[发明专利]一种适用于空冷岛全工况冷却和防冻的智能可调镜面系统

说明书

本发明一种适用于空冷岛全工况冷却和防冻的智能可调镜面系统，包括汽轮机、发电机、空冷凝汽器、凝结水泵、风机、智能可调镜面系统等。本发明是在直接空冷机组空冷凝汽器的进水母管上增设智能可调镜面系统，智能可调镜面数量和面积可以根据空冷岛冬季低温天气的实际运行情况进行布置，角度可控。冬季低温工况，镜面系统的角度可根据光照的角度进行调整，尽可能多的把光热汇聚到容易冻堵、冻裂的区域；其他工况，调整镜面垂直于地面，不影响空冷凝汽器的换热效果。通过适用于空冷岛全工况冷却和防冻的智能可调镜面系统的实施，可以满足直接空冷机组全年的冷却需求以及解决冬季空冷岛的防冻问题，减少防冻投入，提高机组运行的安全性和经济性。

技术领域

本发明属于电站锅炉及汽轮机系统领域，具体涉及一种适用于空冷岛全工况冷却和防冻的智能可调镜面系统。

背景技术

随着我国经济的飞速发展，用电负荷成为国民经济增长的一个重要数据标志，大量的高参数汽轮发电机组也在我国大量应用。我国东北华北西北地区富煤少水，水资源紧张成为该区域经济发展的制约因素。为解决高参数汽轮机与水资源匮乏的问题，采用空气作为凝汽器冷却介质的空冷机组，被大量采用。

由于空冷岛散热翅片管束直接暴露在环境大气中，机组冬季运行时空冷岛流场温度场极易发生不均匀现象，造成局部冻结，且冬季运行时空冷岛风机转速较低，环境温度越低，维持相同背压所需要的风机转速越低，也容易造成局部冻结，甚至发生冻裂损坏，严重时会导致机组不能正常运行甚至有停车的危险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于空冷岛全工况冷却和防冻的智能可调镜面系统，通过在直接空冷机组空冷岛上增设智能可调镜面系统，可以满足直接空冷机组全年的冷却需求，解决冬季空冷岛的防冻问题，减少防冻投入，提高机组运行的安全性和经济性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种适用于空冷岛全工况冷却和防冻的智能可调镜面系统，所述系统包括汽轮机、发电机、空冷凝汽器、凝结水泵、风机、智能可调镜面系统及汽水管路；发电机与汽轮机同轴连接，汽轮机的排汽排入空冷凝汽器与空气换热，冷却凝结后，经凝结水泵输送进入回热系统；智能可调镜面系统设置于空冷凝汽器的进水母管的上方，镜面的角度根据空冷凝汽器的运行需要进行调节。

本发明进一步的改进在于，智能可调镜面系统能够根据空冷岛冬季低温天气的实际投运情况进行布置，单根翅片管所需智能可调镜面的面积根据公式(1)进行计算：

其中，A为单根翅片管所需智能可调镜面面积；

q为智能可调镜面单位面积的热载荷；

m为空冷岛单根翅片管上易冻堵冻伤面积；

h₁为汽轮机排汽压力下凝结水冰点液相焓值；

h₂为汽轮机排汽压力、环境温度下凝结水的焓值。

本发明进一步的改进在于，空冷岛单根翅片管上易冻堵冻伤面积m的计算公式如下：

其中，l为空冷岛单根翅片管上易冻堵冻伤的长度；

l_总为翅片管的总长度；

m_总为翅片管的总面积。

本发明进一步的改进在于，汽轮机排汽压力下凝结水冰点液相焓值h₁的计算公式如下：

其中，p_k为汽轮机排汽压力；

为汽轮机排汽压力下凝结水的冰点温度。