一種直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，其包括：主排汽管，汽輪機排出的蒸汽流入主排汽管；上升管，上升管與主排汽管連通，豎直向上，蒸汽由主排汽管進入上升管向上流動；水平分配管，水平分配管一端與上升管連通，蒸汽由上升管進入水平分配管，水平分配管另一端下部與空冷器管束連通；空冷器管束，空冷器管束上端與水平分配管連通；凝結(jié)水集水管，經(jīng)過空冷器管束冷卻的水進入凝結(jié)水集水管；該系統(tǒng)設置有凝結(jié)水循環(huán)系統(tǒng)和噴淋設備，凝結(jié)水通過循環(huán)系統(tǒng)進入噴淋設備，噴淋設備設置在水平分配管內(nèi)。采用本發(fā)明的冷卻裝置，可以有效降低汽輪機背壓，可以有效提高系統(tǒng)的真空度，可以有效提高汽輪機的工作效率，還可以節(jié)約耗水量。
【專利說明】一種直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，特別涉及一種在火力發(fā)電廠用于汽輪 機的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著全球水資源危機的日益加劇，空冷發(fā)電技術(shù)應運而生，并在近年來得到迅速 發(fā)展?；痣姀S是水資源消耗大戶，其耗水量占工業(yè)總耗水量的20%左右。我國華北、西北、 東北地區(qū)是煤炭主產(chǎn)地，但是水資源嚴重短缺，成為電力發(fā)展、經(jīng)濟建設的制約因素。
[0003] 與常規(guī)的濕式冷卻技術(shù)相比，空冷技術(shù)最大的優(yōu)點是節(jié)水，采用空冷機組可使發(fā) 電廠用水減少80 %，甚至高達85 %。
[0004] 直接空冷是以空氣代替水作為冷卻介質(zhì)對汽輪機排氣進行冷卻，用空冷凝汽器代 替?zhèn)鹘y(tǒng)的水冷凝汽器。由于直接空冷系統(tǒng)是直接利用干空氣進行冷卻，因此，直接空冷機組 的冷卻能力取決于進入空冷器的空氣溫度，在夏季，空氣溫度較高，這將導致空冷器冷卻能 力下降，造成機組的真空度降低，背壓升高，機組的實際出力低于設計出力，降低了機組的 經(jīng)濟性和安全性。因此，直接空冷機組在夏季高溫時段出力下降，不能滿負荷運行是我國空 冷機組的一個普遍問題。
[0005] 目前解決直接空冷系統(tǒng)夏季負荷受限問題的技術(shù)有兩類：一類是不對原有的空冷 系統(tǒng)進行改造，新增一套尖峰冷卻裝置分擔空冷負荷；另一類是通過加裝冷卻裝置提高空 冷系統(tǒng)在高溫環(huán)境下的換熱性能。
[0006] 通過另建一套尖峰冷卻裝置分擔空冷負荷的方法，是將機組排汽系統(tǒng)中抽取部分 比例的蒸汽排入增設的尖峰冷卻系統(tǒng)中。該系統(tǒng)在夏季高溫時段的投入使用，可以有效補 償空冷系統(tǒng)冷卻能力的不足，解決負荷受限的問題。新增的冷卻系統(tǒng)通常采用濕冷裝置，從 而形成干濕聯(lián)合冷卻的方式。這種方法目前應用極少，主要原因是成本太高，不僅需要高昂 的初始投資成本，而且運行成本也非常高。
[0007] 通過加裝冷卻裝置提高空冷系統(tǒng)在高溫環(huán)境下?lián)Q熱特性的方法，目前有蒸發(fā)冷卻 和噴霧冷卻兩種方法。蒸發(fā)冷卻的原理是將霧化的除鹽水直接噴在換熱器表面，利用水氣 化吸熱降低換熱器表面溫度，從而增強換熱器的換熱效果；噴霧冷卻的原理是將霧化的除 鹽水噴在冷卻風機的出口或入口，利用水氣化吸熱降低換熱器周圍空氣的溫度，沒有氣化 的水滴依靠空氣流動攜帶進入空冷器表面吸熱，從而提高空冷器換熱性能，達到降低機組 背壓的目的。這兩種冷卻方法的最大區(qū)別是除鹽水的用量，噴霧冷卻除鹽水的耗用量一般 是蒸發(fā)冷卻的好幾倍。但是這兩種方法均存在下述缺點：1)浪費除鹽水，冷卻水噴淋到大 氣中，不能回收，使得機組耗水量增大，增加運行成本；2)噴水后冷卻空氣濕度加大，散熱 器翅片管表面濕度加大，空氣中的灰塵更容易粘附在散熱器翅片管上，造成翅片管容易臟 污，降低換熱效率；3)在實際應用中，如果噴霧器安裝位置或噴淋系統(tǒng)設計不合理而達不 到噴淋效果，將導致噴淋系統(tǒng)耗水量過大，甚至比同等條件下濕冷機組的耗水量還多，并在 空冷島下方形成"雨區(qū)"。
[0008] 為了克服上述缺點，CN102564157B公開了一種直接空冷系統(tǒng)節(jié)能冷卻裝置，其特 點是噴淋冷卻過程是在蒸汽管道內(nèi)進行，而不是傳統(tǒng)的在空冷凝汽器上或者周圍空氣中進 行。其技術(shù)方案詳見圖1。
