專利名稱：散熱器水平垂直布置的間接空冷塔及其參數(shù)確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種火力發(fā)電廠間接空冷系統(tǒng)，特別涉及一種塔內(nèi)散熱器水平垂直聯(lián)合布置的間接空氣冷卻塔及其參數(shù)的確定方法。
背景技術(shù)：
隨著火力發(fā)電廠間接空冷系統(tǒng)的大量采用，間接空冷系統(tǒng)中冷卻塔的設(shè)計(jì)及其散熱器的布置成為了關(guān)鍵技術(shù)。常用的散熱器布置有塔外垂直布置形式和塔內(nèi)水平布置形式兩種，兩者均有其不同的適應(yīng)條件，同時也存在各自的缺點(diǎn)。散熱器在塔內(nèi)水平布置存在冷卻塔占地面積較大的缺點(diǎn)；散熱器在塔外垂直布置存在冷卻塔抗擊超過lOm/s大風(fēng)能力較弱的問題；另外，如何快速優(yōu)化確定散熱器的布置并確定出冷卻塔的幾何尺寸也成為同領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的一個棘手問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種散熱器水平垂直布置的間接空冷塔及其參數(shù)確定方法，解決了現(xiàn)有的空冷塔的散熱器布置存在占地面積大，抗風(fēng)能力弱和如何快速優(yōu)化確定冷卻塔的幾何尺寸的問題。本發(fā)明是通過以下方案解決以上問題的
一種散熱器水平垂直布置的間接空冷塔，包括固定設(shè)置有X支柱的冷卻塔，在冷卻塔內(nèi)以同心圓的形式布置有多圈散熱器冷卻單元，散熱器冷卻單元包括水平冷卻三角和垂直冷卻三角；水平冷卻三角為尖屋頂形狀，兩片水平散熱器分別設(shè)置為尖屋頂坡面，水平百葉窗作為尖屋頂?shù)酌?，在尖屋頂?shù)酌娴乃桨偃~窗的四個角上均設(shè)置有水平冷卻三角支腿; 垂直冷卻三角為三棱柱形，兩片垂直散熱器和垂直百葉窗分別為三棱柱的三個側(cè)面，在三棱柱的底面上設(shè)置有垂直冷卻三角支腿；在冷卻塔內(nèi)以同心圓的形式布置的最內(nèi)圈的散熱器冷卻單元為垂直冷卻三角，其他圈的散熱器冷卻單元均為水平冷卻三角，每個水平冷卻三角的水平散熱器均沿與冷卻塔的同心圓半徑平行的方向布置，并且水平冷卻三角的水平百葉窗向冷卻塔的中心傾斜布置，水平百葉窗與水平面之間的傾斜角α為4°或12°，每個垂直冷卻三角的垂直百葉窗均沿與冷卻塔的同心圓半徑垂直的方向布置。在最內(nèi)圈布置的垂直冷卻三角是等弧度間隔布置的，同圈的水平冷卻三角也是等弧度間隔布置的。一種散熱器水平垂直布置的間接空冷塔的參數(shù)的確定方法，包括以下步驟 第一步、確定間接空冷塔中散熱器冷卻單元布置的最佳圈數(shù)η
先選定作為散熱器冷卻單元的鋼質(zhì)的水平冷卻三角和鋼質(zhì)的垂直冷卻三角，得到以下參數(shù)水平冷卻三角的有效長度L，水平冷卻三角的兩水平冷卻三角支腿的間距L1,水平百葉窗與水平面之間的傾斜角α為4°或12°，水平冷卻三角的底部投影寬度W，垂直冷卻三角的高度L2,鋼質(zhì)繞片散熱器系數(shù)A=L 0，并根據(jù)熱力計(jì)算，得出間接空冷塔所需要布置的冷卻三角的總個數(shù)N，根據(jù)以下公式計(jì)算出最佳圈數(shù)η 第二步、計(jì)算間接空冷塔中散熱器層處的直徑，即間接空冷塔進(jìn)風(fēng)口高度Hi處的塔筒
