CN204346197U - 一种电站直接空冷岛的隔风保温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电站直接空冷岛的隔风保温装置，包括挡风墙、多个固定转轴，多个固定转轴平行且间隔设置，一个固定转轴对应于空冷岛中的一排凝汽器并位于该凝汽器的一侧，每个固定转轴上可转动地套设有挡风单元，挡风单元的前端设置有固定机构；在春夏秋季时，挡风单元垂直悬挂于固定转轴上，一个挡风单元位于相邻的两排凝汽器之间，以将相邻两排凝汽器的气流隔开，防止气流的相互干扰，提高换热效率；在冬季时，挡风单元绕着相连接的固定转轴转动至水平位置，固定机构挂设于相邻的固定转轴上，以使挡风单元拼接形成挡风顶棚，挡风顶棚与挡风墙一起形成挡风棚，极大程度上降低低温对空冷岛的影响，降低管道冻结的风险。

Description

一种电站直接空冷岛的隔风保温装置

技术领域

本实用新型涉及电站直接冷却装置技术领域，尤其涉及一种电站直接空冷岛的隔风保温装置。

背景技术

火力发电在我国的电力生产中占有相当大的比重，而煤和水是制约火力发电发展和运行的两大关键因素；我国华北、东北、西北地区普遍存在富煤缺水的供需失衡矛盾而制约火电发展。因而在富煤缺水地区火力发电一般采用电站直接空气冷却***，即直接空冷***，其中，直接空冷***，是采用环境空气作为冷却介质来冷却汽轮机排汽的***，其换热装置为翅片管式空冷凝气器单元，直接空冷***与同容量的水冷机组相比，空冷***本身节水97％以上，全厂性节水65％。所以，直接空冷***是富煤缺水地区火力发电的最佳选择。

直接空冷***包括火电空冷机组、空冷凝汽器，该火电空冷机组由于其空冷***特殊的结构和运行方式，决定了它受制于周围环境影响的严重性，如夏季高温天气使机组出力受限，冬季低温天气使空冷凝汽器管束局部冻裂，极端大风天气时使机组运行背压快速升高，甚至导致机组停机。而空冷凝汽器表面积灰、热空气回流及太阳辐射等因素的影响导致机组运行经济性差，且长期不稳定的天气条件对机组运行经济性影响严重，这也是空冷机组相对于湿冷机组运行经济性差的主要原因之一。

由于直接空冷***的冷却介质为环境空气，因此环境温度、环境风向和风速的变化都会对直接空冷机组的运行产生很大的影响；其中，横向风速会造成空冷岛内部产生热风回流现象，使风机入口风速降低，风量减少，从而使空冷岛换热量减少，背压上升；冬季低温天气会使空冷凝汽器换热冻结，严重影响机组运行的安全性。目前电厂为了降低冻结的风险，冬季常常采用高背压运行，虽然提高了安全性，但降低了经济性。当风向对风机进风有利时，会提高风机出力，当风向不利时，则阻碍风机进风，使风机出力减小；当不利风向大风来临时，会使机组运行背压快速升高，严重时将导致机组被迫停机。目前应对大风不利影响的普遍措施是提前监测和预报风力风向，有针对性的调节各台风机的运行转速，增加空冷岛***风机转速等，这些措施具有一定的效果，但是无法根本解决问题，因为风力风向瞬时万变，及时准确的监测和预报风力风向困难较大，而且机组顺应风力风向变化的调整响应速度较慢。

