蓮花凝汽器及赫茲干式冷卻系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】蓮花凝汽器及赫茲干式冷卻系統(tǒng) 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于火（核）電廠乏汽干式冷卻使乏汽變?yōu)槟Y(jié)水的技術(shù)領(lǐng)域，特別 涉及一種凝汽器及赫茲干式冷卻系統(tǒng)。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 火力發(fā)電每發(fā)一度電能，采用干式冷卻（又稱空冷）比采用濕式冷卻節(jié)省2. 5kg 的水。經(jīng)典的干式冷卻系統(tǒng)為混間、表間和直冷三種系統(tǒng)。由經(jīng)典的三種系統(tǒng)又派生出其 它六種冷卻系統(tǒng)。
[0003] 發(fā)達(dá)國家均已改稱空冷系統(tǒng)為dry cooling system。對于電站冷卻，換熱器、散熱 器、凝汽器和濕冷、干冷系統(tǒng)定義如下：
[0004]
[0005] 干式冷卻顯著的節(jié)水效果必然導(dǎo)致系統(tǒng)投資的變大和運(yùn)行費(fèi)用的增高。已有干式 冷卻系統(tǒng)的小缺陷和適配性的不足，迫使人們更換思路，集成各種冷卻系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，相互借 鑒。
[0006] ACC系統(tǒng)因系統(tǒng)簡單、運(yùn)行靈活、初投資低，換熱次數(shù)少而效率高，受到青睞。但隨 著環(huán)保要求的提升，ACC系統(tǒng)噪音擾民凸顯；ACC系統(tǒng)對大風(fēng)的風(fēng)向（比間冷）敏感，且風(fēng)扇 耗能較大。ACC系統(tǒng)在節(jié)能評估上遇到政策瓶頸，還有，一些發(fā)電公司的考核指標(biāo)中強(qiáng)制列 入廠用電率[有失公允，應(yīng)僅考核發(fā)電能（煤）耗，較為合理，例如，考核廠用電率，迫使一 些電廠的給水栗放棄電力驅(qū)動，改用蒸汽驅(qū)動]，使得ACC系統(tǒng)在與間冷的方案比選中遇到 了前所未有的困難。因此，保留ACC的優(yōu)點(diǎn)，消除風(fēng)扇能耗及噪音和降低大風(fēng)敏感性，為干 式冷卻的研究明確了方向。
[0007] 1993 年比利時 HAM0N-LUMMUS 公司首先提出 Natural Draft Condenser 的概念， 即后來被廣泛談?wù)摰腘DC系統(tǒng)，它的核心概念就是用自然抽風(fēng)冷卻塔替代ACC系統(tǒng)的風(fēng)扇 強(qiáng)制鼓風(fēng)。但該研究只停留在空冷凝汽器塔內(nèi)屋脊水平布置的層面上，簡單的說，就是去掉 ACC系統(tǒng)的風(fēng)扇，把ACC擺到冷卻塔內(nèi)。該公司的設(shè)計(jì)未能進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段。
[0008] 1994年德國 GEA 公司提出 Natural Draft Air Cooled Condenser 概念，即后來其 圖形被廣泛復(fù)制的NDACC系統(tǒng)?？绽淠髟谒?nèi)呈屋脊?fàn)钏讲贾茫虏吭鲈O(shè)有百葉窗， 也未能進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段。
[0009] 2014年四川省簡陽空冷器制造有限公司的李開建等人在對其專利"塔式直接空 冷"加裝引風(fēng)扇后，以陜西省神木縣大柳塔電廠的3kW發(fā)電機(jī)組為載體，使用混合通風(fēng)的形 式進(jìn)行了工業(yè)化試驗(yàn)。 【【實(shí)用新型內(nèi)容】】
[0010] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種蓮花凝汽器及赫茲干式冷卻系統(tǒng)。本實(shí)用新型借 鑒ACC系統(tǒng)簡單、運(yùn)行靈活、初投資低，換熱次數(shù)少而效率高的優(yōu)點(diǎn)；翅片的清潔方式采用 水沖洗，既可按傳統(tǒng)方式從側(cè)面沖洗（空冷凝汽器花瓣閉合狀態(tài)），也可由上向下沖洗（空 冷凝汽器開花方式，花瓣展開狀態(tài)）；采用"半開花"狀態(tài)防凍；采用"含苞待放"即花瓣閉 合狀態(tài)度夏；通過品字形布置凝結(jié)水管和配汽管道對凝結(jié)水進(jìn)行二次再熱，達(dá)到回收部分 廢棄熱能的目的。
