一种电厂热管式防冻空冷系统

技术领域

本发明涉及一种电厂热管式防冻空冷系统，属于直接空冷系统技术领域。

背景技术

发电厂直接空冷系统传统采用板式换热器，散热器采用鼓风式机械通风，而且以高架式布置呈“Λ型”暴露在大气环境中。散热器的冷却能力在一定热负荷与风量的条件下，取决于空气干球温度。如果空冷系统设计不合理，在冬季低温时，散热器诸翅片管内的饱和蒸汽等温冷凝段缩短，凝结水冷凝段增加，过冷度增大，若气温继续下降到零度或以下某一限度，翅片管内的凝结水可能过冷却甚至发生冻结现象。轻者会使传热性能大大降低，更严重者管束被冰块堵塞、真空下降，就会被迫停机，重者甚至会冻裂翅片管或使翅片管变形，造成永久性损害(详见图4-6)。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种电厂热管式防冻空冷系统，本发明有效防止了出现冬季空冷岛凝结水冻结现象，减少了常规换热板式空冷岛因冻结而造成翅片管变形、破裂、破坏真空导致停机等事故的发生，且结构简单，换热效率高。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：一种电厂热管式防冻空冷系统，包括汽轮机，所述汽轮机排汽至空冷岛蒸汽母管，蒸汽母管上设置有蒸汽支管，蒸汽支管与蒸汽凝结箱连接，蒸汽凝结箱内有热管换热器，热管换热器设置有多组，相邻两组热管换热器两两相对设置，相邻两组热管换热器形成“Λ型”，相邻两组热管换热器“Λ型”之间设置有风扇组件，热管换热器包括连接的冷凝段和蒸发段，冷凝段上设置有环形翅片，蒸发段为光管插入蒸汽凝结箱内，蒸汽凝结箱后端通过排空气管与抽真空系统连接；热管换热器管组冷却段外侧设有清洗系统。

前述的一种电厂热管式防冻空冷系统，所述热管换热器蒸发段穿设于蒸汽凝结箱。

前述的一种电厂热管式防冻空冷系统，还包括凝结水母管，所述蒸汽凝结箱的底部设置有凝结水支管，凝结水支管连接于凝结水母管；凝结水母管、凝结水支管均置于蒸汽凝结箱下方。

前述的一种电厂热管式防冻空冷系统，所述风扇组件包括风扇和电机，电机与风扇连接，电机连接DCS控制系统。

前述的一种电厂热管式防冻空冷系统，所述冷凝段与蒸发段之间设置有夹角a，140°≤a≤160°。

前述的一种电厂热管式防冻空冷系统，所述相邻两组热管换热器形成“Λ型”，相邻两组热管换热器之间形成夹角b，50°≤b≤70°。

前述的一种电厂热管式防冻空冷系统，所述蒸汽凝结箱上有排空气管与抽真空系统连接。

与现有技术相比，本发明有效防止出现冬季空冷岛凝结水冻结现象，减少了常规换热板式空冷岛因冻结而造成翅片管变形、破裂、破坏真空导致停机等事故的发生。本发明产生的冷凝水过冷度很小，降低了能量损耗，提高了机组发电效率，降低了发电煤耗，本发明蒸汽凝结过程发生在蒸汽凝结箱内，从系统结构上大大降低了泄露的可能性。本发明的热管将蒸汽、大气完全互相隔离，即使热管损坏也不会造成蒸汽凝结箱泄露。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中A部的放大图；

图3是本发明的热管换热器的结构示意图；

图4-6是常规直接空冷换热器在低温下损伤照片。

附图标记：1-汽轮机，2-蒸汽母管，3-蒸汽支管，4-热管换热器，5-风扇组件，6-冷凝段，7-蒸发段，8-环形翅片，9-蒸汽凝结箱，10-凝结水母管，11-凝结水支管，12-风扇，13-电机，14-排空气管。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

