專(zhuān)利名稱(chēng)：直接空冷電站空冷島與風(fēng)力發(fā)電一體化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于動(dòng)力能源設(shè)備與技術(shù)領(lǐng)域。特別涉及利用環(huán)境風(fēng)場(chǎng)對(duì)電站直接空 冷系統(tǒng)運(yùn)行的不利影響，將風(fēng)力發(fā)電機(jī)與直接空冷系統(tǒng)空冷島進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)安 裝，從而有效利用環(huán)境風(fēng)場(chǎng)能量進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電，減少機(jī)組用電，削弱環(huán)境風(fēng)場(chǎng)的 不利影響，改善空冷系統(tǒng)運(yùn)行特性，降低機(jī)組背壓的一種直接空冷電站空冷島與 風(fēng)力發(fā)電一體化裝置。
背景技術(shù)：
我國(guó)北方地區(qū)富煤缺水，使電站空冷技術(shù)獲得了快速發(fā)展。直接空冷機(jī)組以 環(huán)境空氣作為汽輪機(jī)排汽的冷卻介質(zhì)，因此環(huán)境氣象條件，尤其是環(huán)境風(fēng)場(chǎng)，如 風(fēng)速、風(fēng)向、風(fēng)頻等將會(huì)顯著影響空冷系統(tǒng)內(nèi)冷卻空氣的流動(dòng)傳熱特性，進(jìn)而影 響機(jī)組運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。 一方面，環(huán)境風(fēng)場(chǎng)使空冷凝汽器翅片管束的流動(dòng) 阻力增加，導(dǎo)致空冷風(fēng)機(jī)冷卻空氣流量減??；另一方面，環(huán)境風(fēng)場(chǎng)不利于空冷凝 汽器出口熱空氣的順利排出，使熱空氣重新進(jìn)入空冷凝汽器入口或直接在空冷凝 汽器內(nèi)部形成回流，導(dǎo)致凝汽器進(jìn)口空氣溫度升高，空冷系統(tǒng)傳熱性能惡化。我國(guó)"三北"地區(qū)擁有豐富的風(fēng)力資源，對(duì)直接空冷機(jī)組的運(yùn)行極為不利。 而風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，適合建設(shè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。因此可以進(jìn)行直接空冷燃煤發(fā) 電機(jī)組和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的聯(lián)合建設(shè)，通過(guò)風(fēng)力發(fā)電，將環(huán)境風(fēng)場(chǎng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電 能，為直接空冷機(jī)組提供一部分廠(chǎng)用電，以驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)或水泵等輔機(jī)的運(yùn)行；環(huán)境 風(fēng)場(chǎng)經(jīng)過(guò)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)化后，動(dòng)能減小，對(duì)直接空冷系統(tǒng)運(yùn)行的影響減弱， 有利于直接空冷機(jī)組的安全高效運(yùn)行。進(jìn)行直接空冷電站空冷島和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的 一體化設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行，可以提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，對(duì)直接空冷燃煤電站的 節(jié)能減排具有一定作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)環(huán)境風(fēng)場(chǎng)對(duì)空冷系統(tǒng)運(yùn)行的不利影響，提出一種直接空 冷電站空冷島與風(fēng)力發(fā)電一體化裝置。其特征在于，大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)布置在空冷島的空冷平臺(tái)外部，而小型風(fēng)力機(jī)安裝于空冷平臺(tái)下部的混凝土立柱支撐之間， 形成一體化結(jié)構(gòu)。
所述大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，在空冷島的平臺(tái)外圍布置，即布置在除靠近主機(jī)房側(cè) 的空冷島的其它三側(cè)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的塔架高度為空冷平臺(tái)擋風(fēng)墻上緣高度與風(fēng)力 發(fā)電機(jī)風(fēng)輪半徑之和，風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架與空冷島的距離取為空冷平臺(tái)擋風(fēng)墻上緣 高度，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的數(shù)量根據(jù)空冷島的長(zhǎng)度和寬度，以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)之間的拉開(kāi)
