模块化空气冷却冷凝器装置及方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本发明要求了美国临时申请No. 61/828, 076的优先权，其申请日为2013年5月28 日，名称为"模块化空气冷却冷凝器装置及方法"，其通过引用被整体包含在运里。
技术领域
[0003] 本发明设及一种使用空气冷却冷凝器模块的机械通风冷却塔。上述冷却塔借助机 械通风运行，并且实现两种流体之间的热交换，该两种流体诸如通常为大气和一般为蒸汽 或者某种工业过程流体的另一种流体。上述冷却塔借助使用诸如风扇等的气流产生器的机 械通风运行。
【背景技术】
[0004] 冷却塔是广泛用于向大气释放低度热的一类热交换器，并且通常用在发电、空调 设施等中。在用于上述应用的机械通风冷却塔中，经由诸如从动叶轮、从动风扇等的气流产 生器来引导或者推动气流。冷却塔可W是湿式的或者是干式的。干式冷却塔能够或者是 "直接干式"或者是?'司接干式"类型的冷却塔，在"直接干式"类型的冷却塔中，蒸汽由流经 包含蒸汽的热交换介质的空气直接冷凝，在"间接干式"类型的冷却塔中，蒸汽首先穿过被 流体冷却的表面冷凝器，并且该经加热的流体被送至流体与空气保持隔离的与汽车散热器 类似的冷却塔热交换器。干式冷却具有无蒸发水损失的优点。两种类型的干式冷却塔都通 过传导和对流来散热，并且两种类型如今都在使用。湿式冷却塔向被冷却的流体提供直接 的空气接触。湿式冷却塔得益于汽化潜热，汽化提供了非常有效的热传送但是W蒸发小部 分循环流体为代价。
[0005] 为了实现所需的直接干式冷却，冷凝器典型地需要大的表面积W消散气体或者蒸 汽中的热能，并且经常可能向设计工程师提出多种挑战。因为由系统导管压力损失和速度 分配所导致的蒸汽输送中的非均匀性，所W有时难W高效和有效地将蒸汽引导到冷凝器的 所有内表面区域。因此，均匀的蒸汽分配在空气冷却冷凝器中是所希望的，并且对最佳性能 很关键。另一个挑战或者缺点是，虽然设置大的表面积是所希望的，但是可能产生蒸汽侧压 降而因此增加满轮机背压并且因此降低发电机效率。因此，希望拥有具有允许蒸汽在整个 冷凝器中均匀分布的导管和冷凝器表面的策略性布置的冷凝器，其降低背压，同时允许穿 过并且横跨冷凝器表面的最大冷却气流。
[0006] 现有空气冷却冷凝塔的另一个缺点是其典型地在施工现场的组装中为劳动力密 集型。运样的塔的组装经常需要专用的劳动力，投入大量的时间。因此，运样的组装是需要 大量时间的劳动力密集型并且因此可能造价很高。因此，在将塔结构装运到安装场地前，在 制造工厂或者场所组装尽可能多的塔结构是希望得到的，同时是更加高效的。
[0007] 在本领域众所周知的是，提高冷却塔性能（即，在给定的表面中提取增加量的废 热的能力）能够引起蒸汽工厂的热转换为电能的整体效率的提高和/或特定条件下功率输 出的增加。并且，具有成本效率的制造和组装方法还在制造和运行的成本效果上提高了冷 却塔的整体效率。因此，在热交换特性和组装上都高效的冷却塔是所希望的。本发明实现 了运个期望。
[0008] 因此，希望拥有不仅在其热交换特性上高效，而且在组装所需的时间和成本上高 效的经济的、机械通风的模块化冷却塔。
【发明内容】
[0009] 本发明的实施例有利地提供了通常为蒸汽的流体，W及提供了用于冷凝所述蒸汽 的模块化机械通风冷却塔的方法。
