一种发电站用空冷器
阅读说明：本技术 一种发电站用空冷器 (Air cooler for power station ) 是由 许宏亮 许洪江 王宏兵 李延伟 姬国胜 高奎奎 白会强 于 2021-07-15 设计创作，主要内容包括：一种发电站用空冷器,其壳体为方形,壳体的四个侧面设有百叶窗,百叶窗具有多片叶板,叶板的两端设有转轴,在各叶板同侧端的转轴上设有齿轮,各齿轮与同一活动齿条啮合连接；在某一叶板两端的转轴上连接有偏心的风板,风板位于壳体的外部,且沿转轴的轴向方向设置。本发明巧妙地利用风板实现了对各种风向的自适应,而且能够根据风力大小自动调节百叶窗迎风面开度与背风面开度,使风机的吸风量及背压保持稳定,从而使发电机能够持续稳定地运行。本发明结构简单、成本低廉、自适应性强、不需要复杂的控制电路和机构,但是较好地解决了横向风对空冷器的影响。(An air cooler for a power station is characterized in that a shell is square, shutters are arranged on four side faces of the shell, each shutter is provided with a plurality of blades, rotating shafts are arranged at two ends of each blade, gears are arranged on the rotating shafts at the same side ends of the blades, and each gear is meshed with the same movable rack; the rotating shafts at two ends of one blade plate are connected with eccentric air plates, and the air plates are positioned outside the shell and arranged along the axial direction of the rotating shafts. The invention skillfully utilizes the wind plates to realize self-adaptation to various wind directions, and can automatically adjust the opening degree of the windward side and the opening degree of the leeward side of the shutter according to the wind power, so that the suction volume and the back pressure of the fan are kept stable, and the generator can continuously and stably run. The invention has simple structure, low cost and strong adaptability, does not need complex control circuit and mechanism, but better solves the influence of transverse air on the air cooler.)
技术领域
本发明涉及空冷器
技术领域
，尤其是涉及一种发电站用空冷器。背景技术
发电机在运行中，铜铁损耗转化为热能，发电机内部发热严重，尤其是定子绕组，其温度不能超过120℃。为了保证发电机的长期持续运行，需要空冷器对发电机内部进行冷却。空冷器是一种利用外界冷风来实现对流体降温的换热设备。如图1所示，目前的空冷器大致为方箱形，方箱的四周开设有百叶窗。翅片式散热管束1设置在方箱的上方，在翅片式散热管束的下方安装有风机3和导风筒2，导风筒2与百叶窗的进风方向垂直。在风机的作用下，外界冷空气自百叶窗进入导风筒2内，然后再高速吹在翅片式散热管束1上，将来自发电机内部的热气体介质所传递出的热量带走，使发电机内部得到冷却。
空冷机的冷却能力受外界风力的影响较大，尤其是横向风。横向风横穿过迎风面百叶窗和背风面百叶窗，根据伯努利流体原理，横向风在壳体内的横向流动会在导风筒内产生负压，导致风机的吸风量下降，背压升高。实践证明，当横向风速持续大于6m/s时，会导致风机吸风量的明显下降，背压显著升高。当横向风速持续大于10m/s时，空冷机的吸风量锐减，背压急骤升高，引发空冷机甩负荷停机。空冷机的停机会造成定子绕组温度的升高，严重时会造成定子绕组的烧损，致使发电机停机。
