[实用新型]一种间冷塔散热冷却三角的气侧均流装置

说明书

技术领域

本实用新型属于火/核电站间接空冷领域，特别涉及一种间冷塔散热冷却三角的气侧均流装置。

背景技术

随着我国水资源管理制度的日趋严格，间接空冷塔作为电站的主要冷却方式，逐渐应用于我国西北、华北等干旱缺水地区。通常间接空冷塔内的循环水通过冷却三角型散热器以对流换热的方式，将热量传递给环境空气。因此其冷却极限为环境空气干球温度，冷却能力相对较低。

根据现有的研究表明，间冷塔冷却能力受进风空气流场结构及其进风量影响较大，而环境风的存在则会直接改变进塔空气流场结构及其进风量的大小，并最终影响间冷塔的整体冷却性能。

如图1所示，为现有的间接空冷电站所用自然通风间接空冷塔，冷却三角型散热器1在进风口外侧竖直布置。如图2所示，为现有间冷塔散热冷却三角布置方式的半塔横截面示意图。由图2可知，沿间冷塔半塔周向，冷却三角型散热器可分为五个冷却扇段，沿整塔周向则可分为十个扇段。为研究环境自然风的影响，将迎风侧最头端的散热冷却三角的周向角度θ定义0°，将背风侧最后一个冷却三角的周向角度定义为180°。基于该预定义，间冷塔半塔五个扇段的周向角度依次为：第一扇段4，涵盖的扇角范围为0°～36°；第二扇段5，涵盖的扇角范围为36°～72°；第三扇段6，涵盖的扇角范围为72°～108°；第四扇段7，涵盖的扇角范围为108°～144°；第五扇段8，涵盖的扇角范围为144°～180°。

如图3、图4所示，为现有间冷塔散热冷却三角的横剖面结构示意图，其是由两个相同结构的冷却柱和一个百叶窗14组成。冷却柱采用的翅片管束式散热器，通常为4排管或6排管。百叶窗14布置在冷却三角型散热器的进风口，起到调节进风量的作用。百叶窗在夏季保持全开，在较冷季节部分开启。如图2所示，各散热冷却三角沿间冷塔周向均匀布置，冷却三角中心线16即过间冷塔中心的径向延长线。

为方便说明环境自然风3对间冷塔的冷却性能的影响，现将冷却三角的两个冷却柱分别预定义为θ_-1冷却柱11和θ₊₂冷却柱17，其中θ_-1冷却柱11位于周向角度θ较小一侧，θ₊₂冷却柱17位于周向角度θ较大一侧。无环境自然风影响时，环境空气几乎全部能够沿径向自然流动进入冷却三角，并依次流经θ_-1冷却柱11和θ₊₂冷却柱17，完成换热。冷却三角空气流场结构关于冷却三角中心线16对称，其θ_-1冷却柱11和θ₊₂冷却柱17冷却性能相同。

根据实际运行状况，间冷塔总是受到或大或小的环境自然风的影响，间冷塔设计的环境自然风风速一般取为4m/s或6m/s。如图5所示，为在4m/s的环境设计风速下，塔侧中的第三扇段6的几个冷却三角空气流场结构示意图。如图5可知，4m/s的环境侧风造成塔侧空气周向速度较大，从而使冷却三角空气入口进风偏离冷却三角对称面19一定角度θ_d，并在冷却三角的θ_-1冷却柱11进风侧引起低速漩涡，降低了θ_-1冷却柱11的通风量，弱化了θ_-1冷却柱11的冷却性能。如图6所示，为冷却三角θ_-1冷却柱11的下水侧管束出口水温20和θ₊₂冷却柱17的下水侧管束出口水温21。由图6可知，θ_-1冷却柱11的出塔水温平均比θ₊₂冷却柱17的出塔水温高约3.5℃。

如图7所示，为在4m/s的环境侧风下，半塔各冷却三角空气入口进风径向偏离度θ_d的周向变化曲线图。由图7可知，在第二扇段5、第三扇段6和第四扇段7的塔侧范围内，冷却三角的进风偏离度都比较大，基本在45°～70°范围之内，远大于迎风侧第一扇段4和背风侧第五扇段8内冷却三角的进风偏离度。根据上述4m/s的环境侧风下第三扇段6的空气流场结构和出水温度分布的结果来类推，因为第二、第四扇段与第三扇段同样具有较大的进风偏离度，环境侧风同样会在θ_-1冷却柱11进风侧引起漩涡，从而降低其进风流速，继而减小θ_-1冷却柱11的通风量，因此使得θ_-1冷却柱11的冷却性能弱化，最终造成θ_-1冷却柱11的出塔水温明显升高，也使相应冷却三角整体性能弱化。