本发明的实施例1：一种电厂热管式防冻空冷系统，包括汽轮机1，所述汽轮机1排汽至蒸汽母管2，蒸汽母管2上设置有蒸汽支管3，还包括有热管换热器4，热管换热器4设置有多组，相邻两组热管换热器4两两相对设置，相邻两组热管换热器4形成“Λ型”，相邻两组热管换热器4“Λ型”之间设置有风扇组件5，热管换热器4包括连接的冷凝段6和蒸发段7，冷凝段6上设置有环形翅片8，蒸汽凝结箱9下部连接凝结水支管11，蒸汽凝结箱9远离蒸汽支管端设有排空气管14，排空气管14与抽真空系统连接，热管换热器管组冷却段外侧设有清洗系统。

本发明的实施例2：一种电厂热管式防冻空冷系统，包括汽轮机1，所述汽轮机1上连接有蒸汽母管2，蒸汽母管2上设置有蒸汽支管3，还包括有热管换热器4，热管换热器4设置有多组，相邻两组热管换热器4两两相对设置，相邻两组热管换热器4形成“Λ型”，相邻两组热管换热器4“Λ型”之间设置有风扇组件5，热管换热器4包括连接的冷凝段6和蒸发段7，冷凝段6上设置有环形翅片8，蒸汽凝结箱9下部连接凝结水支管11，蒸汽凝结箱9远离蒸汽支管端设有排空气管14，排空气管14与抽真空系统连接，热管换热器管组冷却段外侧设有清洗系统；所述热管蒸发段7穿设于蒸汽凝结箱9内。

本发明的实施例3：一种电厂热管式防冻空冷系统，包括汽轮机1，所述汽轮机1上连接有蒸汽母管2，蒸汽母管2上设置有蒸汽支管3，还包括有热管换热器4，热管换热器4设置有多组，相邻两组热管换热器4两两相对设置，相邻两组热管换热器4形成“Λ型”，相邻两组热管换热器4“Λ型”之间设置有风扇组件5，热管换热器4包括连接的冷凝段6和蒸发段7，冷凝段6上设置有环形翅片8，蒸汽凝结箱9下部连接凝结水支管11，蒸汽凝结箱9远离蒸汽支管端设有排空气管14，排空气管14与抽真空系统连接，热管换热器管组冷却段外侧设有清洗系统；所述热管蒸发段穿设于蒸汽凝结箱9内；还包括凝结水母管10，所述蒸汽凝结箱9的底部设置有凝结水支管11，凝结水支管11连接于凝结水母管10。

本发明的实施例4：一种电厂热管式防冻空冷系统，包括汽轮机1，所述汽轮机1上连接有蒸汽母管2，蒸汽母管2上设置有蒸汽支管3，还包括有热管换热器4，热管换热器4设置有多组，相邻两组热管换热器4两两相对设置，相邻两组热管换热器4形成“Λ型”，相邻两组热管换热器4“Λ型”之间设置有风扇组件5，热管换热器4包括连接的冷凝段6和蒸发段7，冷凝段6上设置有环形翅片8，蒸汽凝结箱9下部连接凝结水支管11，蒸汽凝结箱9远离蒸汽支管端设有排空气管14，排空气管14与抽真空系统连接，热管换热器管组冷却段外侧设有清洗系统；所述热管蒸发段7穿设于蒸汽凝结箱9内；还包括凝结水母管10，所述蒸汽凝结箱9的底部设置有凝结水支管11，凝结水支管11连接于凝结水母管10；所述风扇组件5包括风扇12和电机13，电机13与风扇12连接，电机13上连接有DCS控制系统。

本发明的实施例5：一种电厂热管式防冻空冷系统，包括汽轮机1，所述汽轮机1上连接有蒸汽母管2，蒸汽母管2上设置有蒸汽支管3，还包括有热管换热器4，热管换热器4设置有多组，相邻两组热管换热器4两两相对设置，相邻两组热管换热器4形成“Λ型”，相邻两组热管换热器4“Λ型”之间设置有风扇组件5，热管换热器4包括连接的冷凝段6和蒸发段7，冷凝段6上设置有环形翅片8，蒸汽凝结箱9下部连接凝结水支管11，蒸汽凝结箱9远离蒸汽支管端设有排空气管14，排空气管14与抽真空系统连接，热管换热器管组冷却段外侧设有清洗系统；所述热管蒸发段7穿设于蒸汽凝结箱9内；还包括凝结水母管10，所述蒸汽凝结箱9的底部设置有凝结水支管11，凝结水支管11连接于凝结水母管10；所述风扇组件5包括风扇12和电机13，电机13与风扇12连接，电机13上连接有DCS控制系统；所述冷凝段6与热管蒸发段7之间设置有夹角a，140°≤a≤160°。