目前空冷机的百叶窗有固定式的，也有是可调式的。可调式的百叶窗又分为手动调节式和机械调节式。如申请号为202010903251.6的专利，其通过驱动机构调节百叶窗的开度。再如申请号为201922368724.2的专利，通过手动控制百叶窗的开度。无论手动调节式还是机械调节式，其要解决的问题是：在冬季使百叶窗的开度小一些，降低对翅片式散热管束的散热效果；在夏季使百叶窗的开度大一些，增加对翅片式散热管束的散热效果。这是对环境温度的适应性调节，但是对外界风是没有适应性调节的。外界风是不可控的，在任意季节都存在不可预测的外界风，而且外界风的风向和持续性也都是不可预测的。
再如申请号为201410748396.8的专利，通过设在空冷器出气口的温度检测探头来控制百叶窗的开度。如果延续该专利的思路，通过温度传感器或其它传感器来控制百叶窗的开度以适应外界风，是同样不可行的。因为外界风是有风向的，在相同开度下，百叶窗迎风面的进风量与背风面的进风方向以及进风量都是不同的，这对风机的吸风量及背压有很大的影响。在不知风向的情况下，仅同步控制各百叶窗的开度是解决不了问题的。
综上所述，需要一种能够自适应各种风向的，且能够根据风力大小自动调节百叶窗迎风面开度与背风面开度的空冷器，以使风机的吸风量及背压稳定，保证发电机能够持续稳定地运行。
发明内容
为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种发电站用空冷器，其目的在于，能够自适应各种风向，且能够根据风力大小自动调节百叶窗迎风面开度与背风面开度，使风机的吸风量及背压稳定，保证发电机能够持续稳定地运行。
本发明采用如下技术方案：
一种发电站用空冷器，其壳体为方形，壳体的四个侧面设有百叶窗，百叶窗具有多片叶板，叶板的两端设有转轴，在各叶板同侧端的转轴上设有齿轮，各齿轮与同一活动齿条啮合连接；在某一叶板两端的转轴上连接有偏心的风板，风板位于壳体的外部，且沿转轴的轴向方向设置。
基于上述特征可知，各齿轮与同一活动齿条啮合连接，实现了各叶板的同步开合。当有横向风时，迎风面风板和背风面风板随风摆动。迎风面风板的摆动，使迎风面百叶窗的开度减小，减少了进风量，降低了横向风对风机造成的背压影响。背风面为紊流区，风速远低于迎风面风速，不会对风机造成背压影响。背风面风板的摆动，使背风面百叶窗的开度增大，弥补了迎风面百叶窗进风量的不足，使风机所需的总进风量保持不变。由于各侧面都有风板，任意方向的外界风都能够使对应百叶窗的开度发生改变，因此，达到了使风机吸风量及背压稳定的目的。
进一步地改进技术方案，所述叶板在宽度方向上，关于转轴的旋转轴线对称。
基于上述特征可知，横向风作用在叶板上半板面和下半板面所产生的力矩始终是平衡的，在确定风板的面积及重量等参数时，不用考虑叶板面积对其所带来的影响。
进一步地改进技术方案，所述百叶窗设有滑轨，所述活动齿条与滑轨滑动连接。
基于上述特征可知，该结构能够利用百叶窗的框架，使活动齿条得到一个平移自由度，降低对百叶窗空间的占用。
进一步地改进技术方案，在滑轨的两端设有限位块，限位块用来限制叶板的旋转角度。
基于上述特征可知，设置限位块后，当横向风速大于某一设计值时，迎风面百叶窗上的活动齿条碰触下限位块，使迎风面百叶窗完全关闭，切断横向风对风机造成的背压影响。而此时，背风面百叶窗上的活动齿条碰触上限位块，背风面百叶窗完全打开，弥补因迎风面百叶窗关闭所减少的进气量，使总进风量保持不变。
进一步地改进技术方案，在转轴上设有轴向切槽，风板通过螺钉连接在轴向切槽内。
基于上述特征可知，该结构便于风板的可拆卸连接。
进一步地改进技术方案，在转轴上设有两条呈一定夹角的轴向切槽。
基于上述特征可知，百叶窗在冬夏季要有不同的开度，设置两个轴向切槽便于实现百叶窗开度的季节性调整。
进一步地改进技术方案，在风板上设有调整槽口，调整槽口用于调节风板的偏心量。
基于上述特征可知，该结构便于实现风板在面积、重量及重心等方面上的调整，有利于本空冷器在不同工作环境下的适应性调整。
由于采用上述技术方案，相比背景技术，本发明具有如下有益效果：
本发明巧妙地利用风板实现了对各种风向的自适应，而且能够根据风力大小自动调节百叶窗迎风面开度与背风面开度，使风机的吸风量及背压保持稳定，从而使发电机能够持续稳定地运行。
本发明结构简单、成本低廉、自适应性强、不需要复杂的控制电路和机构，但是较好地解决了横向风对空冷器的影响。
