一种带楔形间隙的柱式冷却管束制造技术

本实用新型专利技术涉及一种带楔形间隙的柱式冷却管束，包括两个一端相交成设定角度的翅片式散热管束，另一端张开，两个翅片式散热管束之间形成楔形间隙；以两散热管束的交点为原点，向张开侧延伸一定距离l，则在0-l内两散热管束共用翅片，其中l小于管束两侧间距的一半。本实用新型专利技术通过柱式冷却管束楔形间隙处来风，可优化冷却单元空气流场结构：在空气入流垂直冷却单元百叶窗时，可将新风直接引入冷却管束的内部，提高冷却管束平均传热温差，强化冷却管束传热；在空气倾斜入流时，楔形间隙处来风冲击冷却单元内部空间，可减小冷却单元内的低速空气涡流区域，改善提高冷却单元内一侧管束及冷却单元整体的冷却性能，最终实现间冷塔冷却性能的提高。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于火/核电站间接空冷领域，特别涉及一种带楔形间隙的柱式冷却 管束。
技术介绍
自然通风间接空冷塔，具有零蒸发水耗和零风机电耗的优良节水节能特性，已逐 渐成为我国西北、华北等干旱缺水地区火电机组循环水的主要冷却装置。自然通风间接空 冷塔，以下简称间冷塔，由散热器和塔筒组成，其中散热器为翅片式散热管束。翅片式散热 管束可在塔筒下方沿间冷塔竖置布置周向组合成三角形冷却单元，也可在塔筒下方水平布 置组合成A形框架冷却单元。 在散热器塔外竖直布置的间冷塔中，三角形冷却单元由两个冷却柱并联组成，每 个冷却柱又由3~4个冷却管束串联组成，常规冷却管束为基管排数为4或6的翅片管束。 在散热器塔内水平布置的间冷塔中，A型框架冷却单元由两个冷却柱并联组成，每个冷却柱 都包括2~4个串联的冷却管束。 循环水在间冷塔的翅片式散热管束内流动，以对流传热的方式，将热量传递给翅 片间的环境空气。现有研宄表明，环境自然风直接影响间冷塔塔底进风口区域和塔顶出口 区域空气动力场，降低了塔侧冷却管束的传热性能，恶化了间冷塔整体冷却性能。 如图1所示，为现有间冷电站用散热器呈三角形冷却单元竖置布置的间冷塔，三 角形冷却单元所组成的散热器1在塔筒2的进风口外侧竖直布置。如图2所示，为现有间冷 塔冷却三角型散热器的整体横剖面的布置方式示意图。由图2可知，沿间冷塔半塔周向，散 热器可分为五个冷却扇段，整塔共十个扇段。沿间冷塔周向，顺时针依次标记各冷却扇段： 第一扇段3,涵盖的扇角Θ范围为〇°~36° ;第二扇段4,涵盖的扇角Θ范围为36°~ 72° ;第三扇段5,涵盖的扇角Θ范围为72°~108° ;第四扇段6,涵盖的扇角Θ范围为 108°~144° ;第五扇段7,涵盖的扇角Θ范围为144°~180°。 如图3为现有冷却柱所组成的三角形冷却单元的横剖面结构示意图，包含结构相 同的第一冷却柱8和第二冷却柱9,两冷却柱一侧端顶点相交，夹角在40°~60°之间；两 冷却柱非相交侧张开形成三角形冷却单元的主要进风口 10,并在进风口处设置百叶窗，百 叶窗起到控风作用，可在冬季防止冷却柱管束冻结冻裂。 无环境自然风影响时，环境空气11几乎全部能够沿间冷塔径向自然流动进入三 角形冷却单元，并同时流经第一冷却柱8和第二冷却柱9,完成换热。三角形冷却单元内空 气流场结构关于冷却单元中心线对称，第一冷却柱8和第二冷却柱9冷却性能相同。但对 于一个冷却柱中同一冷却管束中的多排翅片管束而言，其靠近百叶窗进风口侧的翅片管先 与流入空气进行换热，使其下游翅片管对应的空气温度升高，导致远离百叶窗进风口侧的 翅片管散热不足。 而间冷塔实际运行时，环境自然风总是存在的，而且对间冷塔冷却性能产生不利 影响。为保证间冷塔冷却性能，通常间冷塔设计环境侧风风速取为4m/s或6m/s。如图4为 4m/s环境侧风下间冷塔塔侧第三扇段部分三角形冷却单元的横截面空气动力场。以4m/s 环境侧风的影响为例，由图4可知，4m/s的环境侧风造成塔侧空气周向速度较大，使得塔侧 三角形冷却单元空气入口即百叶窗处进风风向偏离冷却单元对称面一定角度Θ d，并在冷 却单元的第一冷却柱8进风侧引起较大漩涡，这必将降低第一冷却柱8的通风量，弱化第一 冷却柱8的冷却性能，最终造成第一冷却柱8的出塔水温明显升高。 因此，在环境侧风条件下，减小塔侧三角形冷却单元内低速涡流区域的不利影响， 增加冷却单元通风量，减小乃至消除冷却单元内的低速涡流区域，强化冷却柱对应冷却管 束的冷却性能，并进而提高三角形冷却单元和间冷塔整体冷却性能，已成为亟须解决的问 题。