现有的直接空冷***，如图1所示，包括锅炉房200、汽机房300和空冷岛100，空冷岛100又包括空冷平台、立柱400、空冷凝汽器单元和轴流风机。在空冷平台上，汽轮机乏汽通过粗大的排汽管道经分流后被送至各个空冷凝汽器单元。为了减小空气流动阻力，提高换热效果，空冷凝汽器单元一般为A字型结构排列，在A字型散热器下方布置有大型轴流风机，直接空冷***所需的冷却空气，通过轴流风机以机械通风方式提供，多台轴流变频调速冷却风机驱使空气流过散热器外表面将排汽凝结成水，从而实现对高温蒸汽的冷却。在图1中，空冷岛100周围布置挡风墙1，可以降低不利风速和风向对空冷凝汽器换热效率的影响。但是由于空冷平台每排空冷凝汽器单元之间距离很小，在环境风的影响下，不同排凝汽器单元之间的空气会相互影响，降低换热效率。同时，由于我国北方地区冬季气温较低，很容易发生冻结。挡风墙1虽然能够防止低温空气直吹，一定程度上降低冻结风险，但凝汽器的冻结仍然十分普遍。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种具有春夏秋季隔风、冬季保温的电站直接空冷岛的隔风保温装置，其在春夏秋季可以将不同排的凝汽器单元隔开，防止气流的相互干扰，提高换热效率；冬季可以组合形成顶棚结构，极大程度上降低低温对空冷岛的影响，降低管道冻结的风险。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电站直接空冷岛的隔风保温装置，包括设置于空冷岛周围的挡风墙、设置于所述挡风墙的内侧且位于所述空冷岛的上方的多个固定转轴，多个所述固定转轴平行且间隔设置，一个所述固定转轴对应于所述空冷岛中的一排凝汽器并位于该凝汽器的一侧，每个所述固定转轴上可转动地套设有挡风单元，所述挡风单元的前端设置有固定机构；

在春夏秋季时，所述挡风单元垂直悬挂于所述固定转轴上，一个所述挡风单元位于相邻的两排所述凝汽器之间，以将相邻两排所述凝汽器的气流隔开；

在冬季时，所述挡风单元绕着相连接的所述固定转轴转动至水平位置，所述固定机构挂设于相邻的所述固定转轴上，以使所述挡风单元拼接形成挡风顶棚，所述挡风顶棚与所述挡风墙一起形成挡风棚。

其中，所述挡风单元包括边框，所述边框的内侧设置有挡风板。

其中，所述边框的第一侧设置有轴孔，相对的第二侧设置所述固定机构，所述固定转轴穿过所述轴孔设置，在春夏秋季时，所述固定机构悬置，在冬季时，所述固定机构挂设于所述固定转轴上。

其中，所述边框的第一侧间隔设置有多个缺口，所述缺口与所述边框的第二侧的所述固定机构相对应。

其中，所述固定机构包括挂钩，在冬季时，所述挂钩开口朝下并挂设于所述固定转轴上。

其中，所述挂钩的下方设置有托钩，一个所述挡风单元的所述边框上设置有2个所述挂钩，每个所述挂钩的下方设置有2个所述托钩。

其中，所述固定转轴的高度不高于所述挡风墙的高度。

其中，所述固定转轴的底部设置有用于支撑所述固定转轴的固定转轴支撑柱。

其中，所述固定转轴支撑柱的底端与所述空冷岛的钢制桁架连接，所述固定转轴支撑柱的顶端开设有开口朝上的U型槽，所述固定转轴卡入所述U型槽设置。

其中，所述固定转轴支撑柱的底端与所述空冷岛的钢制桁架焊接。

本实用新型的有益效果为：

一种电站直接空冷岛的隔风保温装置，包括设置于空冷岛周围的挡风墙、设置于挡风墙的内侧且位于空冷岛的上方的多个固定转轴，多个固定转轴平行且间隔设置，一个固定转轴对应于空冷岛中的一排凝汽器并位于该凝汽器的一侧，每个固定转轴上可转动地套设有挡风单元，挡风单元的前端设置有固定机构；在春夏秋季时，挡风单元垂直悬挂于固定转轴上，一个挡风单元位于相邻的两排凝汽器之间，以将相邻两排凝汽器的气流隔开，防止气流的相互干扰，提高换热效率；在冬季时，挡风单元绕着相连接的固定转轴转动至水平位置，固定机构挂设于相邻的固定转轴上，以使挡风单元拼接形成挡风顶棚，挡风顶棚与挡风墙一起形成挡风棚，极大程度上降低低温对空冷岛的影响，降低管道冻结的风险，具有春夏秋季隔风、冬季保温的功能，解决了空冷技术受制于固有的结构缺陷、环境风场和极端气温不利影响带来的机组运行热效率偏低、空冷换热率低的核心难题，可以显著提高机组抵御极端气温和环境风不利影响，增加换热面积的利用效率，提高空冷***热负荷能力，实现机组的节能经济和安全性能的提高。

