散熱單元及直接空冷系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種散熱單元及直接空冷系統(tǒng)，該散熱單元中具有用于供散熱介質(zhì)在所述散熱單元中流動(dòng)的內(nèi)部流路，其特征在于，所述散熱單元包括電源裝置和設(shè)置在所述內(nèi)部流路中的伴熱電纜（5），該伴熱電纜（5）電連接于所述電源裝置并沿所述內(nèi)部流路連續(xù)布置。通過上述技術(shù)方案，由于在散熱單元的內(nèi)部流路中布置了連續(xù)的伴熱電纜，因此可以對(duì)散熱單元的內(nèi)部進(jìn)行全方位地加熱，防止散熱單元內(nèi)部凍結(jié)，保證散熱單元在寒冷天氣的正常使用，減少了因散熱單元內(nèi)部凍結(jié)造成了設(shè)備損壞，降低了成本且提高了生產(chǎn)效率。
【專利說明】散熱單元及直接空冷系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及冷卻單元，具體地，涉及一種用于冷卻蒸汽的散熱單元以及包括該散熱單元的直接空冷系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，為了應(yīng)對(duì)日益突出的水資源矛盾，大型發(fā)電機(jī)組一般都采用直接空冷技術(shù)，特別是在富煤缺水地區(qū)。與常規(guī)濕冷機(jī)組相比，直接空冷機(jī)組可節(jié)約用水量2/3左右。我國煤炭富集地區(qū)處于北方高寒地帶，由于缺水，該地區(qū)火力發(fā)電機(jī)組普遍采用汽輪機(jī)排汽直接空冷技術(shù)。
[0003]在冬季汽機(jī)空冷系統(tǒng)極易發(fā)生凍結(jié)，并且由于空冷面積巨大(一臺(tái)空冷30萬千瓦機(jī)組，空冷面積為839040 m2)，處于高空益，解凍困難，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使空冷翅片管嚴(yán)重變形、開裂以至無法修復(fù)，影響機(jī)組真空，使機(jī)組經(jīng)濟(jì)性下降。
[0004]為了防止空冷系統(tǒng)凍結(jié)，技術(shù)人員采用了多種防凍技術(shù)，但均存在不足:
[0005]I)關(guān)閉空冷單元隔離閥門技術(shù)，關(guān)閉一部分空冷單元以增加其他冷卻單元熱負(fù)荷防止其凍結(jié)，然而由于隔離閥門通徑過大，冷態(tài)檢查的嚴(yán)密性，在熱態(tài)時(shí)由于閥體、門板變形因素，閥門的嚴(yán)密性很難保證，少量蒸汽直接漏入隔離閥門解列的空冷單元，仍然會(huì)發(fā)生凍結(jié)；
[0006]2)冷卻風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)技術(shù)，只適用于小面積局部凍結(jié)，可以采用冷卻風(fēng)機(jī)倒轉(zhuǎn)抽來附近未凍結(jié)翅片管排出的熱風(fēng)，來解凍翅片管內(nèi)部的結(jié)冰，一旦較大面積或整個(gè)單元凍結(jié)時(shí)，對(duì)于冷卻單元下聯(lián)箱及凝結(jié)水管路凍結(jié)則無能為力；
[0007]3)電伴熱技術(shù)，該技術(shù)是在管路、設(shè)備外部纏繞伴熱帶，在伴熱帶外部加裝保溫的防凍技術(shù)，僅用于局部已凍結(jié)的凝結(jié)水管路、抽空氣管路，解凍范圍和能力有限，而且耗能較大，對(duì)于冷卻單元下聯(lián)箱和翅片管管排，由于外部無法布置加裝伴熱電纜和保溫，無法進(jìn)行解凍。
[0008]有鑒于此需要提供一種能夠有效地防止散熱蒸汽管路凍結(jié)的散熱單元。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]本實(shí)用新型的所要解決的問題是提供一種散熱單元，該散熱單元能夠有效地防止散熱蒸汽管路凍結(jié)。
[0010]另外，本實(shí)用新型還要解決的問題是提供一種直接空冷系統(tǒng)，該直接空冷系統(tǒng)的散熱單元能夠有效地防止散熱蒸汽管路凍結(jié)。
[0011]為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種散熱單元，該散熱單元中具有用于供散熱介質(zhì)在所述散熱單元中流動(dòng)的內(nèi)部流路，其特征在于，所述散熱單元包括電源裝置和設(shè)置在所述內(nèi)部流路中的伴熱電纜，該伴熱電纜電連接所述電源裝置并沿所述內(nèi)部流路連續(xù)布置。