[0010] 本发明的实施例包括一种用于组装模块化空气冷却冷凝器的方法，所述模块化空 气冷却冷凝器沿竖直轴线远离水平面延伸，所述方法包括：组装第一冷凝器管束组件的步 骤，所述第一冷凝器管束组件包括：具有第一端和第二端的第一组管，连接到所述管的第一 端的蒸汽歧管，W及连接到所述管的第二端的冷凝物集管（condensateheader);组装第二 冷凝器管束组件的步骤，所述第二冷凝器管束组件包括：具有第一端和第二端的第二组管， 连接到所述管的第一端的蒸汽歧管，W及连接到所述管的第二端的冷凝物集管；将所述第 一冷凝器管束组件和所述第二冷凝器管束组件置于集装箱中的步骤；将所述集装箱运输到 将要组装所述模块化空气冷却冷凝器的地点的步骤；通过放置所述第一冷凝器管束组件和 所述第二冷凝器管束组件来组装热交换Ξ角形件的步骤；W及将所述热交换Ξ角形件定位 在模块化塔架上的步骤。
[0011] 本发明的另一个实施例包括一种模块化空气冷却冷凝器，所述模块化空气冷却冷 凝器沿竖直轴线远离水平面延伸，其包括：用于组装第一冷凝器管束组件的装置，所述第一 冷凝器管束组件包括：具有第一端和第二端的第一组管，连接到所述管的第一端的蒸汽歧 管，W及连接到所述管的第二端冷凝物集管；用于组装第二冷凝器管束组件的装置，所述第 二冷凝器管束组件具有：具有第一端和第二端的第二组管，连接到所述管的第一端的蒸汽 歧管，W及连接到所述管的第二端的冷凝物集管；用于将所述第一冷凝器管束组件和所述 第二冷凝器管束组件置于集装箱中的装置；用于将所述集装箱运输到将要组装所述模块化 空气冷却冷凝器的地点的装置；通过放置所述第一冷凝器管束组件和所述第二冷凝器管束 组件来组装热交换Ξ角形件的装置；W及用于将所述热交换Ξ角形件定位在模块化塔架上 的装置。
[0012] 本发明的又一个实施例，公开了一种冷却工业流体的机械通风模块化空气冷却冷 凝器，包括：压力通风系统（plenum),其内安置有至少一个Ξ角形件，其中所述至少一个Ξ 角形件包括：第一冷凝器管束组件，所述第一冷凝器管束组件具有：具有第一端和第二端 的第一组管，连接到所述管的第一端的蒸汽歧管，W及连接到所述管的第二端的冷凝物集 管；W及第二冷凝器管束组件，所述第二冷凝器管束组件具有：具有第一端和第二端的第 二组管，连接到所述管的第一端的蒸汽歧管，W及连接到所述管的第二端的冷凝物集管；支 撑架，其支撑所述压力通风系统；W及容纳气流产生器的护罩。
[0013] 在本发明的再一个实施例中，公开了一种用于组装模块化空气冷却冷凝器的方 法，所述模块化空气冷却冷凝器沿竖直轴线延伸，所述方法包括：组装第一冷凝器管束组 件，所述第一冷凝器管束组件具有：具有第一端和第二端的第一组管，W及连接到所述管的 第二端的冷凝物集管；组装第二冷凝器管束组件，所述第二冷凝器管束组件具有：具有第 一端和第二端的第二组管，w及连接到所述管的第二端的冷凝物集管；将所述第一冷凝器 管束组件和所述第二冷凝器管束组件置于集装箱中；将所述集装箱运输到将要组装所述模 块化空气冷却冷凝器的地点；通过放置所述第一冷凝器管束组件和所述第二冷凝器管束组 件来组装热交换Ξ角形件；W及将所述热交换Ξ角形件定位在模块化塔架上。
[0014] 运里已经非常宽泛地概述出本发明的一些实施例，W便可W更好地理解此处的本 发明的详细描述，并且W便可W更好地领会对于本领域的贡献。当然，将在下文中描述本发 明的附加的实施例，并且其将形成其所附的权利要求的主题。
[0015] 有鉴于此，在详细说明本发明的至少一个实施例之前，应理解的是，本发明在其应 用上不限于在下列说明书所阐释或者附图中所图示的其构造的细节和部件的布置。本发明 包括除所描述的那些实施例W及正在用各种方式实施和实现的实施例W外的实施例。还 应理解的是，此处所使用的措辞和术语W及摘要，是用于描述的目的，并且不应视为限制性 的。
[0016] 如此，本领域技术人员将理解的是，本发明所基于的构思可W被直接用作为用于 为实现本发明的数个目的的其他结构、方法和系统的设计的基础。因此，重要的是，只要不 偏离本