附图说明

图1是现有技术中的直接空冷***的结构示意图。

图2是本实用新型的电站直接空冷岛的隔风保温装置的结构示意图。

图3是图2中的电站直接空冷岛的隔风保温装置在挡风单元处于垂直布置状态时的结构示意图。

图4是图2中的电站直接空冷岛的隔风保温装置在挡风单元处于水平布置状态时的结构示意图。

图5是图1中的直接空冷***的空冷岛在横向风作用下空气流动示意图。

图6是图2中的电站直接空冷岛的隔风保温装置在横向风作用下空气流动示意图。

图7是图1中的直接空冷***的空冷岛在冬季横向风作用下的空气流动示意图。

图8是图2中的电站直接空冷岛的隔风保温装置在冬季横向风作用下的空气流动示意图。

图9是图2中的固定转轴支撑柱的主视结构示意图。

图10是图9中的固定转轴支撑柱的左视结构示意图。

图11是图9中的固定转轴支撑柱的俯视结构示意图。

图12是图9中的固定转轴支撑柱的结构示意图。

图13是图2中的挡风单元的结构示意图。

图14是图3中的电站直接空冷岛的隔风保温装置在挡风单元处于垂直布置状态时的结构示意图。

图15是图4中的电站直接空冷岛在挡风单元处于水平布置状态时的结构示意图。

图中：100-空冷岛；200-锅炉房；300-汽机房；400-立柱；

1-挡风墙；2-固定转轴；3-挡风单元；4-固定转轴支撑柱；

31-边框；32-挡风板；33-轴孔；34-挂钩；35-托钩。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图2至15所示，一种电站直接空冷岛的隔风保温装置，包括设置于空冷岛周围的挡风墙1、设置于挡风墙1的内侧且位于空冷岛的上方的多个固定转轴2，多个固定转轴2平行且间隔设置，一个固定转轴2对应于空冷岛中的一排凝汽器并位于该凝汽器的一侧，每个固定转轴2上可转动地套设有挡风单元3，挡风单元3的前端设置有固定机构；

在春夏秋季时，挡风单元3垂直悬挂于固定转轴2上，一个挡风单元3位于相邻的两排凝汽器之间，以将相邻两排凝汽器的气流隔开，防止气流的相互干扰，提高换热效率；

在冬季时，挡风单元3绕着相连接的固定转轴2转动至水平位置，固定机构挂设于相邻的固定转轴2上，以使挡风单元3拼接形成挡风顶棚，挡风顶棚与挡风墙1一起形成挡风棚，极大程度上降低低温对空冷岛的影响，降低管道冻结的风险。

该隔风保温装置具有春夏秋季隔风、冬季保温的功能，解决了空冷技术受制于固有的结构缺陷、环境风场和极端气温不利影响带来的机组运行热效率偏低、空冷换热率低的核心难题，可以显著提高机组抵御极端气温和环境风不利影响，增加换热面积的利用效率，提高空冷***热负荷能力，实现机组的节能经济和安全性能的提高。