本发明的实施例6：一种电厂热管式防冻空冷系统，包括汽轮机1，所述汽轮机1上连接有蒸汽母管2，蒸汽母管2上设置有蒸汽支管3，还包括有热管换热器4，热管换热器4设置有多组，相邻两组热管换热器4两两相对设置，相邻两组热管换热器4形成“Λ型”，相邻两组热管换热器4“Λ型”之间设置有风扇组件5，热管换热器4包括连接的冷凝段6和蒸发段7，冷凝段6上设置有环形翅片8，蒸汽凝结箱9下部连接凝结水支管11，蒸汽凝结箱9远离蒸汽支管端设有排空气管14，排空气管14与抽真空系统连接，热管换热器管组冷却段外侧设有清洗系统；所述热管蒸发段7穿设于蒸汽凝结箱9内；还包括凝结水母管10，所述蒸汽凝结箱9的底部设置有凝结水支管11，凝结水支管11连接于凝结水母管10；所述风扇组件5包括风扇12和电机13，电机13与风扇12连接，电机13上连接有DCS控制系统；所述冷凝段6与热管蒸发段7之间设置有夹角a，140°≤a≤160°；所述相邻两组热管换热器4形成“Λ型”，相邻两组热管换热器4之间形成夹角b，50°≤b≤70°。

本发明的实施例7：一种电厂热管式防冻空冷系统，包括汽轮机1，所述汽轮机1上连接有蒸汽母管2，蒸汽母管2上设置有蒸汽支管3，还包括有热管换热器4，热管换热器4设置有多组，相邻两组热管换热器4两两相对设置，相邻两组热管换热器4形成“Λ型”，相邻两组热管换热器4“Λ型”之间设置有风扇组件5，热管换热器4包括连接的冷凝段6和蒸发段7，冷凝段6上设置有环形翅片8，蒸汽凝结箱9下部连接凝结水支管11，蒸汽凝结箱9远离蒸汽支管端设有排空气管14，排空气管14与抽真空系统连接，热管换热器管组冷却段外侧设有清洗系统；所述热管蒸发段7穿设于蒸汽凝结箱9内；还包括凝结水母管10，所述蒸汽凝结箱9的底部设置有凝结水支管11，凝结水支管11连接于凝结水母管10；所述风扇组件5包括风扇12和电机13，电机13与风扇12连接，电机13上连接有DCS控制系统；所述冷凝段6与热管蒸发段7之间设置有夹角a，140°≤a≤160°；所述相邻两组热管换热器4形成“Λ型”，相邻两组热管换热器4之间形成夹角b，50°≤b≤70°；所述蒸汽凝结箱9上连接有排空气管14，排空气管14与抽真空系统连接。

本发明的实施例8：一种电厂热管式防冻空冷系统，包括汽轮机1，所述汽轮机1上连接有蒸汽母管2，蒸汽母管2上设置有蒸汽支管3，还包括有热管换热器4，热管换热器4设置有20组，相邻两组热管换热器4两两相对设置，相邻两组热管换热器4形成“Λ型”，相邻两组热管换热器4“Λ型”之间设置有风扇组件5，热管换热器4包括连接的冷凝段6和蒸发段7，冷凝段6上设置有环形翅片8，蒸汽凝结箱9下部连接凝结水支管11，蒸汽凝结箱9远离蒸汽支管端设有排空气管14，排空气管14与抽真空系统连接，热管换热器管组冷却段外侧设有清洗系统；所述热管蒸发段7穿设于蒸汽凝结箱9内；还包括凝结水母管10，所述蒸汽凝结箱9的底部设置有凝结水支管11，凝结水支管11连接于凝结水母管10；所述风扇组件5包括风扇12和电机13，电机13与风扇12连接，电机13上连接有DCS控制系统；所述冷凝段6与热管蒸发段7之间设置有夹角a，a为140°；所述相邻两组热管换热器4形成“Λ型”，相邻两组热管换热器4之间形成夹角b，b为50°；所述蒸汽凝结箱9上连接有排空气管14，排空气管14与抽真空系统连接。

