阅读说明：本技术 用于电站空冷凝汽器的活塞式机械通风装置 (Piston type mechanical ventilation device for air-cooled condenser of power station ) 是由 孔艳强 杨晓茹 杨立军 杜小泽 杨勇平 于 2018-07-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了属于电站冷却系统领域的一种用于电站空冷凝汽器的活塞式机械通风装置,它包括风板、碰撞开关、电机、钢丝绳、固定桥架、回风门、防回风门以及四周密封墙体构成的风道,其中风道分为鼓风风道、稳流风道和收缩风道；采用活塞式机械通风装置驱动外部冷却空气进入空冷凝汽器管束进行热交换,取代了电站常用大直径轴流风机旋转鼓风方式,冷却空气沿着风道垂直平稳上升,使管束表面空气流量分配均匀,减小凝汽器管束由于温度分布不均带来的热应力损害。另外,冷却空气靠鼓风风道内风板的推力作用进入空冷单元,可以有效防止环境横向风对空冷单元空气动力学性能的不利影响。在相同换热能力要求下,活塞式机械通风方式可以减小电机功率,节约厂用电量。(The invention discloses piston type mechanical ventilation devices for a power station air-cooled condenser, belonging to the field of power station cooling systems, comprising wind plates, a collision switch, a motor, a steel wire rope, a fixed bridge, a return air , an anti-return air and wind channels formed by surrounding sealing walls, wherein the wind channels are divided into a blast air channel, a steady flow air channel and a contraction air channel, the piston type mechanical ventilation devices are adopted to drive external cooling air to enter a tube bundle of the air-cooled condenser for heat exchange, a large-diameter axial flow fan rotating blast mode commonly used in power stations is replaced, the cooling air vertically and stably rises along the wind channels, the air flow distribution on the surface of the tube bundle is uniform, the thermal stress damage caused by the nonuniform temperature distribution of the tube bundle of the condenser is reduced, in addition, the cooling air enters an air-cooled unit by the thrust action of the wind plates in the blast air channel, the adverse influence of the aerodynamic performance of the air-cooled unit by environmental transverse air can be effectively prevented, and.)

用于电站空冷凝汽器的活塞式机械通风装置

技术领域

本发明属于电站冷却系统领域，特别涉及用于电站空冷凝汽器的活塞式机械通风装置。

背景技术

直接空冷技术由于具有显著节水优势，近年来在我国缺水地区燃煤电站和太阳能电站中获得了广泛采用。直接空冷系统由数十个呈矩形阵列形式排列的空冷凝汽器单元34构成，翅片管束和风机群通过支柱36支撑在空冷平台上，空冷平台往往高达几十米，用来提供足够的吸风空间，为减少环境风的不利影响，空冷岛四周布置有挡风墙35结构，空冷岛旁设有锅炉房32、汽轮机房33等建筑，如图1所示。汽轮机排汽经蒸汽管道1进入呈“Λ”型结构的空冷单元翅片管束2，翅片管束布置在空冷单元两侧，空冷单元底部安装有大直径轴流风机3，通过风机叶片旋转进行强制通风，对空冷单元翅片管束内汽轮机排汽进行冷却，蒸气凝结成水后被凝结水箱4收集利用，如图2所示。

轴流风机出口旋转上升的流场与“Λ”型管束特殊结构，使空冷单元内空气动力场分配极不均匀，沿每侧管束表面出现高流量区和低流量区，管束表面热负荷不均匀分布带来热应力损害、管束冷却效率下降，严重影响机组运行经济性和安全性。此外，对于由数十个空冷单元构成的整个空冷凝汽器，环境横向风的流动方向与轴流风机轴向垂直，造成风机入口静压降低，流动变形加剧，尤其是处于风场上游的风机，动力学性能显著下降，相应空冷单元翅片管束传热性能也急剧恶化。环境风动能在上游风机群空气动力学性能影响下迅速衰减，使空冷凝汽器散热性能存在风效应强作用区和弱作用区，并呈现明显的空间分布规律，大尺度空冷传热表面流动传热性能差异性增加，换热器效能降低。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于电站空冷凝汽器的活塞式机械通风装置，其特征在于，所述电站空冷凝汽器的活塞式机械通风装置由风板、碰撞开关、电机、钢丝绳、固定桥架、回风门、防回风门以及四周密封墙体构成的风道组成，其中风道由左鼓风风道25、右鼓风风道26、稳流风道6和收缩风道5构成。