直徑Dn:
第三步、計(jì)算間接空冷塔的進(jìn)風(fēng)口高度Hi 第四步、計(jì)算間接空冷塔底部零米直徑Dtl
根據(jù)間接空冷塔的X支柱(4)的傾角γ為72°，根據(jù)以下公式，計(jì)算出間接空冷塔底部零米半徑與散熱器層處塔筒半徑的差值Δ R和底部零米直徑Dtl Ai ^ H JhtkJ
D0=DllIlxAR。本發(fā)明的有益效果是，采用散熱器在塔內(nèi)水平垂直聯(lián)合布置的方式，可降低環(huán)境大風(fēng)對冷卻塔散熱能力的影響，占地面積小于塔內(nèi)水平布置的方案。本發(fā)明的計(jì)算方法，可將大量重復(fù)性的計(jì)算程序化，解決了冷卻塔散熱器層直徑、進(jìn)風(fēng)口高度、塔底零米直徑、最佳散熱器圈數(shù)等尺寸的合理確定，提高了工作效率。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意2為圖1中的A-A向剖視圖
圖3為本發(fā)明的水平布置的冷卻三角的結(jié)構(gòu)示意4為本發(fā)明的垂直布置的冷卻三角的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例一種散熱器水平垂直布置的間接空冷塔，包括固定設(shè)置有X支柱4的冷卻塔3，在冷卻塔3內(nèi)以同心圓的形式布置有多圈散熱器冷卻單元，散熱器冷卻單元包括水平冷卻三角1和垂直冷卻三角2 ；水平冷卻三角1為尖屋頂形狀，兩片水平散熱器5分別設(shè)置為尖屋頂坡面，水平百葉窗6作為尖屋頂?shù)酌?，在尖屋頂?shù)酌娴乃桨偃~窗6的四個角上均設(shè)置有水平冷卻三角支腿7 ；垂直冷卻三角2為三棱柱形，兩片垂直散熱器8和垂直百葉窗9分別為三棱柱的三個側(cè)面，在三棱柱的底面上設(shè)置有垂直冷卻三角支腿10，在冷卻塔3內(nèi)以同心圓的形式布置的最內(nèi)圈的散熱器冷卻單元為垂直冷卻三角2，其他圈的散熱器冷卻單元均為水平冷卻三角1，每個水平冷卻三角1的水平散熱器5均沿與冷卻塔3的同心圓半徑平行的方向布置，并且水平冷卻三角1的水平百葉窗6向冷卻塔3的中心傾斜布置，水平百葉窗6與水平面之間的傾斜角α為4°或12°，每個垂直冷卻三角2的垂直百葉窗9均沿與冷卻塔3的同心圓半徑垂直的方向布置。在最內(nèi)圈布置的垂直冷卻三角2是等弧度間隔布置的，同圈的水平冷卻三角1也是等弧度間隔布置的。塔內(nèi)水平布置散熱器時，由于內(nèi)圈的直徑較小，內(nèi)部水平面空間無法充分利用，但在該直徑處可以垂直布置散熱器冷卻三角，冷卻三角的長短可根據(jù)需要確定。塔外垂直布置的散熱器冷卻三角，可采用鋁制或鋼制的；塔內(nèi)水平布置的散熱器冷卻三角，由于產(chǎn)生撓度可能會發(fā)生水泄漏的問題，只能采用鋼制的。為滿足同一個空冷系統(tǒng)循環(huán)水水質(zhì)的要求， 在塔內(nèi)水平或垂直布置的散熱器均采用鋼制的。