[0009] CN102564157B公開的直接空冷系統(tǒng)節(jié)能冷卻裝置，在汽輪機低壓缸（10)的排汽 管上升管道（12)即空冷凝汽器進汽管道上加裝有與除鹽水箱（17)的除鹽水相連通的噴水 裝置。該發(fā)明的空冷系統(tǒng)在環(huán)境溫度較高、機組高背壓條件下運行時，直接對空冷凝汽器的 進汽進行冷卻，可以降低機組背壓，達到節(jié)能降耗、提高機組出力的目的。該技術(shù)是通過在 汽輪機排汽管上升管道內(nèi)加裝霧化噴水裝置，將除鹽水霧化引入空冷凝汽器的進汽中，從 而降低空冷凝汽器的熱負荷，提高機組運行的真空度。
[0010] CN102564157B公開的直接空冷系統(tǒng)節(jié)能冷卻裝置由于采用在排汽管內(nèi)噴淋，就克 服了現(xiàn)有的通過加裝冷卻裝置提高空冷系統(tǒng)在高溫環(huán)境下?lián)Q熱特性的方法所存在的缺點。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011] 但是，本發(fā)明人在實踐中發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)存在一個明顯的缺點，因為該裝置是在汽輪 機排汽上升管道內(nèi)進行噴霧冷卻，而上升管道是汽輪機的主排汽管道，這將增大主排汽管 道內(nèi)的蒸汽量和乏汽的流動阻力，從而增加汽輪機的排氣阻力，導致汽輪機效率降低。
[0012] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)， 其特征在于，其包括：
[0013] 主排汽管，汽輪機排出的蒸汽流入主排汽管；
[0014] 上升管，上升管與主排汽管連通，堅直向上，蒸汽由主排汽管進入上升管向上流 動；
[0015] 水平分配管，水平分配管一端與上升管連通，蒸汽由上升管進入水平分配管，水平 分配管另一端下部與空冷器管束連通；
[0016] 空冷器管束，空冷器管束上端與水平分配管連通；以及
[0017] 凝結(jié)水集水管，經(jīng)過空冷器管束冷卻的水進入凝結(jié)水集水管；
[0018] 其中，該系統(tǒng)設置有凝結(jié)水循環(huán)系統(tǒng)和噴淋設備，凝結(jié)水通過循環(huán)系統(tǒng)進入噴淋 設備，噴淋設備設置在水平分配管內(nèi)。
[0019] 優(yōu)選地，上述直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括熱井，凝結(jié)水從凝結(jié)水集水 管流入熱井，再由熱井進入凝結(jié)水循環(huán)系統(tǒng)。
[0020] 優(yōu)選地，上述直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，其中的凝結(jié)水循環(huán)系統(tǒng)包括：
[0021] 凝結(jié)水泵，凝結(jié)水精處理裝置，隔斷閥，流量計，過濾器，流量調(diào)節(jié)閥，冷卻器及管 道，熱井里的凝結(jié)水經(jīng)由凝結(jié)水泵加壓后進入凝結(jié)水精處理裝置，升壓后的凝結(jié)水經(jīng)由隔 斷閥，流量計，過濾器，流量調(diào)節(jié)閥進入冷卻器，冷卻后的凝結(jié)水通過管道進入噴淋設備。
[0022] 優(yōu)選地，上述直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，其中的凝結(jié)水循環(huán)系統(tǒng)包括：
[0023] 凝結(jié)水泵，隔斷閥，流量計，過濾器，流量調(diào)節(jié)閥，冷卻器及管道，凝結(jié)水集水管收 集的凝結(jié)水直接經(jīng)由凝結(jié)水泵加壓后經(jīng)由隔斷閥，流量計，過濾器，流量調(diào)節(jié)閥進入冷卻 器，冷卻后的凝結(jié)水通過管道進入噴淋設備。
[0024] 優(yōu)選地，上述直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括一個除鹽水箱，在凝結(jié)水量 不足時，除鹽水箱向凝結(jié)水循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)供給需要量的除鹽水。
[0025] 優(yōu)選地，上述直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，其中，噴淋設備包括布水管和噴頭，布水 管設置在水平分配管內(nèi)部，用于分配冷卻水并連接噴頭，噴頭用于將冷卻水霧化。
