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模塊化空氣冷卻冷凝器裝置及方法

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模塊化空氣冷卻冷凝器裝置及方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本發(fā)明要求了美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 61/828, 076的優(yōu)先權(quán),其申請(qǐng)日為2013年5月28 日,名稱為"模塊化空氣冷卻冷凝器裝置及方法",其通過(guò)引用被整體包含在運(yùn)里。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明設(shè)及一種使用空氣冷卻冷凝器模塊的機(jī)械通風(fēng)冷卻塔。上述冷卻塔借助機(jī) 械通風(fēng)運(yùn)行,并且實(shí)現(xiàn)兩種流體之間的熱交換,該兩種流體諸如通常為大氣和一般為蒸汽 或者某種工業(yè)過(guò)程流體的另一種流體。上述冷卻塔借助使用諸如風(fēng)扇等的氣流產(chǎn)生器的機(jī) 械通風(fēng)運(yùn)行。
【背景技術(shù)】
[0004] 冷卻塔是廣泛用于向大氣釋放低度熱的一類熱交換器,并且通常用在發(fā)電、空調(diào) 設(shè)施等中。在用于上述應(yīng)用的機(jī)械通風(fēng)冷卻塔中,經(jīng)由諸如從動(dòng)葉輪、從動(dòng)風(fēng)扇等的氣流產(chǎn) 生器來(lái)引導(dǎo)或者推動(dòng)氣流。冷卻塔可W是濕式的或者是干式的。干式冷卻塔能夠或者是 "直接干式"或者是?'司接干式"類型的冷卻塔,在"直接干式"類型的冷卻塔中,蒸汽由流經(jīng) 包含蒸汽的熱交換介質(zhì)的空氣直接冷凝,在"間接干式"類型的冷卻塔中,蒸汽首先穿過(guò)被 流體冷卻的表面冷凝器,并且該經(jīng)加熱的流體被送至流體與空氣保持隔離的與汽車(chē)散熱器 類似的冷卻塔熱交換器。干式冷卻具有無(wú)蒸發(fā)水損失的優(yōu)點(diǎn)。兩種類型的干式冷卻塔都通 過(guò)傳導(dǎo)和對(duì)流來(lái)散熱,并且兩種類型如今都在使用。濕式冷卻塔向被冷卻的流體提供直接 的空氣接觸。濕式冷卻塔得益于汽化潛熱,汽化提供了非常有效的熱傳送但是W蒸發(fā)小部 分循環(huán)流體為代價(jià)。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)所需的直接干式冷卻,冷凝器典型地需要大的表面積W消散氣體或者蒸 汽中的熱能,并且經(jīng)??赡芟蛟O(shè)計(jì)工程師提出多種挑戰(zhàn)。因?yàn)橛上到y(tǒng)導(dǎo)管壓力損失和速度 分配所導(dǎo)致的蒸汽輸送中的非均勻性,所W有時(shí)難W高效和有效地將蒸汽引導(dǎo)到冷凝器的 所有內(nèi)表面區(qū)域。因此,均勻的蒸汽分配在空氣冷卻冷凝器中是所希望的,并且對(duì)最佳性能 很關(guān)鍵。另一個(gè)挑戰(zhàn)或者缺點(diǎn)是,雖然設(shè)置大的表面積是所希望的,但是可能產(chǎn)生蒸汽側(cè)壓 降而因此增加滿輪機(jī)背壓并且因此降低發(fā)電機(jī)效率。因此,希望擁有具有允許蒸汽在整個(gè) 冷凝器中均勻分布的導(dǎo)管和冷凝器表面的策略性布置的冷凝器,其降低背壓,同時(shí)允許穿 過(guò)并且橫跨冷凝器表面的最大冷卻氣流。
[0006] 現(xiàn)有空氣冷卻冷凝塔的另一個(gè)缺點(diǎn)是其典型地在施工現(xiàn)場(chǎng)的組裝中為勞動(dòng)力密 集型。運(yùn)樣的塔的組裝經(jīng)常需要專用的勞動(dòng)力,投入大量的時(shí)間。因此,運(yùn)樣的組裝是需要 大量時(shí)間的勞動(dòng)力密集型并且因此可能造價(jià)很高。因此,在將塔結(jié)構(gòu)裝運(yùn)到安裝場(chǎng)地前,在 制造工廠或者場(chǎng)所組裝盡可能多的塔結(jié)構(gòu)是希望得到的,同時(shí)是更加高效的。
[0007] 在本領(lǐng)域眾所周知的是,提高冷卻塔性能(即,在給定的表面中提取增加量的廢 熱的能力)能夠引起蒸汽工廠的熱轉(zhuǎn)換為電能的整體效率的提高和/或特定條件下功率輸 出的增加。并且,具有成本效率的制造和組裝方法還在制造和運(yùn)行的成本效果上提高了冷 卻塔的整體效率。因此,在熱交換特性和組裝上都高效的冷卻塔是所希望的。本發(fā)明實(shí)現(xiàn) 了運(yùn)個(gè)期望。
[0008] 因此,希望擁有不僅在其熱交換特性上高效,而且在組裝所需的時(shí)間和成本上高 效的經(jīng)濟(jì)的、機(jī)械通風(fēng)的模塊化冷卻塔。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的實(shí)施例有利地提供了通常為蒸汽的流體,W及提供了用于冷凝所述蒸汽 的模塊化機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的方法。