具体地，在本实施例中，固定转轴2设置于空冷岛的两端以及每两排相邻的凝汽器单元之间，并且位于空冷平台人行道的正上方，其中，空冷岛的两端为图中所示的左右两侧。也就是说，每个凝汽器单元的相对的两侧均设置有固定转轴2，且每侧有一个固定转轴2，根据投影到地面上来看，其排布为：一个固定转轴2，一个凝汽器单元，再一个固定转轴2，再一个凝汽器单元，……，一个固定转轴2，一个凝汽器单元，一个固定转轴2。由此看来，固定转轴2均位于挡风墙1的内侧，却位于凝汽器单元的外侧。通过这种结构布局，在挡风单元3水平放置时，才可以与挡风墙1一起共同拼接形成一个挡风棚，用来保温。优选的，固定转轴2为与地面及水平蒸汽分配管道轴线平行。

挡风单元3包括边框31，边框31的内侧设置有挡风板32。优选的，在本实施例中，挡风单元3由多块挡风板32以及挡风板32之间的转轴组成，相邻两块挡风板32可以围绕它们之间的转轴自由旋转；同一固定转轴2上可以布置多个挡风单元，具体个数根据空冷岛的结构参数确定。也就是说，挡风板32可以为多段式结构，并且相互之间通过转轴连接，即第一段穿在固定转轴2上，第二段和第一段之间用一根轴贯穿轴孔连结，而挡风单元3的数量也可以为多个，并且多个挡风单元3共同套设在固定转轴2上。

每个挡风单元宽度比固定转轴2的长度要短，每个固定转轴2上要串联多个挡风单元3，多块挡风单元3共同组成一个挡风平面(竖直布置)或挡风顶棚的一部分(水平布置)。不同挡风单元之间相互独立，并可围绕固定转轴360°旋转。挡风板具有较低的导热系数，可以有效降低导热造成的热损失。

固定转轴2实际上是一根光滑的圆柱。所有的挡风单元3都悬挂在固定转轴2上。为了减轻挡风单元的重量，降低安装、调整和维护的难度，通常每块挡风单元都限制在30kg以下。为了达到这一要求，一方面可以采用轻质材料，另一方面可以减小每块挡风单元3的宽度。因此，每一个固定转轴2上都需要串联多块挡风单元。并且，挡风板32可以是一块很薄的平板，也可以是上下两层很薄的平板(中间夹一层空气，夹层不需要气密性)，也可以是其他材料。

挡风墙1、固定转轴2、挡风单元3之间设置有密封胶条，并共同形成一个密闭性比较好的、能够很好阻挡空气的挡风棚。

边框31的第一侧设置有轴孔33，相对的第二侧设置固定机构，固定转轴2穿过轴孔33设置，在春夏秋季时，固定机构悬置，在冬季时，固定机构挂设于固定转轴2上。进一步地，边框31的第一侧间隔设置有多个缺口，缺口与边框31的第二侧的固定机构相对应。因此，在冬季时，挡风板32水平放置时，固定机构挂设于相邻的固定转轴2上，并与该固定转轴2上的缺口一一对应，进而与相邻的挡风板32形成间隙较小的连接状态，有利于密封胶条的安装。

固定机构包括挂钩34，在冬季时，挂钩34开口朝下并挂设于固定转轴2上。利用挂钩34，可以将挡风板32绕着自身连接的固定转轴2旋转，该旋转可以为顺时针或者逆时针转动，都不影响连接，在转动后将挂钩34搭设在相邻的固定转轴2上即可实现连接，并且连接结构稳定，操作方便。