[0026] 優(yōu)選地，上述直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，其中，噴淋設備是涵道形噴淋設備，包括 布水管和設于其上的多個噴頭，所述多個噴頭排列成紡錘形或者錐形，布水管安裝在水平 分配管內(nèi)，以此形成涵道形的霧化冷卻段。
[0027] 優(yōu)選地，上述直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，其中，噴淋設備是環(huán)形噴淋管。
[0028] 優(yōu)選地，上述直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，其中，噴淋設備是垂直堅直噴淋管，在布 水管上設置有多個堅直向下的噴頭。
[0029] 優(yōu)選地，上述直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，其中，噴淋設備是水平噴淋管，在布水管 上設置有水平方向的噴頭。
[0030] 優(yōu)選地，上述直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，其中，噴淋設備設置在空冷器管束前。
[0031] 優(yōu)選地，上述直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，其中，噴淋設備設置在空冷器管束垂直正 上方。
[0032] 優(yōu)選地，上述直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，其中，噴淋設備設置在空冷器管束入口 處。
[0033] 優(yōu)選地，上述直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，其中，可以有多組噴淋設備。
[0034] 優(yōu)選地，上述直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，其中，在噴淋設備的入口處設置有噴水控 制閥。在本發(fā)明中，這樣設置可以有效保護控制閥電氣元件而避免將其設于噴淋設備內(nèi)部 引起受潮，從而有利于系統(tǒng)真空嚴密性。由于在不同位置設置有多種噴水降溫，通過加裝的 管道將冷卻后的凝結(jié)水通到水平分配管內(nèi)部的不同位置進行噴霧降溫冷卻。
[0035] 優(yōu)選地，上述節(jié)能冷卻裝置，其中，噴淋設備中，在布水管和噴頭之間還裝設有導 管，通過導管將噴頭連接于布水管上。
[0036] 采用本發(fā)明的降溫系統(tǒng)，夏季使用可以有效加快汽輪機乏汽冷凝過程，提高系統(tǒng) 的真空度，降低汽輪機背壓，降低汽輪機排氣溫度，有效提高汽輪機的工作效率，減少進入 直接空冷系統(tǒng)的熱負荷。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0037] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)CN102564157B公開的直接空冷系統(tǒng)節(jié)能冷卻裝置的示意圖。
[0038] 圖2a是實施例1的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039] 圖2b是圖2a的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)中與水平分配管連接的空冷器管束的側(cè) 視放大圖；
[0040] 圖2c是圖2a的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)中噴淋設備的側(cè)視放大圖；
[0041] 圖2d是圖2a的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)中噴淋設備的布水管上設置的導管和噴 頭的放大圖。
[0042] 圖3a是實施例2的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)示意圖；
[0043] 圖3b是圖3a的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)中與水平分配管連接的空冷器管束的側(cè) 視放大圖；
[0044] 圖3c是圖3a的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)中噴淋設備的側(cè)視放大圖；