[0011] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：
[0012] 蓮花凝汽器，包括兩根配汽立管和位于兩根配汽立管之間的一根凝結(jié)水回水立 管；配汽立管和凝結(jié)水回水立管之間通過多個傾斜的扁平基管連接；配汽立管上部有順流 逆流分隔斜板；配汽立管下部通過彎頭與配汽水平管道相連接，在配汽水平管道上設(shè)能夠 轉(zhuǎn)動的活動接頭；在配汽立管的頂端設(shè)抽氣管道，抽氣管道引接到蓮花凝汽器底部，經(jīng)彎頭 過度為抽氣水平管道，在抽氣水平管道上也設(shè)有能夠轉(zhuǎn)動的活動接頭；凝結(jié)水回水立管下 部通過彎頭與凝結(jié)水回收水平管道相連接，在凝結(jié)水回收水平管上也設(shè)能夠轉(zhuǎn)動的活動接 頭。
[0013] 本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于：活動接頭附近的配汽水平管道、活動接頭附近的 配汽水平管道以及活動接頭附近的抽氣水平管道共軸。
[0014] 本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于：配汽水平管道與凝結(jié)水回水水平管道等徑。
[0015] 本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于：活動接頭包括兩個帶凸沿的短管和至少兩瓣卡 箍；卡箍內(nèi)設(shè)有限位槽，相鄰卡箍通過連接螺栓固定連接；所有卡箍通過連接螺栓固定連 接星形成一個圓環(huán)，兩個帶凸沿的短管的凸臺卡于圓環(huán)的限位槽中；兩個帶凸沿的短管之 間設(shè)有旋轉(zhuǎn)密封件。
[0016] 本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于：所述旋轉(zhuǎn)密封件為一個截面為雙Y型的硅膠密封 圈，硅膠密封圈安裝于兩個帶凸沿的短管的端面之間，且與兩個帶凸沿的短管的端面接觸 密封。
[0017] 本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于：旋轉(zhuǎn)密封件包括截面為工字形的金屬密封環(huán)和兩 個O型硅膠密封圈；金屬密封環(huán)設(shè)置于兩個帶凸沿的短管的端面之間，O型硅膠密封圈安裝 于金屬密封環(huán)兩側(cè)的凹槽之中且與對應(yīng)的帶凸沿的短管的端面接觸密封。
[0018] 本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于：所述蓮花凝汽器為板狀。
[0019] 本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于：配汽水平管道、凝結(jié)水回收水平管上安裝有滾珠 軸承。
[0020] 赫茲干式冷卻系統(tǒng)，包括若干蓮花凝汽器、冷卻塔、排汽干管、配汽豎井和若干配 汽母管；若干蓮花凝汽器分為設(shè)置于冷卻塔外部的外圈凝汽器和設(shè)置于冷卻塔內(nèi)部的內(nèi)圈 凝汽器；排汽干管連接配汽豎井；配汽豎井的出口連接若干配汽母管的入口，配汽母管的 數(shù)量與蓮花凝汽器的數(shù)量相同；配汽母管的入口設(shè)有配汽閥門，配汽母管的出口等分為兩 根配汽平管，每根配汽平管連接對應(yīng)蓮花凝汽器的配汽立管；蓮花凝汽器的凝結(jié)水回水立 管通過活動接頭連接帶回水閥門的凝結(jié)水回收水平管，凝結(jié)水回收水平管架在二根配汽平 管上面；凝結(jié)水回收水平管連接回水環(huán)管，回水環(huán)管連接回水總管；抽氣管路通過活動接 頭和帶抽氣閥門的管路連接抽氣環(huán)管。
[0021] 相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0022] 本實(shí)用新型輻射狀再熱干式冷卻系統(tǒng)不采用NDC或NDACC的屋脊布置，而是將凝 汽器以立板的方式布置在自然抽風(fēng)冷卻塔的內(nèi)、外周圈，自然通風(fēng)。