距離確定對(duì)于300MW及以上容量的空冷機(jī)組，風(fēng)力發(fā)電機(jī)額定功率在500KW以 上，葉輪直徑大于40m。風(fēng)力發(fā)電機(jī)數(shù)量多于4臺(tái)，均勻布置在空冷島外圍。在 空冷平臺(tái)下部的混凝土立柱支撐之間，安裝小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，額定功率在100KW 以下，葉輪直徑在15-20m。小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)置原則為，風(fēng)輪葉片平面基本與 混凝土立柱支撐之間的中心連接面平齊，每間隔一列混凝七立柱支撐，設(shè)置一臺(tái) 風(fēng)力發(fā)電機(jī)，而且風(fēng)力機(jī)的h風(fēng)面始終對(duì)著空冷島的外部。
本發(fā)明的有益效果是本裝置通過(guò)風(fēng)力發(fā)電機(jī)吸收環(huán)境風(fēng)場(chǎng)的動(dòng)能，轉(zhuǎn)化為電 能，從而削弱環(huán)境風(fēng)場(chǎng)對(duì)直接空冷系統(tǒng)運(yùn)行的不利影響，改善空冷系統(tǒng)的運(yùn)行特 性。


圖1為直接空冷電站空冷島與風(fēng)力發(fā)電一體化裝置設(shè)計(jì)安裝示意圖。
圖2為直接空冷電站空冷島與風(fēng)力發(fā)電一體化裝置俯視圖。
圖3為采用空冷島與風(fēng)力發(fā)電一體化裝置的直接空冷電廠(chǎng)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提出一種直接空冷電站空冷島與風(fēng)力發(fā)電一體化裝置。在圖l所示直 接空冷電站空冷島與風(fēng)力發(fā)電一體化裝置設(shè)計(jì)安裝示意圖中，大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)4 安裝在直接空冷系統(tǒng)空冷平臺(tái)的外圍，小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)3安裝在混凝土立柱支撐 2之間。
對(duì)于2x300MW直接空冷機(jī)組，建議安裝在空冷平臺(tái)外圍的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)4 的額定功率為600KW左右，葉輪直徑為40-45m。風(fēng)力機(jī)數(shù)量一般為4臺(tái)，在空冷 島l正面布置兩臺(tái)，在兩側(cè)各布置一臺(tái)，如圖1所示。風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架高度為空冷平臺(tái)上緣高度與風(fēng)輪半徑(葉片長(zhǎng)度)之和，在65m到70m之間。風(fēng)力發(fā)電機(jī) 塔架與空冷平臺(tái)之間的距離在45-50m的范圍，基本與空冷平臺(tái)擋風(fēng)墻上緣高度 相當(dāng)?？绽鋶u1正面布置的兩臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)之間的距離在60m-70m之間，對(duì)稱(chēng)布 置在空冷島1正面。側(cè)面布置的一臺(tái)風(fēng)力機(jī)位于空冷島1側(cè)面長(zhǎng)度居中偏空冷島 正面方向的位置。
對(duì)于2x600MW直接空冷機(jī)組，風(fēng)力發(fā)電機(jī)數(shù)量一般為5-7臺(tái)，在空冷島1正 面布置三臺(tái)，在兩側(cè)各布置一臺(tái)或兩臺(tái)。也可根據(jù)實(shí)際空冷系統(tǒng)的布局，選擇不 同容量的風(fēng)力發(fā)電機(jī)類(lèi)型和數(shù)量。在空冷平臺(tái)下部的混凝土立柱支撐2之間，安 裝小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)3，小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)額定功率在100KW以下，葉輪直徑在15-18m 之間，小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架高度為空冷軸流風(fēng)機(jī)下緣高度與小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪 半徑(葉片長(zhǎng)度)之差，再考慮小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)尾流與空冷軸流風(fēng)機(jī)流場(chǎng)之間的 彼此影響后，在20m到25m之間進(jìn)行一定的修正，修正量取為2-5m。小型風(fēng)力發(fā) 電機(jī)的設(shè)置原則為，對(duì)于30(MW及以上容量的空冷機(jī)組，小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)額定功 率在100KW以下，葉輪直徑小于20m。風(fēng)輪葉片平面基本與混凝土立柱支撐2之 間的中心連接面平齊，每間隔一列混凝土立柱支撐2設(shè)置一臺(tái)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)3， 而且小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)3的上風(fēng)面始終對(duì)著空冷島1的外部，如圖2所示?？拷?冷島1正面的混凝土立柱支撐2之間的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)3，其上風(fēng)面朝向空冷島 1正面，而在靠近兩側(cè)的混凝土立柱支撐2之間的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)3，其上風(fēng)面 朝向空冷島l側(cè)面。