优选的，挂钩34的下方设置有托钩35，一个挡风单元3的边框31上设置有2个挂钩34，每个挂钩34的下方设置有2个托钩35。托钩35为方便人工更改布置方式而设计。

其中，固定转轴2的高度不高于挡风墙1的高度，也即固定转轴2的高度与空冷岛的挡风墙1的顶部齐平，或者略低于挡风墙1的顶部，以利于密封胶条的设置，形成密封的挡风棚。

优选的，在本实施例中，固定转轴2的底部设置有用于支撑固定转轴2的固定转轴支撑柱4。其中，固定转轴支撑柱4的底端与空冷岛的钢制桁架连接，固定转轴支撑柱4的顶端开设有开口朝上的U型槽，固定转轴2卡入U型槽设置。其中，固定转轴支撑柱4的底端与空冷岛的钢制桁架焊接，与空冷岛成为一个整体。固定转轴支撑柱4的布置方式见图9、10、11。在每一排空冷凝汽器的每一侧都布置有一排固定转轴支撑柱4。由于每排凝汽器距离很长，所以沿蒸汽管道方向每隔一段布置一个固定转轴支撑柱4，这样就可以保证足够的强度和稳定性，固定转轴2则放置在固定转轴支撑柱4上。同一排相邻两个固定转轴支撑柱4之间布置一个固定转轴2。固定转轴支撑柱4上部沿固定转轴2轴向方向有足够的长度，保证固定转轴2不会脱落。

固定转轴支撑柱4的结构见图12，其顶部中央有一个U型槽，用于放置固定转轴2；两边有一定的凸起，以防止固定转轴2脱落。这种结构利于安装和维护。

优选的，在本实施例中，边框31为方形(长方形或者正方形)，并不仅限于此。在安装时，先将挡风单元3依次穿在固定转轴2上，然后再将固定转轴2安装在固定转轴支撑柱4上。

综上所述，在春夏秋季，将所有挡风单元3绕固定转轴2调整为垂直布置方式，同一固定转轴2上的挡风单元3在相邻两排凝汽器单元之间构成一堵墙，有效降低不同排凝汽器单元之间的相互影响，提高换热效率。在冬季，将所有挡风单元3绕固定转轴2调整为水平布置方式，与挡风墙1共同构成防风保温的挡风顶棚，有效减少低温气流直吹，提高整个空冷岛的保温能力，提高机组运行安全性，降低背压，提高发电效率。

由于每块挡风单元3可以自由围绕固定转轴2旋转，而挡风单元2之间又可以通过它们之间的连接轴旋转，同时挡风单元质量较轻；而且调整的频率很低，采用设备调整经济性较低。因此，可以考虑人工的方法进行布置方式的调整。

具体调整方式可以参考如下：例如需要将挡风单元3由竖直布置改变为水平布置，需要将某一排凝汽器的左侧竖直的挡风单元3，变为水平布置，挂钩34挂在右侧的固定转轴2上。此时，可以参考如下步骤，1)两边各有两名工人；2)左侧的工人用两根托杆(托杆的顶部有类似于固定转轴支撑柱4顶部的结构)顶住托钩，托起挡风单元；3、在不碰触空冷凝汽器的前提下，将挡风单元托高，并慢慢的向右侧送过去，逐渐的越过空冷凝汽器顶部；4、右侧的工人用同样的托杆顶住另外两个托钩；5、右侧工人托住不动，左侧工人缓慢减小用力，最后撤走托杆；6、左侧工人将托杆托在挡风单元之间折弯处的轴上，将挡风单元托成水平状。右侧工人将挡风单元举高，托到右侧固定转轴上方，将挂钩挂在固定转轴上。

水平布置方式改变为竖直布置方式的流程正好与上述流程相反。

具有该隔风保温装置的电站空冷岛，在无风条件下，环境冷空气从空冷塔下部风机入口进入空冷岛，然后流经空冷凝汽器的换热器，吸收换热器内水蒸气冷凝释放的热量后变为热空气，最后从空冷岛上部流出。由于热空气密度较小，因此在流出空冷岛之后会向上流动。在横向风时，空冷凝汽器出来的热空气会变为横向流动。从前排(迎风侧)空冷凝汽器流出的热空气，会在横向风的作用下，积聚在后排空冷凝汽器的迎风侧的换热器外表面附近，导致后排空冷凝汽器空气流量减小，换热能力降低。如果风速很大，前排流出的热空气还有可能从后排换热器中穿过，极大的降低了平均温差，降低了换热能力。本实施例中将挡风板竖直布置，阻碍热空气在空冷岛上部的横向流动，隔断不同排空冷凝汽器之间的热空气交混，从而提高了空冷岛整体的换热能力。