[0012]優(yōu)選地，該散熱單元包括第一聯(lián)箱、多個(gè)翅片管、第二聯(lián)箱以及排出管，多個(gè)所述翅片管彼此間隔排列并且各自的兩端分別流體連通所述第一聯(lián)箱和所述第二聯(lián)箱，散熱介質(zhì)能夠由所述第一聯(lián)箱的入口進(jìn)入，并經(jīng)由所述翅片管散熱后匯集至所述第二聯(lián)箱，最后通過與所述第二聯(lián)箱流體連通的所述排出管排出；其中，從各個(gè)所述翅片管經(jīng)由所述第二聯(lián)箱到所述排出管中形成有多個(gè)所述內(nèi)部流路，至少部分的所述內(nèi)部流路中設(shè)置有連續(xù)的所述伴熱電纜。
[0013]優(yōu)選地，各個(gè)所述翅片管、所述第二聯(lián)箱和所述排出管內(nèi)均設(shè)置有所述伴熱電纜，并且各個(gè)所述翅片管內(nèi)設(shè)置的所述伴熱電纜分布與所述第二聯(lián)箱內(nèi)設(shè)置的所述伴熱電纜形成搭接，所述第二聯(lián)箱內(nèi)設(shè)置的所述伴熱電纜與所述排出管內(nèi)設(shè)置的所述伴熱電纜形成搭接。
[0014]優(yōu)選地，所述伴熱電纜為不銹鋼鎧裝伴熱電纜。
[0015]優(yōu)選地，所述鎧裝電纜的直徑小于等于8毫米。
[0016]優(yōu)選地，所述鎧裝電纜的功率為15_269W/m。
[0017]優(yōu)選地，所述鎧裝電纜的最高耐熱溫度為600°C。
[0018]本實(shí)用新型還提供了一種直接空冷系統(tǒng)，該直接空冷系統(tǒng)包括空冷島和蒸汽管道，所述空冷島包括多個(gè)以上任意一項(xiàng)方案所述的散熱單元，多個(gè)所述散熱單元彼此并聯(lián)并且各自的所述內(nèi)部流路連通所述蒸汽管道。
[0019]優(yōu)選地，所述蒸汽管道為汽輪機(jī)的排氣管道。
[0020]通過上述技術(shù)方案，由于在散熱單元的內(nèi)部流路中布置了連續(xù)的伴熱電纜，因此可以對(duì)散熱單元的內(nèi)部進(jìn)行全方位地加熱，防止散熱單元內(nèi)部凍結(jié)，保證散熱單元在寒冷天氣的正常使用，減少了因散熱單元內(nèi)部凍結(jié)造成了設(shè)備損壞，降低了成本且提高了生產(chǎn)效率。
[0021]本實(shí)用新型的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]附圖是用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中:
[0023]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】的散熱單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]附圖標(biāo)記說明
[0025]I第一聯(lián)箱2翅片管
[0026]3第二聯(lián)箱4排出管
[0027]5伴熱電纜

【具體實(shí)施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。
[0029]本實(shí)用新型提供了一種散熱單元，該散熱單元中具有用于供散熱介質(zhì)在所述散熱單元中流動(dòng)的內(nèi)部流路，其中，所述散熱單元包括電源裝置和設(shè)置在所述內(nèi)部流路中的伴熱電纜5，該伴熱電纜5電連接于所述電源裝置并沿所述內(nèi)部流路連續(xù)布置。
[0030]所述散熱單元可以是大型的散熱系統(tǒng)的一部分，該散熱單元具有完整的內(nèi)部流路以供相應(yīng)的散熱介質(zhì)(例如，水、蒸汽等)在其中流動(dòng)散熱，具體地，散熱介質(zhì)可以從該散熱單元的入口進(jìn)入并且在完成在所述內(nèi)部流路中的流動(dòng)散熱后從出口排出以方便回收。為了防止所述散熱介質(zhì)在內(nèi)部流路中因氣溫過低而凍結(jié)，本實(shí)用新型的散熱單元在所述內(nèi)部流路中設(shè)置了伴熱電纜5。伴熱電纜5與所述電源裝置電連接以供電加熱，并且伴熱電纜5在所述內(nèi)部流路中沿所述散熱介質(zhì)的流動(dòng)方向連續(xù)布置，因此可以進(jìn)行全方位、無死角的加熱解決操作。伴熱電纜5可以是單根較長的電纜從而在所述散熱單元的多個(gè)部件內(nèi)設(shè)置，也可以是多根電纜以彼此連接(可以是非電連接)在一起的形式連接形成連續(xù)的內(nèi)部加熱結(jié)構(gòu)。
[0031]根據(jù)本實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】，如圖1所示，所述散熱單元包括第一聯(lián)箱
