[发明专利]自然抽风冷却塔

说明书

本发明涉及一种自然抽风冷却塔，具有多个最好呈坡顶形的用于发电厂涡轮机蒸汽冷凝的换热元件，其中经一条共用中央蒸汽引入管和自该引入管做径向分支的分配管供给蒸汽的换热元件中的一部分用于冷凝，另一部分用于分凝，并且该换热元件分布在若干相同的，具有完整的用于蒸汽分配和惰性气体及冷凝液排出的管道的扇区内。

这种用于发电厂涡轮机蒸汽冷凝的自然抽风冷却塔公知于德国专利公开说明书第DE-OS3441514号。由于在换热器中惰性气体的聚集必须预以阻止，所以再冷凝要在强制通风的分凝用换热元件中进行，从该换热元件中再将惰性气体抽走。为使该分凝用换热元件在所有出现的工况下以及在不利的气候条件下获得足够的冷却空气，在分凝用换热元件上装有自己的风扇。该风扇可保证在不利的气候条件，如强侧风和逆转的条件下，在分凝用换热元件中实现全部待冷凝涡轮机蒸汽的完全再冷凝，此外还创造一种可能性，使因其安装而带来的抽风功率的增加而减小自然抽风冷却塔的塔壳高度，从而节约建设成本。

德国专利展出说明书第DE-AS1960619号公开了一种对称式建造的自然抽风冷却塔，其中的坡顶形换热元件相对于冷却塔的纵轴线径向布置。待冷凝蒸汽经位于中央的蒸汽引入管引入，然后该管再分支出径向的蒸汽分配管进入各个换热元件的上端。换热元件中的一部分按冷凝，一部分按分凝方式工作，其中按分凝方式工作的换热元件位于里面并围绕蒸汽引入管布置。各有一个分凝用换热元件对应着两个沿径向设置的冷凝用换热元件，从而一起构成一个换热元件结构扇区。全部换热元件以及所属的管道均装在唯一的一个共用支承结构上，该结构位于自然抽风冷却塔外壳的台阶上。

德国专利公开说明书第DE-OS2405999号也公开了一种具有沿径向设置的换热元件的自然抽风冷却塔。其中冷凝用换热元件位于外层，分凝用换热元件位于内层，接近中央蒸汽引入管。冷凝用换热元件的结构为两级式，进入外部第一级的涡轮机蒸汽的一半与和第一级相邻的蒸汽的一半一同被导入共有的第二冷凝级，该第二级设在最里面。经二冷凝级的换热元件接受来自两个相邻的并位于不同径向位置上的第一冷凝级的剩余蒸汽。该装置的缺点是，由于冷凝用换热元件在切换技术上与相邻的径向上错开布置的换热元件的连接，从而不可能仅使用全部可用换热元件中的一部分来进行装置的低功率运行。

在德国公开专利说明书第DE-OS2242058号公开的自然抽风冷却塔中，冷凝用换热元件设置在围绕冷却塔中心线的若干个环中。待冷凝蒸汽的引入由围绕冷却塔中心线布置的环形蒸汽引入管完成。一个环中的全部换热元件均装在一个共用的支承结构上，以便能通过适当选择其高度而制成向外呈台阶形升高的结构。

从德国展出专利说明书第1960619号出发，本发明所提出的任务是，制造一种自然抽风冷却塔，它可以用有利的方式适应不同操作条件和/或改变了气候条件下的冷凝功率，并且能最大限度地利用冷却塔的基本面积。

本发明该任务的解决方案是，扇区各具有本身的、独立于其他扇区的换热元件，冷凝用换热元件以其纵轴各按正割于中央蒸汽引入管的方式设置在支承结构上，并且分凝用换热元件拥有自己的风扇。

通过本发明所述自然抽风冷却塔的结构首先可以做到，能根据换热元件在对所有扇区均为相同的支承结构上的布置而选择其不同的长度尺寸，换热元件最好呈坡顶形状。这就可以使换热元件几乎完全布满扇区，从而将未覆盖的自由空间减小到最低限度。如在一个优选的实例中可以做到使冷凝用坡顶形换热元件位于外部的那一半在元件长度方向上加长，从而进一步减少无用基本面积。

本发明所述自然抽风冷却塔的结构还能进一步大大简化用于冷凝涡轮机蒸汽的自然抽风冷却塔设计和计算，因为只要设计和计算出划分成若干扇区的冷却塔中的一个扇区即可。这些结构相同的扇区均包括与扇区数量相对应的那部分冷凝和分凝用换热元件，包括其全部蒸汽分配和惰性气体及冷凝液抽吸管道，其中换热元件和全部管道均安装在一个独立的支承结构上，并且相互独立的各扇区之间仅通过位于中央的蒸汽引入管相连接在一起。因此本发明所述的自然抽风冷却塔能做到只设计和计算由整个冷却塔分割出的一个扇区即可。这样同时还可以减少制造和建立冷却塔的费用，因为制造和建立的是许多相同的扇区，所以节省了制造和安装成本。最后，本发明所述的自然抽风冷却塔在操作中也有优点，因为相互独立的扇区可以单独接通或关闭，并且以此能改变其功率，从而使其能以最佳方式适应不同操作条件和/或变化了的气候条件下的冷凝功率。