[实用新型]防止冻结的直接空冷凝汽器

说明书

(一)技术领域

本实用新型涉及一种直接空冷凝汽器，适用于水源缺乏的火力发电站及透平直接空冷凝汽器系统。

(二)背景技术

直接空冷凝汽器系统其由换热管束、管束支撑A型架、风机群、钢平台、挡风墙、蒸汽管道、凝结水管道、抽真空管道、水环真空泵(射汽抽气器)及电气控制系统组成。直接空冷凝汽器由风机对换热管束进行吹风，将发电机/透平机来的水蒸汽在换热管束内冷凝成水，以保持发电机组/透平机组的排出压力稳定在设计值运行。传热管束按照一定的“K/D”比排列布置。

以往技术的空冷凝汽器顺逆流单元的系统布置方案如图1所示。换热管束系统由蒸汽分配管(蒸汽进口)、顺流单元、逆流单元、凝水联箱、抽真空系统以及凝水管路(略)组成。顺逆流管束分别集中布置，形成集中的顺、逆流风机单元。水蒸汽由蒸汽分配管分配进入顺流管束，经换热后大部分蒸汽凝结成水经凝水联箱通过凝水管路排出，剩余的蒸汽进入逆流管束，水蒸气凝结后经凝水联箱通过凝水管路排出，不凝性气体由抽真空系统排出系统。

但直接空冷凝汽器系统在运行过程中由于蒸汽侧处于负压环境(真空状态)，水蒸汽中会含有一定量的不凝性气体，这部分不凝性气体主要由锅炉给水系统的给水处理化学品而产生，也有部分是由汽轮机轴封处、整个蒸汽—凝水管路焊接或阀门等附件连接处漏点空气泄漏所产生的。当机组运行时，由于传热管束各管排蒸汽流量分配不均匀，每个风机单元风量分布不均匀(风机单元中部风量大，两侧隔墙处风量小)等原因，使得每个风机单元中部传热管的传热推动力加大，使得蒸汽流量增加，导致管内流速增加，配合管外风速较风墙侧大，使得传热增强；而边排几根管子的蒸汽流量减少，管内流速降低，配合管外由于风量小，且在风机隔墙处管束角落形成回旋涡流，导致送风的能量损失，伴随着风速的降低使得传热效果下降，管内凝结的蒸汽量下降，而导致蒸汽内夹杂的不凝性气体积聚，使得传热进一步变差，使边排管几根管子的压力降比中间传热管大。如附图2所示，在边排管几根管子下半部形成了一个低压区，不凝性气体在这个地方聚集，而在凝结水联箱内压力基本一致，又导致在中间管内未冷凝的部分蒸汽倒流入边排管几根管子，这样不凝性气体夹杂在两股蒸汽之间无法排出。而在北方地区，当机组处于冬季运行时，由于环境温度很低，边排管几根管子上部冷凝的凝结水流过这些冷的缺少蒸汽的不凝性气体团区域时就会逐渐冷却至过冷，随着时间的推移将发生冻结，最终造成管内流通通道堵塞，严重时将造成传热管冻裂，后果严重。

(三)发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种能消除引起系统冻结的根源，即翅片换热管间压力不平衡引起蒸汽回流，导致不凝性气体积聚在传热管中部，引起上部凝水在顺着管道留下的时候通过不凝性气团时过冷导致冻结的防止冻结的直接空冷凝汽器。

本实用新型的目的是这样实现的：一种防止冻结的直接空冷凝汽器，包括蒸汽分配管、风机单元、凝水联箱、抽真空系统以及凝水管路，所述风机单元有若干个，在每一风机单元风速较大的中间位置布置顺流传热管束，在每一风机单元风速较小的两侧隔墙位置布置逆流传热管束，所述顺流传热管束分别与蒸汽分配管和凝水联箱相连通，逆流传热管束分别与凝水联箱和抽真空系统相连通。水蒸汽由蒸汽分配管分配进入各风机单元的顺流传热管束，经换热后大部分蒸汽凝结成水经凝水联箱通过凝水管路排出，剩余的蒸汽进入逆流传热管束，水蒸气凝结后经凝水联箱通过凝水管路排出，不凝性气体由抽真空系统排出系统。

本实用新型改变原“K/D”系统逆流管束集中布置的形式，取消单独的逆流传热管束单元布置方式，将空冷逆流管束平均布置到每一风机单元，特别的将逆流传热管布置在靠近风机单元间隔墙的位置，也就是说将原集中设置的逆流管束分散至每个单元，不再设置单独的逆流单元，将逆流管束布置在每个单元的单元隔墙处。具体每个单元布置的逆流传热管的数量，需经热力计算和空气动力计算，以达到最佳的平衡点。可适用于单排管、双排管以及多排管系统。