根據(jù)間接空冷鋼制散熱器為定型產(chǎn)品的特點(diǎn)，其三維方向幾何尺寸是確定的或可按一定規(guī)律變化；布置冷卻三角的冷卻塔為圓形規(guī)則圖形，各圈冷卻三角布置均為同心圓；考慮安裝尺寸以及檢修通道、冷卻三角水平傾角等工程實(shí)際需要，三者之間可形成幾何圖形上的數(shù)學(xué)關(guān)系，通過對立體冷卻三角轉(zhuǎn)化到平面幾何方法，可以得出通用的、能夠獲得最優(yōu)的尺寸計(jì)算公式。所述的冷卻三角是指由兩片有效長度一樣長的散熱器和一組同長度的百葉窗垂直組成類似三角形的冷卻裝置。用于水平布置的冷卻三角的有效長度為15m，垂直布置的冷卻三角的長度根據(jù)需要確定。水平布置的水平冷卻三角1以圓形規(guī)則圖形布置在冷卻塔3的內(nèi)部，垂直布置的垂直冷卻三角2以圓形規(guī)則圖形布置在水平布置的水平冷卻三角1的最內(nèi)側(cè)，各圈冷卻三角布置均為同心圓。水平冷卻三角1是由兩片有效長度為L的散熱器和一組同長度的百葉窗組成類似三角形屋頂形的冷卻裝置，并由水平間距為L1的水平冷卻三角支腿7支撐，冷卻三角底部與水平面的夾角為a。垂直布置的垂直冷卻三角2是由兩片高度SL2的散熱器和一組同長度的百葉窗組成類似三棱柱形，并由垂直冷卻三角支腿10支撐。冷卻塔3由若干個X支柱4支撐，X支柱4的傾角為Y，其中冷卻塔3底部零米直徑為IV冷卻三角布置層最外側(cè)塔筒的直徑為Dn，冷卻塔3的進(jìn)風(fēng)口高度為氏。一種散熱器水平垂直布置的間接空冷塔的參數(shù)的確定方法，包括以下步驟 第一步、確定間接空冷塔中散熱器冷卻單元布置的最佳圈數(shù)η
先選定作為散熱器冷卻單元的鋼質(zhì)的水平冷卻三角1和鋼質(zhì)的垂直冷卻三角2，得到以下參數(shù)水平冷卻三角1的有效長度L，水平冷卻三角1的兩水平冷卻三角支腿7的間距 L1，水平百葉窗6與水平面之間的傾斜角α為4°或12°，水平冷卻三角1的底部投影寬度W，垂直冷卻三角2的高度L2,鋼質(zhì)繞片散熱器系數(shù)A=L 0，并根據(jù)熱力計(jì)算，得出間接空冷塔所需要布置的冷卻三角的總個數(shù)N，根據(jù)以下公式計(jì)算出最佳圈數(shù)η :
第二步、計(jì)算間接空冷塔中散熱器層處的直徑，即間接空冷塔進(jìn)風(fēng)口高度Hi處的塔筒
直徑Dn:CN 102353277 A
說明書
4/4頁
B = ---1
Rlin + m}
第三步、計(jì)算間接空冷塔的進(jìn)風(fēng)口高度Hi
JVxITxZ
—-
第四步、計(jì)算間接空冷塔底部零米直徑Dtl
根據(jù)間接空冷塔3的X支柱4的傾角γ為72°，根據(jù)以下公式，計(jì)算出間接空冷塔底部零米半徑與散熱器層處塔筒半徑的差值Δ R和底部零米直徑Dtl AR =H-JtmiY
D0 =D11+ 2xAS。 采用本發(fā)明的計(jì)算方法，可將大量重復(fù)性的計(jì)算程序化，獲得最優(yōu)化的冷卻塔散熱器層直徑、進(jìn)風(fēng)口高度、塔底零米直徑、最佳散熱器圈數(shù)等尺寸，并可做到規(guī)范統(tǒng)一設(shè)計(jì)工作。
權(quán)利要求