圖3給出了采用空冷島與風(fēng)力發(fā)電一體化裝置的直接空冷電廠(chǎng)示意圖。主要 設(shè)備和廠(chǎng)房等排列順序依次為外圍的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)4、內(nèi)部的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī) 3、空冷島1、汽機(jī)房5、鍋爐房6、煙囪7。與傳統(tǒng)的燃煤直接空冷電廠(chǎng)相比， 由于在空冷島l外圍和空冷平臺(tái)下部布置了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，可以充分利用我國(guó)北 方富煤缺水地區(qū)風(fēng)力資源豐富的特點(diǎn)，把環(huán)境風(fēng)場(chǎng)的能量轉(zhuǎn)化為電能，既可以并 網(wǎng)提供電力，也可以離網(wǎng)滿(mǎn)足電廠(chǎng)水泵和風(fēng)機(jī)等輔機(jī)的電力需求，降低電廠(chǎng)廠(chǎng)用 電。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的設(shè)置，可以有效削弱環(huán)境風(fēng)場(chǎng)對(duì)直接空冷系統(tǒng)運(yùn)行的不利影響， 使空冷系統(tǒng)的運(yùn)行性能得到改善，機(jī)組運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性提高。
權(quán)利要求
1. 一種直接空冷電站空冷島與風(fēng)力發(fā)電一體化裝置，其特征在于，大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)布置在空冷島的空冷平臺(tái)外部，而小型風(fēng)力機(jī)安裝于空冷平臺(tái)下部的混凝土立柱支撐之間，形成一體化結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述直接空冷電站空冷島與風(fēng)力發(fā)電一體化裝置，其特 征在于，所述大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)均勻布置在空冷島外側(cè)，其塔架高度為空冷平臺(tái)擋 風(fēng)墻上緣高度與風(fēng)輪半徑即葉片長(zhǎng)度之和，塔架與空冷平臺(tái)之間的距離與空冷平 臺(tái)擋風(fēng)墻上緣高度相當(dāng)，對(duì)于300MW及以上容量的空冷機(jī)組，大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)額 定功率在500KW以上，葉輪直徑大于40m，大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)數(shù)量多于4臺(tái)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述直接空冷電站空冷島與風(fēng)力發(fā)電一體化裝置，其特征 在于，所述小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝在空冷平臺(tái)下部混凝土立柱支撐之間，其塔架高 度為空冷風(fēng)機(jī)下緣高度與風(fēng)輪半徑即葉片長(zhǎng)度之差，再減去考慮了小型風(fēng)力發(fā)電 機(jī)尾流與空冷軸流風(fēng)機(jī)流場(chǎng)之間彼此影響后的修正量得到，該修正量取為2-5m; 小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪葉片T面與混凝土立柱支撐之間的中心連接面平齊，每間隔 一列混凝土立柱支撐，設(shè)置一臺(tái)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)上風(fēng)面始終對(duì) 著空冷島的外部；對(duì)于300MW及以上容量的空冷機(jī)組，小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)額定功率 在100KW以下，葉輪直徑小于20m。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了屬于能源動(dòng)力技術(shù)領(lǐng)域的一種直接空冷電站空冷島與風(fēng)力發(fā)電一體化裝置。風(fēng)力發(fā)電用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)分別安裝在空冷島平臺(tái)的外圍和空冷平臺(tái)支撐結(jié)構(gòu)之間。安裝在空冷平臺(tái)外圍的為大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，旨在把空冷平臺(tái)上部環(huán)境風(fēng)場(chǎng)的能量轉(zhuǎn)化為電能，以削弱環(huán)境風(fēng)場(chǎng)對(duì)空冷島出口熱空氣的壓制作用，減少空冷系統(tǒng)熱回流；安裝在空冷平臺(tái)支撐結(jié)構(gòu)之間的為小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)，旨在把空冷平臺(tái)下部環(huán)境風(fēng)場(chǎng)的能量轉(zhuǎn)化為電能，以削弱環(huán)境風(fēng)場(chǎng)對(duì)空冷軸流風(fēng)機(jī)運(yùn)行的不利影響，提高冷卻空氣流量，改善空冷系統(tǒng)冷卻效果。本發(fā)明既可以把環(huán)境風(fēng)場(chǎng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，降低電廠(chǎng)用電，又能有效削弱環(huán)境風(fēng)場(chǎng)對(duì)直接空冷系統(tǒng)運(yùn)行的不利影響，改善空冷系統(tǒng)的運(yùn)行特性。
文檔編號(hào)F28B1/06GK101504257SQ20091007971
公開(kāi)日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2009年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月6日
發(fā)明者杜小澤, 楊勇平, 楊立軍 申請(qǐng)人:華北電力大學(xué)