[0023] 無百葉窗。在每年的3/4時段內(nèi)，百葉窗在是有害的，增加了冷風(fēng)流動的阻力，降 低了傳熱效率，因此本干冷系統(tǒng)不用百葉窗，防凍的手段是逆順流布置、開花方式運(yùn)行。另 外百葉窗還影響對翅片的清洗。
[0024] 在管溝中以品字狀布置凝結(jié)水回收管、蒸汽輸送管，對凝結(jié)水二次再熱。凝結(jié)水收 集環(huán)管直埋于地面下，用于保持地面平整，管溝蓋板有通氣條孔。
[0025] 本干冷系統(tǒng)具有利用自然通風(fēng)方式冷卻汽輪機(jī)排汽的新穎結(jié)構(gòu)和精巧布置，形成 了較大的換熱面積，并能夠獲取到較多的冷卻風(fēng)量，沒有老式ACC系統(tǒng)的能耗---風(fēng)機(jī)配 電動機(jī)的噪音和電耗；也沒有間冷的能耗---循環(huán)水栗配電動機(jī)的噪音和電耗，更沒有 間冷在汽機(jī)房內(nèi)所配備的凝汽器一一600MW機(jī)組可節(jié)省3600萬元。本干冷系統(tǒng)夏季可獲 得較低的凝汽器壓力，促進(jìn)滿發(fā)。本干冷系統(tǒng)集成了間冷和直冷的以下7個優(yōu)點(diǎn)：
[0026] 1，自然通風(fēng)：利用冷卻塔內(nèi)空氣的熱騰浮功能，省掉ACC的軸流風(fēng)機(jī)；
[0027] 2,與傳統(tǒng)的直接空冷相比，荷載轉(zhuǎn)移到地面：立板式凝汽器布置在地面上，把ACC 的高空荷載（主要是管束自重），轉(zhuǎn)移到了地面，使設(shè)計(jì)、運(yùn)行和維護(hù)變得簡單易行。
[0028] 3,與傳統(tǒng)的間接空冷相比，沒有換熱工質(zhì)（即循環(huán)水）的自重。在1個大氣壓下， 蒸汽凝結(jié)為水時，體積縮小1725倍。假定本直接空冷凝汽器的內(nèi)部容積與間冷散熱器的內(nèi) 部容積相等，那么，直接空冷凝汽器內(nèi)的水、汽合計(jì)重量，僅為間冷散熱器內(nèi)水重的萬分之 五點(diǎn)八。荷載的減少，對設(shè)計(jì)、運(yùn)行都頗有好處。
[0029] 4,立管自支撐：立管的支撐能力是水平管的數(shù)倍（如DN300管為2倍，隨著管徑的 增大，倍數(shù)也增大）。充分利用管柱在受壓、受扭以及各方向受彎方面的卓越性能。
[0030] 5,冷卻風(fēng)量變大：由于立板式凝汽器的風(fēng)阻變小，從而導(dǎo)致冷卻風(fēng)量變大。主要原 因是翅片管板和冷風(fēng)軌跡之間沒有夾角，冷風(fēng)通過"扁平管"后，經(jīng)過整流再次經(jīng)過內(nèi)圈立 板中的"扁平管"。
[0031] 6,抗凍措施：可任意設(shè)定逆流、順流管束的比例；冷卻立板"開花"防凍："開花"幅 度越大，防凍效果越好。
[0032] 7,遏制穿堂風(fēng)的形成：只要冷卻塔同一扇區(qū)的內(nèi)、外圈凝汽器不同時"開花"，就可 遏制穿堂風(fēng)。 【【附圖說明】】
[0033] 圖1為一字型支柱冷卻塔的立視圖。
[0034] 圖2為本實(shí)用新型直接空冷凝汽器外圈翅片管立板的俯視圖。它示意了直接空冷 凝汽器在夏季運(yùn)行時的"含苞待放"狀態(tài)，以謀取最大限度的熱交換。翅片管立板圍繞冷卻 塔進(jìn)風(fēng)口外的周圈布置。
[0035] 圖3也為本實(shí)用新型直接空冷凝汽器翅片管板的俯視圖。它示意了直接空冷凝汽 器在冬季運(yùn)行時的"開花"平躺狀態(tài)，這種平躺或半平躺的方式，可使通過凝汽器翅片管板 的冷風(fēng)量變少，用于防凍。
[0036] 圖4為本實(shí)用新型直接空冷凝汽器熱交換的核心部件的立視圖。為了繪圖上的清 晰，本圖省略了一些應(yīng)有的密封板。為應(yīng)對熱膨脹，該部件可以向上、向左和向右自由伸縮。
[0037] 圖5為本實(shí)用新型輻射狀再熱干式冷卻系統(tǒng)A-A軸線以下管路的平面圖。一個單 元包括2個管板，遠(yuǎn)端（下端）的管板為前述的管板，位于冷卻塔外，緊靠支柱，可以向外 "開花"；內(nèi)端的管板（部件14附近的管板），上文沒有敘述過，位于冷卻塔內(nèi)，緊靠支柱，可 以向內(nèi)"開花"。
[0038] 圖6為圖5的大樣圖。
[0039] 圖7為圖5、圖6的組合圖，構(gòu)成完整的輻射狀再熱干式冷卻系統(tǒng)。外環(huán)翅片管組 合板直立或向外"開花"，內(nèi)環(huán)翅片管組合板直立或向內(nèi)"開花"。
[0040] 圖8為汽輪機(jī)排汽口至配汽豎井管道的剖面圖。右側(cè)上部為均分蒸汽豎井罩，使