1.一種散熱器水平垂直布置的間接空冷塔，包括固定設(shè)置有X支柱(4)的冷卻塔(3)， 在冷卻塔(3)內(nèi)以同心圓的形式布置有多圈散熱器冷卻單元，散熱器冷卻單元包括水平冷卻三角(1)和垂直冷卻三角(2)；水平冷卻三角(1)為尖屋頂形狀，兩片水平散熱器(5)分別設(shè)置為尖屋頂坡面，水平百葉窗(6)作為尖屋頂?shù)酌妫诩馕蓓數(shù)酌娴乃桨偃~窗(6)的四個角上均設(shè)置有水平冷卻三角支腿(7)；垂直冷卻三角(2)為三棱柱形，兩片垂直散熱器 (8)和垂直百葉窗(9)分別為三棱柱的三個側(cè)面，在三棱柱的底面上設(shè)置有垂直冷卻三角支腿(10);其特征在于，在冷卻塔(3)內(nèi)以同心圓的形式布置的最內(nèi)圈的散熱器冷卻單元為垂直冷卻三角(2)，其他圈的散熱器冷卻單元均為水平冷卻三角(1)，每個水平冷卻三角 (1)的水平散熱器(5)均沿與冷卻塔(3)的同心圓半徑平行的方向布置，并且水平冷卻三角 (1)的水平百葉窗(6)向冷卻塔(3)的中心傾斜布置，水平百葉窗(6)與水平面之間的傾斜角α為4°或12°，每個垂直冷卻三角(2)的垂直百葉窗(9)均沿與冷卻塔(3)的同心圓半徑垂直的方向布置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種散熱器水平垂直布置的間接空冷塔，其特征在于，在最內(nèi)圈布置的垂直冷卻三角(2)是等弧度間隔布置的，同圈的水平冷卻三角(1)是等弧度間隔布置的。
3.如權(quán)利要求1所述的一種散熱器水平垂直布置的間接空冷塔的參數(shù)的確定方法，包括以下步驟第一步、確定間接空冷塔中散熱器冷卻單元布置的最佳圈數(shù)η 先選定作為散熱器冷卻單元的鋼質(zhì)的水平冷卻三角(1)和鋼質(zhì)的垂直冷卻三角(2)， 得到以下參數(shù)水平冷卻三角(1)的有效長度L，水平冷卻三角(1)的兩水平冷卻三角支腿 (7)的間距L1，水平百葉窗(6)與水平面之間的傾斜角α為4°或12°，水平冷卻三角(1) 的底部投影寬度W，垂直冷卻三角(2)的高度L2,鋼質(zhì)繞片散熱器系數(shù)A=L 0，并根據(jù)熱力計(jì)算，得出間接空冷塔所需要布置的冷卻三角的總個數(shù)N，根據(jù)以下公式計(jì)算出最佳圈數(shù)η :
全文摘要
本發(fā)明公開了一種散熱器水平垂直布置的間接空冷塔及其參數(shù)的確定方法，解決了現(xiàn)有的空冷塔的散熱器布置存在占地面積大，抗風(fēng)能力弱和快速優(yōu)化確定冷卻塔的幾何尺寸的問題。包括固定設(shè)置在X支柱(4)上的冷卻塔(3)，在冷卻塔(3)內(nèi)以同心圓的形式布置有多圈散熱器冷卻單元，在冷卻塔(3)內(nèi)以同心圓的形式布置的最內(nèi)圈的散熱器冷卻單元為垂直冷卻三角(2)，其他圈的散熱器冷卻單元均為水平冷卻三角(1)，每個垂直冷卻三角(2)的垂直百葉窗(9)均沿與冷卻塔(3)的同心圓半徑垂直的方向布置。并公開了最優(yōu)化的冷卻塔散熱器層直徑、進(jìn)風(fēng)口高度、塔底零米直徑、最佳散熱器圈數(shù)等尺寸的確定方法。特別適應(yīng)于125MW及以上機(jī)組間接空冷系統(tǒng)。
文檔編號F28C1/00GK102353277SQ201110217859
公開日2012年2月15日 申請日期2011年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月1日
發(fā)明者張興隆, 張新海, 曺蓉秀 申請人:山西省電力勘測設(shè)計(jì)院