[0010] 本發(fā)明的實(shí)施例包括一種用于組裝模塊化空氣冷卻冷凝器的方法,所述模塊化空 氣冷卻冷凝器沿豎直軸線遠(yuǎn)離水平面延伸,所述方法包括:組裝第一冷凝器管束組件的步 驟,所述第一冷凝器管束組件包括:具有第一端和第二端的第一組管,連接到所述管的第一 端的蒸汽歧管,W及連接到所述管的第二端的冷凝物集管(condensateheader);組裝第二 冷凝器管束組件的步驟,所述第二冷凝器管束組件包括:具有第一端和第二端的第二組管, 連接到所述管的第一端的蒸汽歧管,W及連接到所述管的第二端的冷凝物集管;將所述第 一冷凝器管束組件和所述第二冷凝器管束組件置于集裝箱中的步驟;將所述集裝箱運(yùn)輸?shù)?將要組裝所述模塊化空氣冷卻冷凝器的地點(diǎn)的步驟;通過(guò)放置所述第一冷凝器管束組件和 所述第二冷凝器管束組件來(lái)組裝熱交換Ξ角形件的步驟;W及將所述熱交換Ξ角形件定位 在模塊化塔架上的步驟。
[0011] 本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例包括一種模塊化空氣冷卻冷凝器,所述模塊化空氣冷卻冷 凝器沿豎直軸線遠(yuǎn)離水平面延伸,其包括:用于組裝第一冷凝器管束組件的裝置,所述第一 冷凝器管束組件包括:具有第一端和第二端的第一組管,連接到所述管的第一端的蒸汽歧 管,W及連接到所述管的第二端冷凝物集管;用于組裝第二冷凝器管束組件的裝置,所述第 二冷凝器管束組件具有:具有第一端和第二端的第二組管,連接到所述管的第一端的蒸汽 歧管,W及連接到所述管的第二端的冷凝物集管;用于將所述第一冷凝器管束組件和所述 第二冷凝器管束組件置于集裝箱中的裝置;用于將所述集裝箱運(yùn)輸?shù)綄⒁M裝所述模塊化 空氣冷卻冷凝器的地點(diǎn)的裝置;通過(guò)放置所述第一冷凝器管束組件和所述第二冷凝器管束 組件來(lái)組裝熱交換Ξ角形件的裝置;W及用于將所述熱交換Ξ角形件定位在模塊化塔架上 的裝置。
[0012] 本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例,公開(kāi)了一種冷卻工業(yè)流體的機(jī)械通風(fēng)模塊化空氣冷卻冷 凝器,包括:壓力通風(fēng)系統(tǒng)(plenum),其內(nèi)安置有至少一個(gè)Ξ角形件,其中所述至少一個(gè)Ξ 角形件包括:第一冷凝器管束組件,所述第一冷凝器管束組件具有:具有第一端和第二端 的第一組管,連接到所述管的第一端的蒸汽歧管,W及連接到所述管的第二端的冷凝物集 管;W及第二冷凝器管束組件,所述第二冷凝器管束組件具有:具有第一端和第二端的第 二組管,連接到所述管的第一端的蒸汽歧管,W及連接到所述管的第二端的冷凝物集管;支 撐架,其支撐所述壓力通風(fēng)系統(tǒng);W及容納氣流產(chǎn)生器的護(hù)罩。
[0013] 在本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例中,公開(kāi)了一種用于組裝模塊化空氣冷卻冷凝器的方 法,所述模塊化空氣冷卻冷凝器沿豎直軸線延伸,所述方法包括:組裝第一冷凝器管束組 件,所述第一冷凝器管束組件具有:具有第一端和第二端的第一組管,W及連接到所述管的 第二端的冷凝物集管;組裝第二冷凝器管束組件,所述第二冷凝器管束組件具有:具有第 一端和第二端的第二組管,w及連接到所述管的第二端的冷凝物集管;將所述第一冷凝器 管束組件和所述第二冷凝器管束組件置于集裝箱中;將所述集裝箱運(yùn)輸?shù)綄⒁M裝所述模 塊化空氣冷卻冷凝器的地點(diǎn);通過(guò)放置所述第一冷凝器管束組件和所述第二冷凝器管束組 件來(lái)組裝熱交換Ξ角形件;W及將所述熱交換Ξ角形件定位在模塊化塔架上。
[0014] 運(yùn)里已經(jīng)非常寬泛地概述出本發(fā)明的一些實(shí)施例,W便可W更好地理解此處的本 發(fā)明的詳細(xì)描述,并且W便可W更好地領(lǐng)會(huì)對(duì)于本領(lǐng)域的貢獻(xiàn)。當(dāng)然,將在下文中描述本發(fā) 明的附加的實(shí)施例,并且其將形成其所附的權(quán)利要求的主題。
[0015] 有鑒于此,在詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例之前,應(yīng)理解的是,本發(fā)明在其應(yīng) 用上不限于在下列說(shuō)明書(shū)所闡釋或者附圖中所圖示的其構(gòu)造的細(xì)節(jié)和部件的布置。本發(fā)明 包括除所描述的那些實(shí)施例W及正在用各種方式實(shí)施和實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例W外的實(shí)施例。還 應(yīng)理解的是,此處所使用的措辭和術(shù)語(yǔ)W及摘要,是用于描述的目的,并且不應(yīng)視為限制性 的。
[0016] 如此,本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是,本發(fā)明所基于的構(gòu)思可W被直接用作為用于 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的數(shù)個(gè)目的的其他結(jié)構(gòu)、方法和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。因此,重要的是,只要不 偏離本
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