所述风板包括左风板8和右风板9，如图3和图4所示。左风板8沿左鼓风风道25上下运行，右风板9沿右鼓风风道26上下运行，一个风板运行至鼓风风道顶部时，另一风板运行至鼓风风道底部，两风板交替运行，以保证冷却空气连续不断地输送；所述风板的材质选择轻质材料，如木板、有机玻璃等，具体尺寸以通道尺寸而定。

每个风板安装四组滚轮装置，每组滚轮装置由两个上下布置的滚轮27以及滚轮支架28构成，如图5和图6所示，鼓风风道侧面开有四组滚轮凹槽31，滚轮在滚轮凹槽内滚动带动风板上下运行，以达到运行稳定、防止磨损的作用；滚轮由轴承轮29和防磨外轮30组成，采用过盈配合，防磨外轮可定期更换。

所述鼓风风道顶部设置有防回风门22，可在两鼓风风道顶部交替移动；鼓风风道顶部侧面开有左回风门12和右回风门13，回风门进口布置过滤网，防止环境空气中杨絮、柳絮等进入凝汽器管束。

在鼓风风道顶部分别安装有第一上碰撞开关14、第二上碰撞开关15，第三上碰撞开关16和第四上碰撞开关17；在鼓风风道下部分别安装有第一下碰撞开关18、第二下碰撞开关19，第三下碰撞开关20和第四下碰撞开关21，用于控制风板活塞式循环往复运行。

每个风板由一个电机和钢丝绳控制其上下运行，其中第一电机23位于左风板8正上方，第二电机24位于右风板9的正上方；电机与风板之间通过钢丝绳7焊接连接；各电机安装于鼓风风道顶端中心位置，用支撑桥架11固定。

所述风道尺寸(各部分风道垂直高度、截面尺寸和收缩比等)应使进入冷却单元的气流方向与风道轴线之间的夹角满足：俯仰角小于等于1°，偏航角小于等于1°；冷却空气流量靠变频风机转速控制，风机转速越高，风板上升和下降速度越快。

本发明的有益效果是采用活塞式机械通风装置驱动外部冷却空气进入空冷凝汽器管束进行热交换，取代了电站常用大直径轴流风机旋转鼓风方式，冷却空气沿着风道垂直平稳上升，使管束表面空气流量分配均匀，减小凝汽器管束由于温度分布不均带来的热应力损害。另外，冷却空气靠鼓风风道内风板的推力作用进入空冷单元，可以有效防止环境横向风对空冷单元空气动力学性能的不利影响。在相同换热能力要求下，活塞式式机械通风方式可以减小电机功率，节约厂用电量。

附图说明

图1为现有电站机械通风直接空冷凝汽器示意图。

图2为现有电站空冷凝汽器单元示意图。

图3为电站空冷凝汽器活塞式机械通风装置示意图。

图4为电站空冷凝汽器活塞式机械通风装置主视图。

图5为风板、滚轮装置示意图。(a)风板与滚轮装置；(b)滚轮轴承；(c)防磨外轮。

图6为风板、四周墙体俯视图。(a)风板与滚轮装置；(b)四周墙体结构。

图7为活塞式机械通风方式流程图。(a)过程1：左风板8上行、右风板9下行；(b)过程2：左风板8到达顶部、右风板9到达底部；(c)过程3：左风板8下行、右风板9上行。

具体实施方式

本发明提出一种用于电站空冷凝汽器的活塞式机械通风装置，下面结合附图予以说明。

如图3和图4所示的用于电站空冷凝汽器活塞式机械通风装置示意图，图中所示活塞式机械通风装置由风板、碰撞开关、电机、钢丝绳、固定桥架、回风门、防回风门以及四周密封风道组成；风道由左鼓风风道25、右鼓风风道26、稳流风道6和收缩风道5构成。

所述风板包括左风板8和右风板9。左风板8沿左鼓风风道25上下运行，右风板9沿右鼓风风道26上下运行，一个风板运行至鼓风风道顶部时，另一风板运行至鼓风风道底部，两风板交替运行，以保证冷却空气连续不断地输送；所述风板的材质选择轻质材料，如木板、有机玻璃等，具体尺寸以通道尺寸而定。