技术实现思路
本技术为克服上述现有技术的不足，提供一种间冷塔用的带楔形间隙的柱式 冷却管束。通过该柱式冷却管束一侧端壁处的楔形间隙，优化间冷塔冷却单元的空气入口 区域，在环境侧风条件下，由柱式冷却管束一侧端壁楔形间隙处的空气来流，直接冲击冷却 单元内部空间，从而可有效减小乃至消除塔侧冷却单元内的空气低速流动区域，实现冷却 单元一侧冷却柱和冷却单元整体冷却性能的提高；在无环境侧风影响时，该柱式冷却管束 一侧端壁楔形间隙处的空气来流可强化冷却管束内部通风，增大冷却管束水气两侧的平均 传热温差，实现冷却管束传热性能的强化。 为实现上述目的，本技术采用如下技术方案： 一种带楔形间隙的柱式冷却管束，包括两个一端相交成设定角度的翅片式散热管 束，另一端张开，两个翅片式散热管束之间形成楔形间隙。 进一步地，两个所述的翅片式散热管束对称设置。 进一步地，两个所述的翅片式散热管束在竖直布置时，一侧翅片式散热管束为上 水侧管束，另一侧翅片式散热管束为下水侧管束。 进一步地，两个所述的翅片式散热管束在水平布置时，一侧翅片式散热管束为第 一单水程管束，另一侧翅片式散热管束为第二单水程管束。 进一步地，两个所述的翅片式散热管束的夹角β在0° -10°之间。 进一步地，以两个所述的翅片式散热管束的相交侧端壁交点为原点，沿着翅片式 散热管束向张开侧端壁延伸一定距离1，从原点到翅片式散热管束张开侧端壁的距离为L， 两个翅片式散热管束在0-1内共用翅片，满足 进一步地，翅片式散热管束中的排管采用错列布置或者顺列布置。 进一步地，翅片式散热管束中的排管可为η排管，其中4彡η彡1。 在具体设置时，在所述的两个翅片式散热管束的张开侧端壁楔形间隙入口处设置 百叶窗。 与现有技术相比，本技术具有以下有益效果： 1)对于散热器呈三角形塔外竖置布置的间冷塔，在无环境侧风条件下，该柱式冷 却管束张开侧端壁楔形间隙处来风可强化冷却管束内部通风，增大冷却管束水气两侧的平 均传热温差，实现冷却管束传热性能的强化； 2)对于散热器呈三角形塔外竖置布置的间冷塔，在环境侧风条件下，对于间冷塔 塔侧冷却单元，该柱式冷却管束张开侧端壁楔形间隙处来风，可直接冲击塔侧冷却单元内 部空间，从而有效减小乃至消除塔侧冷却单元内低速空气涡流的不利影响，进而实现冷却 单元一侧冷却柱和冷却单元整体冷却性能的提高； 3)对于散热器呈三角形塔外竖置布置的间冷塔，在环境侧风条件下，对于间冷塔 迎风侧和背风侧的冷却单元，在空气流入冷却单元时，该柱式冷却管束张开侧端壁楔形间 隙处来风，可强化冷却管束内部通风，增大冷却管束水气两侧的平均传热温差，实现冷却管 束传热性能的强化； 4)对于散热器呈A型框架塔底水平布置的间冷塔，柱式冷却管束张开侧端壁处的 楔形间隙，可避免冷却单元内低速空气涡流的形成，同时也可强化冷却管束内部通风，增大 冷却管束水气两侧的平均传热温差，实现冷却管束传热性能的强化。【附图说明】 图1为现有间冷电站用间冷塔； 图2为现有间冷塔冷却三角型散热器的整体横剖面的布置方式示意图； 图3为现有间冷塔冷却三角结构示意图； 图4为在4m/s设计风速下现有间冷塔的塔侧第三扇段的冷却三角流场结构示意 图； 图5为一种带楔形间隙的柱式冷却管束； 图6为翅片式散热管束排管顺列排列方式； 图7为翅片式散热管束排管错列排列方式； 图8为竖直布置的间冷塔冷却单元； 图9为水平布置的间冷塔冷却单元； 其中：1.散热器，2.塔筒，3.第一扇段，4.第二扇段，5.第三扇段，6.第四扇段， 7.第五扇段，8.第一冷却柱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带楔形间隙的柱式冷却管束，其特征在于，包括两个一端相交成设定角度的翅片式散热管束，另一端张开，两个翅片式散热管束之间形成楔形间隙。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵元宾，孙奉仲，杨玉杰，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：新型
国别省市：山东;37