[0045] 圖3d是圖3a的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)中噴淋設備的布水管上設置的導管和噴 頭的放大圖。
[0046] 圖4a是實施例4的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047] 圖4b是圖4a的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)的噴淋設備的側(cè)視放大圖；
[0048] 圖4c是圖4a的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)的與水平分配管連接的空冷器管束的側(cè) 視放大圖。
[0049] 圖5a是是實施例5的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050] 圖5b是圖5a的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)中噴淋設備的放大圖。
[0051] 圖6a是實施例6的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052] 圖6b是圖6a的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)與水平分配管連接的空冷器管束的側(cè)視 放大圖；
[0053] 圖6c是圖6a的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)的噴淋設備的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0054] 圖7a是實施例7的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0055] 圖7b是圖7a的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)中與水平分配管連接的空冷器管束的側(cè) 視放大圖；
[0056] 圖7c是圖7a的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)噴淋設備的局部放大示意圖。
[0057] 圖8a是實施例8的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0058] 圖8b是圖8a的節(jié)能冷卻裝置中水平分配管和噴淋設備的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0059] 汽輪機將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)換為機械能，是火電和核電的主要設備之一，用于拖動發(fā) 電機發(fā)電。就凝汽式汽輪機而言，從鍋爐產(chǎn)生的新蒸汽經(jīng)由主閥門進入高壓缸，再進入中壓 缸，再進入低壓缸，最終進入凝汽器。蒸汽的熱能在汽輪機內(nèi)消耗，變?yōu)檎羝膭幽?，然后?動裝有葉片的汽輪機轉(zhuǎn)子，最終轉(zhuǎn)化為機械能。背壓其實叫汽輪機出口排汽壓力，大家俗 稱背壓。是指做完功以后的蒸汽還具有的一定壓力。背壓越低，汽輪機入口蒸汽壓力與出 口排汽壓力的差值越大，越有利于將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為機械能，發(fā)電效率越高。
[0060] 用空冷凝汽器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水冷凝汽器，可以節(jié)約耗水量，但是在夏季由于空氣溫 度較高，對蒸汽的冷卻效果變差，就需要加裝冷卻裝置，大部分冷卻裝置都是在管外進行噴 淋，這就導致了如下問題：1)浪費除鹽水，冷卻水噴淋到大氣中，不能回收，使得機組耗水 量增大,增加運行成本；2)噴水后冷卻空氣濕度加大，散熱器翅片管表面濕度加大，空氣中 的灰塵更容易粘附在散熱器翅片管上，造成翅片管容易臟污，降低換熱效率；3)在實際應 用中，如果噴霧器安裝位置或噴淋系統(tǒng)設計不合理而達不到噴淋效果，將導致噴淋系統(tǒng)耗 水量過大，甚至比同等條件下濕冷機組的耗水量還多，并在空冷島下方形成"雨區(qū)"。
[0061] 為了解決這些問題，CN102564157B提出了在管內(nèi)噴淋的概念，就是在汽輪機排汽 上升管道內(nèi)進行噴霧冷卻，通過這樣的技術(shù)措施，CN102564157B解決了管外噴淋造成的問 題。但是，由于上升管道是汽輪機的主排汽管道，這就增大了主排汽管道內(nèi)的蒸汽量和乏汽 的流動阻力，從而增加汽輪機的排氣阻力，導致汽輪機效率降低。