本发明的实施例9：一种电厂热管式防冻空冷系统，包括汽轮机1，所述汽轮机1上连接有蒸汽母管2，蒸汽母管2上设置有蒸汽支管3，还包括有热管换热器4，热管换热器4设置有30组，相邻两组热管换热器4两两相对设置，相邻两组热管换热器4形成“Λ型”，相邻两组热管换热器4“Λ型”之间设置有风扇组件5，热管换热器4包括连接的冷凝段6和蒸发段7，冷凝段6上设置有环形翅片8，蒸汽凝结箱9下部连接凝结水支管11，蒸汽凝结箱9远离蒸汽支管端设有排空气管14，排空气管14与抽真空系统连接，热管换热器管组冷却段外侧设有清洗系统；所述热管蒸发段7穿设于蒸汽凝结箱9内；还包括凝结水母管10，所述蒸汽凝结箱9的底部设置有凝结水支管11，凝结水支管11连接于凝结水母管10；所述风扇组件5包括风扇12和电机13，电机13与风扇12连接，电机13上连接有DCS控制系统；所述冷凝段6与热管蒸发段7之间设置有夹角a，a为150°；所述相邻两组热管换热器4形成“Λ型”，相邻两组热管换热器4之间形成夹角b，b为60°；所述蒸汽凝结箱9上连接有排空气管14，排空气管14与抽真空系统连接。

本发明的实施例10：一种电厂热管式防冻空冷系统，包括汽轮机1，所述汽轮机1上连接有蒸汽母管2，蒸汽母管2上设置有蒸汽支管3，还包括有热管换热器4，热管换热器4设置有40组，相邻两组热管换热器4两两相对设置，相邻两组热管换热器4形成“Λ型”，相邻两组热管换热器4“Λ型”之间设置有风扇组件5，热管换热器4包括连接的冷凝段6和蒸发段7，冷凝段6上设置有环形翅片8，蒸汽凝结箱9下部连接凝结水支管11，蒸汽凝结箱9远离蒸汽支管端设有排空气管14，排空气管14与抽真空系统连接，热管换热器管组冷却段外侧设有清洗系统；所述热管蒸发段7穿设于蒸汽凝结箱9内；还包括凝结水母管10，所述蒸汽凝结箱9的底部设置有凝结水支管11，凝结水支管11连接于凝结水母管10；所述风扇组件5包括风扇12和电机13，电机13与风扇12连接，电机13上连接有DCS控制系统；所述冷凝段6与热管蒸发段7之间设置有夹角a，a为160°；所述相邻两组热管换热器4形成“Λ型”，相邻两组热管换热器4之间形成夹角b，b为70°；所述蒸汽凝结箱9上连接有排空气管14，排空气管14与抽真空系统连接。

本发明的一种实施例的工作原理：本发明工作时，汽轮机1的乏汽依次经由蒸汽母管2、蒸汽支管3进入蒸汽凝结箱9内，蒸汽在蒸汽凝结箱9内热管换热器4的热管蒸发段7表面放热而凝结，在蒸汽凝结箱9内，蒸汽和凝结水处于同一空间，蒸汽加热凝结水，相比传统板式换热器凝结水过冷度低，因此本系统提高了机组发电效率，降低发电煤耗；蒸汽从蒸汽凝结箱9一端进入，凝结水由蒸汽凝结箱9底部中间的凝结水支管11流出，蒸汽凝结箱9顶部有排空气管14，利用真空泵从排空气管14抽出蒸汽凝结箱9内的不凝结气体，维持系统的真空度。