié)水聯(lián)箱3?，F(xiàn)有600MW直接空冷機組凝汽器多采用單排波形翅片扁平管束結(jié)構(gòu)，如圖2所示，波形翅片2沿著扁平管的長軸方向平行、均勻釬焊在扁平管5上。上述特殊的翅片管束布置方式和不規(guī)則的軸流風機出口流場使得流經(jīng)翅片管束的空氣流速極不均勻，沿管束由上到下，風速呈現(xiàn)先大后小，再增大，又減小的規(guī)律，導(dǎo)致空冷凝汽器冷卻效果下降。
根據(jù)直接空冷單元結(jié)構(gòu)特點和風機出口風速的變化規(guī)律，可考慮使空冷凝汽器波形翅片傾斜一定角度，保持翅片表面與風機軸向出口風速平行。 一方面，這樣的翅片設(shè)計可有效防止翅片表面積灰，另一方面，翅片傾斜布置降低了冷卻空氣流動阻力，有利于空氣流動。同時，翅片間距設(shè)計成不均勻形式，風機出口風速大的區(qū)域，翅片間距稀疏，而風機出口風速小的區(qū)域，翅片間距相對加密，使
3翅片表面冷卻空氣流速更為均勻，以改善空冷單元傳熱特性，提高冷卻效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有空冷單元不同區(qū)域翅片管束表面風速不均勻，流場 紊亂，流動阻力大帶來的空冷單元傳熱性能得不到充分發(fā)揮的缺陷，提出一種用 于電站空冷凝汽器的傾斜不等間距波形翅片扁平管裝置，其特征在于，在汽輪機
排汽的蒸汽分配管1下面布置空冷凝汽器翅片管束，分左右兩列呈"A"型傾斜 布置，空冷凝汽器翅片管束由扁平管5及在扁平管5上平行于軸流風機4軸向風 方向傾斜布置的波形翅片2構(gòu)成，空冷凝汽器翅片管束下端連接凝結(jié)水聯(lián)箱3; 波形翅片2間距采取疏、密、疏、密形式設(shè)置成不等間距的不均勻結(jié)構(gòu)。
所述波形翅片與扁平管5的長軸方向成傾斜角0 = 1^ (p為左右管束之間
的夾角，通常為60°)，即與軸流風機軸向風速方向平行，不等間距釬焊在扁平管 5上。所述波形翅片間距沿空冷凝汽器管束從上向下，采取疏、密、疏、密形式 設(shè)置成不等間距，旨在使空冷風機出口的冷卻空氣以較小的壓力損失均勻地流過 空冷凝汽器翅片管束，并能有效地抑制空冷凝汽器翅片管束積灰現(xiàn)象。
本發(fā)明的有益效果是采用的空冷凝汽器波形翅片傾斜一定角度，保持翅片表 面與風機軸向出口風速平行結(jié)構(gòu)， 一方面有效防止翅片表面積灰，另一方面，翅 片傾斜布置降低了冷卻空氣流動阻力，有利于空氣流動。同時，翅片間距設(shè)計成 不均勻形式，風機出口風速大的區(qū)域，翅片間距稀疏，而風機出口風速小的區(qū)域， 翅片間距相對加密，使翅片表面冷卻空氣流速更為均勻，空冷單元傳熱性能得到 改善，空冷系統(tǒng)運行的安全性和經(jīng)濟性提高。


圖1為現(xiàn)有直接空冷單元結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為現(xiàn)有空冷凝汽器波形翅片扁平管結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為采用傾斜不等間距波形翅片扁平管束的直接空冷單元結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為新型傾斜不等間距波形翅片扁平管結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明提出一種用于電站空冷凝汽器的傾斜不等間距波形翅片扁平管裝置， 即在圖2所示現(xiàn)有空冷凝汽器波形翅片扁平管結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，使波形翅片傾斜一
定角度釬焊在扁平管上，同時在不同的扁平管位置上，翅片采用不均勻間距。
圖3所示為采用傾斜不等間距波形翅片扁平管束的直接空冷單元結(jié)構(gòu)示意 圖。圖中，蒸汽分配管1下面空冷凝汽器翅片管束分左右兩排以一定夾角(一般
為60° )呈"A"型布置在軸流風機上部?？绽淠鞒崞苁杀馄焦?及在 扁平管5上平行于軸流風機4軸向風方向傾斜布置的波形翅片2構(gòu)成，空冷凝汽 器翅片管束下端連接凝結(jié)水聯(lián)箱3。汽輪機排汽通過蒸汽分配管1進入空冷凝汽 器翅片管束，冷卻空氣在軸流風機4的作用下流經(jīng)翅片管束，使管束內(nèi)的蒸汽冷 凝后進入凝結(jié)水聯(lián)箱3。軸流風機4出口風速主要為軸向速度，而且軸向速度沿 風機半徑方向的分布不均勻。實驗表明，由軸流風機4軸心向外，軸向速度先增 大后減小。特殊的直接空冷單元結(jié)構(gòu)形式和軸流風機出口風速分布規(guī)律，導(dǎo)致流 經(jīng)空冷凝汽器翅片管束表面的冷卻空氣流速極不均勻，由管束頂部向下，流速呈 大、小、大、小的交替分布。此外，現(xiàn)有翅片管束的翅片表面與水平方向呈30° 夾角(如圖1所示)，環(huán)境空氣中的灰塵極易在上面集聚，產(chǎn)生翅片污染而使傳 熱性能下降?？梢姡F(xiàn)有空冷凝汽器用的波形翅片扁平管束結(jié)構(gòu)(如圖2所示)， 不能充分發(fā)揮翅片管束的傳熱性能，冷卻效果不佳。為此，本發(fā)明提出一種新型 翅片管結(jié)構(gòu)，可在一定程度上克服上述缺點。