1、多個(gè)翅片管2、第二聯(lián)箱3以及排出管4，多個(gè)翅片管2彼此間隔排列并且各自的兩端分別流體連通第一聯(lián)箱I和第二聯(lián)箱2，散熱介質(zhì)能夠由第一聯(lián)箱I的入口進(jìn)入，并經(jīng)由翅片管2散熱后匯集至第二聯(lián)箱3，最后通過與第二聯(lián)箱3流體連通的排出管4排出；其中，從各個(gè)翅片管2經(jīng)由第二聯(lián)箱3到排出管4中形成有多個(gè)所述內(nèi)部流路，至少部分的所述內(nèi)部流路中設(shè)置有連續(xù)的伴熱電纜5。
[0032]以上所述為所述散熱單元的一種具體形式，在該散熱單元中，第一聯(lián)箱I將散熱介質(zhì)接收并輸送到翅片管2，翅片管2為主要的散熱部件，所述散熱介質(zhì)在翅片管2流動(dòng)散熱后進(jìn)入用于回收散熱介質(zhì)的第二聯(lián)箱3并從排出管4排出。設(shè)置在翅片管2、第二聯(lián)箱3以及排出管4中的伴熱電纜5可以通過在各部件上的通孔與設(shè)置在外部的供電電源連接，并且伴熱電纜5可以彼此連接(可以是非電連接)以連續(xù)地布置在部分所述內(nèi)部流路中。
[0033]在操作過程中，可以在散熱單元內(nèi)部的散熱介質(zhì)凍結(jié)后開啟所述電源為伴熱電纜5供電，使伴熱電纜5升溫并融化所述內(nèi)部流路中凍結(jié)的所述散熱介質(zhì)，使所述內(nèi)部流路恢復(fù)流體連通；也可以根據(jù)具體的氣候條件，間隔預(yù)定的時(shí)間開啟所述電源，通過伴熱電纜5對(duì)所述內(nèi)部流路加熱防止其凍結(jié)；還可以始終保持所述電源開啟，保證所述內(nèi)部流路內(nèi)的最低溫度以防止凍結(jié)。
[0034]為確保能夠?qū)ι釂卧M(jìn)行全方位的解凍，各個(gè)翅片管2、第二聯(lián)箱3和排出管4內(nèi)均設(shè)置有伴熱電纜5，并且各個(gè)翅片管2內(nèi)設(shè)置的伴熱電纜5分布與第二聯(lián)箱3內(nèi)設(shè)置的伴熱電纜5形成搭接，第二聯(lián)箱3內(nèi)設(shè)置的伴熱電纜5與排出管4內(nèi)設(shè)置的伴熱電纜5形成搭接。由于第一聯(lián)箱I接收到的所述散熱介質(zhì)的溫度較高并且流速較大一般不容易凍結(jié)，因此不設(shè)置伴熱電纜5，當(dāng)然在特殊條件下(溫度特別低的氣候地區(qū))也可以在第一聯(lián)箱I中設(shè)置伴熱電纜5 ;翅片管2 —般采用熱傳導(dǎo)性能優(yōu)良的材料制成，所述散熱介質(zhì)在其中迅速大幅降溫(例如蒸汽轉(zhuǎn)化為水)，因此翅片管2很容易在寒冷天氣凍結(jié)，因此需要設(shè)置伴熱電纜5 ;第二聯(lián)箱3和排出管4中流動(dòng)傳輸?shù)臑樯岷蟮乃錾峤橘|(zhì)，因此更需要設(shè)置伴熱電纜5。將各部分中的伴熱電纜5進(jìn)行搭接可以防止產(chǎn)生解凍斷點(diǎn)。
[0035]具體地，伴熱電纜5優(yōu)選為不銹鋼鎧裝伴熱電纜。不銹鋼鎧裝伴熱電纜是一種以金屬作為外護(hù)套、電熱材料作為發(fā)熱元件、氧化鎂粉作為絕緣的特殊加熱電纜，具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度、耐腐蝕、密閉絕緣性能良好，可以防止漏電，不會(huì)對(duì)加熱介質(zhì)產(chǎn)生污染和影響，安全可靠。
[0036]根據(jù)本實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】，鎧裝電纜5的直徑小于等于8毫米，具體地，鎧裝電纜5的直徑為4-8_。由于鎧裝電纜5的截面面積很小，因此在所述散熱單元的內(nèi)部流路中設(shè)置鎧裝電纜5后，鎧裝電纜5不會(huì)對(duì)散熱介質(zhì)的流動(dòng)產(chǎn)生較大的阻力，不會(huì)影響散熱介質(zhì)的正常流通。
[0037]另外，鎧裝電纜5的功率為15_269W/m。鎧裝電纜5的單位長度的功率與鎧裝電纜5的單元長度的電阻有關(guān)，在鎧裝電纜5的電阻不變的情況下，可以通過調(diào)節(jié)接入的電源的電壓來調(diào)節(jié)鎧裝電纜5的發(fā)熱功率。
[0038]另外，鎧裝電纜5的最高耐熱溫度為600 V。由于所述散熱單元內(nèi)部的溫度在某些時(shí)間點(diǎn)和/或某些位置很高，因此需要鎧裝電纜5具有較高的耐熱能力，以保證鎧裝電纜5不被損壞正常使用。
[0039]另外，本實(shí)用新型還提供了一種直接空冷系統(tǒng)，該直接空冷系統(tǒng)包括空冷島和蒸汽管道，其中，所述空冷島包括多個(gè)根據(jù)以上任意一項(xiàng)方案所述的散熱單元，多個(gè)所述散熱單元彼此并聯(lián)并且各自的所述內(nèi)部流路連通所述蒸汽管道。所述蒸汽管道將高溫的水蒸汽輸送到所述空冷島，所述空冷島可以是多個(gè)彼此并聯(lián)的架設(shè)在高空中的所述散熱單元，水蒸汽進(jìn)入所述散熱單元的內(nèi)部流路散熱后轉(zhuǎn)化為冷凝水通過排出管4回收后再次利用。
