[发明专利]模块化空气冷却式冷凝器装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用空气冷却式冷凝器模块的机械通风冷却塔。上述冷却塔借助机械通风运行，并且实现诸如通常为大气与一般为蒸汽或者某种工业过程流体的另一种流体的两种流体之间的热交换。上述冷却塔借助使用诸如风扇等的气流产生器的机械通风运行。

背景技术

冷却塔是广泛用于向大气释放低度热的一类热交换器，并且通常用在发电、空调设施等中。在用于上述应用的机械通风冷却塔中，经由诸如从动叶轮、从动风扇等的气流产生器来引导或者推动气流。冷却塔可以是湿式的或者是干式的。干式冷却塔能够或者是“直接干式”或者是“间接干式”类型的冷却塔，在“直接干式”类型的冷却塔中蒸汽由流经包含蒸汽的热交换介质的空气直接冷凝，在“间接干式”类型的冷却塔中蒸汽首先穿过被流体冷却的表面冷凝器，并且此经加热的流体被送至流体与空气保持隔离的与汽车散热器类似的冷却塔热交换器。干式冷却具有无蒸发水损失的优点。两种类型的干式冷却塔都通过传导和对流来散热，并且两种类型如今都在使用。湿式冷却塔向被冷却的流体提供直接的空气接触。湿式冷却塔得益于汽化潜热，汽化提供了非常有效的热传送但是以蒸发小部分循环流体为代价。

为了实现所需的直接干式冷却，冷凝器典型地需要大的表面积以消散气体或者蒸汽中的热能，并且经常可能向设计工程师提出多种挑战。因为由系统导管压力损失和速度分配所导致的蒸汽输送中的非均匀性，所以有时难以高效和有效地将蒸汽引导到冷凝器的所有内表面区域。因此，均匀的蒸汽分配在空气冷却式冷凝器中是理想的并且对最佳性能很关键。另一个挑战或者缺点是，虽然设置大的表面积是理想的，但是可能产生蒸汽侧压降而因此增加汽轮机背压并且因此降低发电厂效率。因此，希望拥有具有允许蒸汽在整个冷凝器中均匀分布的导管和冷凝器表面的策略性布置的冷凝器，其降低背压，同时允许穿过并且横跨冷凝器表面的最大冷却气流。

现有空气冷却式冷凝塔的另一个缺点是其典型地在施工现场的组装中为劳动力密集型。这样的塔的组装经常需要专用的劳动力，投入大量的时间。因此，这样的组装是需要大量时间的劳动力密集型并且因此可能造价高。因此，在将塔结构装运到安装场地前，在制造工厂或者场所组装尽可能多的塔是理想以及更加高效。

在本领域众所周知的是，提高冷却塔性能（即，在给定的表面中提取增加量的废热的能力）能够引起蒸汽工厂的热转换为电能的整体效率的提高和/或特定条件下功率输出的增加。并且，高成本效果的制造和组装方法还在制造和运行的成本效果上提高了冷却塔的整体效率。因此，在热交换特性和组装上都高效的冷却塔是理想的。本发明实现了这个期望。

因此，希望拥有不仅在其热交换特性上高效而且在组装所需的时间和成本上高效的经济的、使用机械通风的模块化冷却塔。

发明内容

本发明的实施例有利地提供了用于通常为蒸汽的流体，以及用于冷凝所述蒸汽的模块化机械通风冷却塔的方法。

本发明的实施例包括一种用于组装模块化空气冷却式冷凝器的方法，所述模块化空气冷却式冷凝器沿竖直轴线远离水平方向延伸，所述方法包括：组装第一冷凝器捆束，所述第一冷凝器捆束具有：第一组管，所述第一组管具有第一端和第二端；蒸汽歧管，其连接到所述管的所述第一端；以及冷凝物集管，其连接到所述管的所述第二端；组装第二冷凝器捆束，所述第二冷凝器捆束具有：第二组管，所述第二组管具有第一端和第二端；蒸汽歧管，其连接到所述管的所述第一端；以及冷凝物集管，其连接到所述管的所述第二端；将所述第一冷凝器捆束和所述第二冷凝器捆束放置到集装箱中；将所述集装箱运输到将要组装所述模块化空气冷却式冷凝器的地点；通过用所述第一冷凝器捆束和所述第二冷凝器捆束放置来组装热交换三角形件；以及将所述热交换三角形件定位在模块化塔架上。

本发明的另一个实施例包括一种模块化空气冷却式冷凝器，所述模块化空气冷却式冷凝器沿竖直轴线远离水平方向延伸，其包括：用于组装第一冷凝器捆束的器件，所述第一冷凝器捆束具有：第一组管，所述第一组管具有第一端和第二端；蒸汽歧管，其连接到所述管的所述第一端；以及冷凝物集管，其连接到所述管的所述第二端；用于组装第二冷凝器捆束的器件，所述第二冷凝器捆束具有：第二组管，所述第二组管具有第一端和第二端；蒸汽歧管，其连接到所述管的所述第一端；以及冷凝物集管，其连接到所述管的所述第二端；用于将所述第一冷凝器捆束和所述第二冷凝器捆束放置到集装箱中的器件；用于将所述集装箱运输到将要组装所述模块化空气冷却式冷凝器的地点的器件；通过用所述第一冷凝器捆束和所述第二冷凝器捆束放置来组装热交换三角形件的器件；以及用于将所述热交换三角形件定位在模块化塔架上的器件。