圖4給出了該新型傾斜不等間距波形翅片扁平管結(jié)構(gòu)示意圖。在原有波形翅 片扁平管束結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，波形翅片2沿著扁平管5的長軸方向傾斜角度0=60°， 與軸流風機4軸向風速方向平行，不等間距釬焊在扁平管5上。此時軸流風機4 出口冷卻空氣不需要改變方向，沿著波形翅片表面通過空冷凝汽器管束，減小了 流動損失。在風機轉(zhuǎn)速維持不變的條件下，冷卻空氣流量增加，可改善空冷凝汽 器的傳熱性能。由于不同位置波形翅片表面空氣流速不同，翅片設(shè)計成不等間距 結(jié)構(gòu)。由空冷凝汽器翅片管束頂部向下，波形翅片間距采取疏、密、疏、密形式。 即在冷卻空氣流速高的位置，翅片間距大，而在冷卻空氣流速低的位置，翅片間距小。這樣的波形翅片間距將使波形翅片表面流速更為均勻，波形翅片傳熱面積 得以充分利用，空冷凝汽器傳熱性能得到改善。波形翅片間距的選取原則為，沿 著翅片管長度，設(shè)置四個不同的翅片間距，每個相同翅片間距區(qū)的長度近似相等。 稀疏波形翅片區(qū)的翅片間距取為2.5-3ram，而密集波形翅片區(qū)的翅片間距取為 2-2.5mm，即沿著空冷凝汽器翅片管束由頂部向下，四個不同間距翅片區(qū)的翅片 間距取值為2. 5-3鵬、2-2. 5畫、2. 5-3mm、 2-2. 5咖，具體數(shù)值根據(jù)空冷風機的性 能和空冷系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)確定。
采用上述結(jié)構(gòu)后，軸流風機出口冷卻空氣無需改變方向直接進入空冷凝汽器 翅片管束沖刷翅片表面，流動阻力降低，而且流經(jīng)不同間距的翅片區(qū)域后，流速 也更為均勻，冷卻效果得到改善。
權(quán)利要求
1. 一種用于電站空冷凝汽器的傾斜不等間距波形翅片扁平管裝置，在汽輪機排汽的蒸汽分配管下面布置空冷凝汽器翅片管束，分左右兩列呈“A”型傾斜布置，其特征在于，空冷凝汽器翅片管束由扁平管及在扁平管上平行于軸流風機軸向風方向傾斜布置的波形翅片構(gòu)成，空冷凝汽器翅片管束下端連接凝結(jié)水聯(lián)箱；波形翅片間距采取疏、密、疏、密形式設(shè)置成不等間距的不均勻結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述用于電站空冷凝汽器的傾斜不等間距波形翅片扁平管裝置，其特征在于，所述波形翅片與扁平管的長軸方向成傾斜角^ = ^^，即與 軸流風機軸向風速方向平行，不等間距釬焊在扁平管上，其中p為左右空冷凝汽 器翅片管束之間的夾角，選取為60°，旨在使空冷風機出口的冷卻空氣以較小的 壓力損失均勻地流過空冷凝汽器翅片管束，并能有效地抑制空冷凝汽器翅片管束 積灰現(xiàn)象。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述用于電站空冷凝汽器的傾斜不等間距波形翅片扁平管 裝置，其特征在于，所述波形翅片間距沿空冷凝汽器管束從上向下，采取疏、密、 疏、密形式設(shè)置成不等間距。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述用于電站空冷凝汽器的傾斜不等間距波形翅片扁平管裝置，其特征在于，所述波形翅片由空冷凝汽器管束頂部向下分成四個不同間距 翅片區(qū)，四個不同間距翅片區(qū)的翅片間距取值為2. 5-3mm、 2-2. 5mm、 2. 5-3mm、 2-2.5mm，即翅片間距為疏密交錯布置。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于能源動力技術(shù)領(lǐng)域的一種用于電站空冷凝汽器的傾斜不等間距波形翅片扁平管裝置。蒸汽分配管下面空冷凝汽器翅片管束分左右兩排以一定夾角呈“A”型布置在軸流風機上部。空冷凝汽器翅片管束由扁平管及在扁平管上平行于軸流風機軸向風方向傾斜一定角度后，不等間距釬焊在扁平管上的波形翅片構(gòu)成?？绽淠鞒崞苁露诉B接凝結(jié)水聯(lián)箱。波形翅片間距采取疏、密、疏、密形式布置，采用該結(jié)構(gòu)的目的是減少冷卻空氣流動阻力，降低翅片管束表面空氣流場的不均勻性，以充分利用翅片管束傳熱面積，改善空冷凝汽器傳熱性能，提高冷卻效果，保障電站空冷系統(tǒng)運行的安全性和經(jīng)濟性。
文檔編號F28F13/00GK101498560SQ20091007958
公開日2009年8月5日 申請日期2009年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月10日
發(fā)明者杜小澤, 楊勇平, 楊立軍 申請人:華北電力大學(xué)