[0040]具體地，所述蒸汽管道為汽輪機(jī)的排氣管道，即所述直接空冷系統(tǒng)用于火力發(fā)電機(jī)的水蒸汽冷卻。當(dāng)然，所述直接空冷系統(tǒng)也可以用于其他流體的散熱，如氣體、液體或氣液混合物。
[0041]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0042]另外需要說明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本實(shí)用新型對(duì)各種可能的組合方式不再另行說明。
[0043]此外，本實(shí)用新型的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本實(shí)用新型的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型所公開的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種散熱單元，該散熱單元中具有用于供散熱介質(zhì)在所述散熱單元中流動(dòng)的內(nèi)部流路，其特征在于，所述散熱單元包括電源裝置和設(shè)置在所述內(nèi)部流路中的伴熱電纜(5)，該伴熱電纜(5 )電連接于所述電源裝置并沿所述內(nèi)部流路連續(xù)布置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱單元，其特征在于，該散熱單元包括第一聯(lián)箱(I)、多個(gè)翅片管(2)、第二聯(lián)箱(3)以及排出管(4)，多個(gè)所述翅片管(2)彼此間隔排列并且各自的兩端分別流體連通所述第一聯(lián)箱(I)和所述第二聯(lián)箱(2)，散熱介質(zhì)能夠由所述第一聯(lián)箱(I)的入口進(jìn)入，并經(jīng)由所述翅片管(2)散熱后匯集至所述第二聯(lián)箱(3)，最后通過與所述第二聯(lián)箱(3)流體連通的所述排出管(4)排出； 其中，從各個(gè)所述翅片管(2)經(jīng)由所述第二聯(lián)箱(3)到所述排出管(4)中形成有多個(gè)所述內(nèi)部流路，至少部分的所述內(nèi)部流路中設(shè)置有連續(xù)的所述伴熱電纜(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的散熱單元，其特征在于，各個(gè)所述翅片管(2)、所述第二聯(lián)箱(3)和所述排出管(4)內(nèi)均設(shè)置有所述伴熱電纜(5)，并且各個(gè)所述翅片管(2)內(nèi)設(shè)置的所述伴熱電纜(5)分別與所述第二聯(lián)箱(3)內(nèi)設(shè)置的所述伴熱電纜(5)形成搭接，所述第二聯(lián)箱(3)內(nèi)設(shè)置的所述伴熱電纜(5)分別與所述排出管(4)內(nèi)設(shè)置的所述伴熱電纜(5)形成搭接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的散熱單元，其特征在于，所述伴熱電纜(5)為不銹鋼鎧裝伴熱電纜。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的散熱單元，其特征在于，所述鎧裝電纜(5)的直徑小于等于8毫米。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的散熱單元，其特征在于，所述鎧裝電纜(5)的功率為15-269W/m0
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的散熱單元，其特征在于，所述鎧裝電纜(5)的最高耐熱溫度為600。。。
8.一種直接空冷系統(tǒng)，該直接空冷系統(tǒng)包括空冷島和蒸汽管道，其特征在于，所述空冷島包括多個(gè)根據(jù)權(quán)利要求2-7中任意一項(xiàng)所述的散熱單元，多個(gè)所述散熱單元彼此并聯(lián)并且各自的所述內(nèi)部流路連通所述蒸汽管道。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的直接空冷系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸汽管道為汽輪機(jī)的排氣管道。
【文檔編號(hào)】F28B1/00GK203837514SQ201420191789
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】孫唐虎, 劉春曉, 張勵(lì)剛 申請(qǐng)人:中國神華能源股份有限公司, 神華神東電力有限責(zé)任公司, 神華神東電力有限責(zé)任公司郭家灣電廠