在冬季低温天气，空冷岛的换热管束很容易因局部过冷而发生冻结，影响机组的经济性和安全性。特别是我国北方地区，冬季气温特别低，持续时间有很长，空冷岛的保温防冻就显得非常的重要。虽然采用风机反转的方式可以形成局部的热循环，提高空冷凝汽器外部空气的温度，降低冻结的风险。但在环境风的影响下，局部循环的热量会被很快带走，采用风机反转的方式防冻的效果有限。本实施例中将挡风板水平布置，在空冷岛上方组成顶棚，可以显著降低环境风对空冷岛的影响，提高局部热风循环的效果，降低空冷岛冻结的风险。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电站直接空冷岛的隔风保温装置，其特征在于，包括设置于空冷岛周围的挡风墙(1)、设置于所述挡风墙(1)的内侧且位于所述空冷岛的上方的多个固定转轴(2)，多个所述固定转轴(2)平行且间隔设置，一个所述固定转轴(2)对应于所述空冷岛中的一排凝汽器并位于该凝汽器的一侧，每个所述固定转轴(2)上可转动地套设有挡风单元(3)，所述挡风单元(3)的前端设置有固定机构；

在春夏秋季时，所述挡风单元(3)垂直悬挂于所述固定转轴(2)上，一个所述挡风单元(3)位于相邻的两排所述凝汽器之间，以将相邻两排所述凝汽器的气流隔开；

在冬季时，所述挡风单元(3)绕着相连接的所述固定转轴(2)转动至水平位置，所述固定机构挂设于相邻的所述固定转轴(2)上，以使所述挡风单元(3)拼接形成挡风顶棚，所述挡风顶棚与所述挡风墙(1)一起形成挡风棚。

2.根据权利要求1所述的隔风保温装置，其特征在于，所述挡风单元(3)包括边框(31)，所述边框(31)的内侧设置有挡风板(32)。

3.根据权利要求2所述的隔风保温装置，其特征在于，所述边框(31)的第一侧设置有轴孔(33)，相对的第二侧设置所述固定机构，所述固定转轴(2)穿过所述轴孔(33)设置，在春夏秋季时，所述固定机构悬置，在冬季时，所述固定机构挂设于所述固定转轴(2)上。

4.根据权利要求3所述的隔风保温装置，其特征在于，所述边框(31)的第一侧间隔设置有多个缺口，所述缺口与所述边框(31)的第二侧的所述固定机构相对应。

5.根据权利要求3或4所述的隔风保温装置，其特征在于，所述固定机构包括挂钩(34)，在冬季时，所述挂钩(34)开口朝下并挂设于所述固定转轴(2)上。

6.根据权利要求5所述的隔风保温装置，其特征在于，所述挂钩(34)的下方设置有托钩(35)，一个所述挡风单元(3)的所述边框(31)上设置有2个所述挂钩(34)，每个所述挂钩(34)的下方设置有2个所述托钩(35)。

7.根据权利要求1所述的隔风保温装置，其特征在于，所述固定转轴(2)的高度不高于所述挡风墙(1)的高度。

8.根据权利要求1所述的隔风保温装置，其特征在于，所述固定转轴(2)的底部设置有用于支撑所述固定转轴(2)的固定转轴支撑柱(4)。

9.根据权利要求8所述的隔风保温装置，其特征在于，所述固定转轴支撑柱(4)的底端与所述空冷岛的钢制桁架连接，所述固定转轴支撑柱(4)的顶端开设有开口朝上的U型槽，所述固定转轴(2)卡入所述U型槽设置。

10.根据权利要求9所述的隔风保温装置，其特征在于，所述固定转轴支撑柱(4)的底端与所述空冷岛的钢制桁架焊接。