所述每个风板安装有四组滚轮装置，每组滚轮装置由两个上下布置的滚轮27以及滚轮支架28构成，如图5和图6所示，鼓风风道侧面开有四组滚轮凹槽31，滚轮在滚轮凹槽内滚动带动风板上下运行，以达到运行稳定、防止磨损的作用；滚轮由轴承轮29和防磨外轮30组成，采用过盈配合，防磨外轮可定期更换。

所述鼓风风道顶部设置有防回风门22，可在两鼓风风道顶部交替移动，当防回风门22移动至左鼓风风道25顶部，右鼓风风道26与稳流风道6联通，当防回风门22移动至右鼓风风道26顶部，左鼓风风道25与稳流风道6联通。鼓风风道顶部侧面开有左回风门12和右回风门13，用于联通和阻隔外界环境，回风门进口布置过滤网，防止环境空气中杨絮、柳絮等进入凝汽器管束。

在鼓风风道顶部分别安装有第一上碰撞开关14、第二上碰撞开关15，第三上碰撞开关16和第四上碰撞开关17；在鼓风风道下部分别安装有第一下碰撞开关18、第二下碰撞开关19，第三下碰撞开关20和第四下碰撞开关21，用于控制风板活塞式循环往复运行。

所述每个风板由一个电机和钢丝绳控制其上下运行，其中第一电机23位于左风板8正上方，第二电机24位于右风板9的正上方；电机与风板之间通过钢丝绳7焊接连接；各电机安装于鼓风风道顶端中心位置，用支撑桥架11固定。

所述风道尺寸(各部分风道垂直高度、截面尺寸和收缩比等)应使进入冷却单元的气流方向与风道轴线之间的夹角满足：俯仰角小于等于1°，偏航角小于等于1°；冷却空气流量靠变频风机转速控制，风机转速越高，风板上升和下降速度越快。

所述电站活塞式机械通风直接空冷凝汽器的工作原理是汽轮机排汽经蒸汽管道1进入“Λ”型布置的翅片管束2进行冷却，蒸汽凝结成水汇集于凝结水箱4进行循环利用。翅片管束下部安装有活塞式机械通风装置，驱动外部冷却空气进入空冷凝汽器管束进行热交换。图7给出了风板在风道内的鼓风流程：图(a)过程1为位于左鼓风风道25内的左风板8在电机钢丝绳的牵引下上行，位于右鼓风风道26内的右风板9在电机钢丝绳的牵引下下行，第一电机23和第二电机24的转动方向相反。防回风门22位于右鼓风风道26顶部，回风门12处于关闭状态，左鼓风风道25此时与稳流风道6相通，冷却空气沿左鼓风风道25通过稳流风道6、收缩风道5进入空冷凝汽器。回风门13处于打开状态，环境空气从回风门13进入右鼓风风道26，使右风板9上下气压相等。当左风板8继续运行到达顶端

位置时，右风板9运行至

位置，如图7(b)过程2所示。左风板8会触碰第一上碰撞开关14和第二上碰撞开关15，此时带来三个作用结果：防回风门22动作，并迅速向左运行至左鼓风风道25顶部；回风门12打开，环境空气即将进入左鼓风风道25；第一电机23动作，对应的钢丝绳7下放，左风板8开始下行。右风板9运行至

位置会触碰第三下碰撞开关20和第四下碰撞开关21，随之带来两个作用结果：回风门13关闭，右鼓风风道26此时与稳流风道6相通；第二电机24动作，对应的钢丝绳7上拉，右风板9开始上行。两风板继续运行，到达图7(c)过程3，两风板运行状态与过程1相反，左风板8在电机钢丝绳的牵引下下行，右风板9在电机钢丝绳的牵引下上行，第一电机23和第二电机24的转动方向相反。防回风门22位于左鼓风风道25顶部，回风门12处于打开状态，环境空气从回风门12进入左鼓风风道，使左风板8上下气压相等。回风门13处于关闭状态，右鼓风风道26此时与稳流风道6相通，冷却空气沿右鼓风风道26通过稳流风道6、收缩风道5进入空冷凝汽器。如此，左右风板循环往复活塞式运行，驱动外部冷却空气进入空冷凝汽器管束进行热交换。