附图说明
图1为现有空冷器的结构示意图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为图2的俯视图。
图4为本发明在无横向风时的结构示意图。
图5为本发明在有横向风时的结构示意图。
图6为图3中P向的放大图。
图中：1、翅片式散热管束；2、导风筒；3、风机；4、叶板；5、转轴；51、轴向切槽；6、齿轮；7、齿条；8、滑轨；81、上限位块；82、下限位块；9、风板；91、调整槽口。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。需要说明的是，在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
一种发电站用空冷器，如图2-5所示，其壳体大致为方形，壳体的四个侧面设有百叶窗，百叶窗具有多片叶板4，外界空气从叶板4间的缝隙中进入壳体内。翅片式散热管束1设置在壳体的上方，在翅片式散热管束1的下方安装有风机3和导风筒2，导风筒2与百叶窗的进风方向垂直。
对于每一面百叶窗来说，在叶板4的两端均设有转轴5，叶板4在宽度方向上，关于转轴5的旋转轴5线对称。这样，横向风作用在叶板4上半板面和下半板面所产生的力矩始终是平衡的，其有益效果是：在确定风板9的面积及重量等参数时，不用考虑叶板4面积对其所带来的影响，简化设计。
在各叶板4左侧端的转轴5上设有齿轮6。在百叶窗的框架上设有滑轨8，在滑轨8上滑动连接有齿条7，各齿轮6与该齿条7啮合连接。各齿轮6与同一齿条7啮合连接，实现了各叶板4的同步开合。该结构能够使齿条7得到一个平移自由度，并降低对百叶窗空间的占用。
在其中一叶板4两端的转轴5上连接有偏心的风板9，风板9位于壳体的外部，且沿转轴5的轴向方向设置。具体的，在转轴5上设有轴向切槽51，风板9通过螺钉连接在轴向切槽51内。
对于本空冷器来说，四个侧面共设置了八个风板9，八个风板9分布在壳体的四角。下面具体说明其工作原理。
如图4所示，当没有风时，在风板9自身重力的作用下，百叶窗保持原有设计开度。
如图5所示，当有正面方向的横向风时，迎风面风板9和背风面风板9随风摆动某一角度。迎风面风板9的摆动，使迎风面百叶窗的开度减小，减少了进风量及风速，降低了横向风对风机3造成的背压影响。背风面为紊流区，风速远低于迎风面风速，不会对风机3造成背压影响。背风面风板9的摆动，使背风面百叶窗的开度增大，弥补了迎风面百叶窗进风量的不足，使风机3所需的总进风量保持不变。
如图2所示，在风板9上设有调整槽口91，调整槽口91结构便于实现风板9在面积、重量及重心方面上的调节。向上或向下移动风板9，都会使风板9的有效作用面积、偏心重量及偏心距发生改变。在同等风速条件下，增大风板9的重量或减小风板9的面积，迎风面风板9和背风面风板9的摆动角度减小，其对应百叶窗的开度变化量减小。相反的，减小风板9的重量或增大风板9的面积，迎风面风板9和背风面风板9的摆动角度增大，其对应百叶窗的开度变化量增大。显然，这样的设计有利于本空冷器在不同工作环境下作出适应性的调整。
图5中的上限位块81、下限位块82是用来限制叶板4的旋转角度的。当横向风速大于某一极限设计值时，迎风面百叶窗上的活动齿条7碰触下限位块82，使迎风面百叶窗完全关闭，再大的横向风速也不能使迎风面风板9继续摆动，切断了横向风对风机3造成的背压影响。与此相对的，背风面百叶窗上的齿条7碰触下限位块82，背风面百叶窗完全打开，再大的横向风速也不能使背风面风板9继续摆动，保证背风面百叶窗有足够的进风量，使总进风量保持不变。同样的，当风向相反时，迎风面百叶窗和背风面百叶窗上齿条7都碰触在上限位块81上。
如图3所示，风向是不可控的，但是任意方向的外界风都可正交分解为X向风和Y向风，X向风和Y向风分别作用在相互垂直的风板9上，使其对应百叶窗的开度发生相应的改变。显然，这样的设计使本空冷器达到了自适应风向的目的。
如图6所示，为了适应百叶窗在冬夏季的不同开度，在转轴5上设两个轴向切槽51，两个轴向切槽51具有一定角度的夹角。冬季时需要的进风量少，将风板9安装在其中一个轴向切槽51内，此时百叶窗的开度较小。夏季时需要的进风量大，此时将风板9安装在另一个轴向切槽51内，该夹角增大了百叶窗的开度。这样的设计便于实现百叶窗开度的季节性调整。
本发明未详述部分为现有技术。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。
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