[0062] 本發(fā)明人針對這一問題，經(jīng)過長期研究和大量實踐，發(fā)現(xiàn)如果在乏汽進入凝汽器 的水平管道內(nèi)進行噴淋，則既可以解決管外噴淋造成的問題，又可以解決在上升管道內(nèi)噴 淋造成的乏汽流動阻力增大從而導致汽輪機排氣阻力增加導致汽輪機效率降低的問題。在 此基礎上，本發(fā)明人完成了本發(fā)明。本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，冷卻用的除鹽水如果再經(jīng)過冷卻器冷 卻后在水平分配管內(nèi)進行噴霧，效果更好，能夠顯著降低用水量，本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，通過將 蒸汽冷凝的凝結(jié)水在整個系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)使用作為噴淋用水，可以大量節(jié)約除鹽水的用量。
[0063] 下面通過具體實施例闡釋本發(fā)明，應當理解的是，本發(fā)明的保護范圍不局限于所 給出的實施例，所有符合本發(fā)明精神的變形或變體均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0064] 實施例1
[0065] 參見圖2a、圖2b、圖2c和圖2d，其是一種直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，如圖2a所示， 其是一種直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，其包括：
[0066] 主排汽管3,汽輪機排出的蒸汽流入主排汽管3 ;
[0067] 上升管4,上升管與主排汽管3連通，堅直向上，蒸汽由主排汽管3進入上升管4向 上流動；
[0068] 水平分配管5,水平分配管5 -端與上升管4連通，蒸汽由上升管4進入水平分配 管5,水平分配管5另一端下部與空冷器管束6連通；
[0069] 空冷器管束6,空冷器管束上端與水平分配管5連通；以及
[0070] 凝結(jié)水集水管7,經(jīng)過空冷器管束冷卻的水進入凝結(jié)水集水管7 ;
[0071] 其中，該系統(tǒng)設置有凝結(jié)水循環(huán)系統(tǒng)和噴淋設備，凝結(jié)水通過循環(huán)系統(tǒng)進入噴淋 設備，噴淋設備設置在水平分配管內(nèi)。
[0072] 噴淋設備包括噴水管接頭18、布水管19、導管20、噴頭21，另外還在噴淋設備外部 設置有用于控制水量的噴水控制閥17。
[0073] 圖2b是與水平分配管5連接的空冷器管束6的側(cè)視圖，其中直接空冷凝汽器呈A 字形布置，其結(jié)構(gòu)是電站常用的常規(guī)結(jié)構(gòu)，由該側(cè)視圖可以看到噴水管接頭18、布水管19、 以及導管20和噴頭21在水平分配管5內(nèi)；圖2c是圖2a中噴淋設備設置在水平分配管5 內(nèi)部的圓環(huán)形布水管19的的側(cè)視放大圖，由2c可以看出，噴水管接頭18插入水平分配管5 內(nèi)連接布水管19和設有噴水控制閥17的管路，導管20將進入布水管19內(nèi)的冷凝結(jié)水或 其他冷卻介質(zhì)如除鹽水導入到噴頭21內(nèi)；圖2d是設置于布水管19上的導管20和噴頭21 的放大圖。
[0074] 其工作流程如下：汽輪機1排汽進入排汽裝置2內(nèi)，經(jīng)過主排汽管3、上升管4、水 平分配管5,在水平分配管5內(nèi)部，經(jīng)過分配，蒸汽進入到空冷器管束6中，冷凝后進入凝結(jié) 水集水管7,經(jīng)凝結(jié)水回水管8流回到熱井9中，通過凝結(jié)水泵10升壓后進入凝結(jié)水精處理 裝置11，升壓后的凝結(jié)水從凝結(jié)水精處理裝置11通過流量計12 (監(jiān)視和統(tǒng)計凝結(jié)水減溫水 量，以便控制和監(jiān)視）、隔離閥13、過濾器14(濾除凝結(jié)水中的雜物，以防堵塞噴頭21)、流 量調(diào)節(jié)閥15 (控制凝結(jié)水量），進入冷卻器16 (也可以根據(jù)需要，不經(jīng)由流量調(diào)節(jié)閥15直 接進入冷卻器16)，以降低凝結(jié)水的溫度，從而提高冷卻效果，減少噴入系統(tǒng)內(nèi)的水量而減 少帶入系統(tǒng)內(nèi)的蒸汽量，即相當于承擔一部分直接空冷器的熱負荷。經(jīng)由冷卻器16冷卻后 的高壓低溫凝結(jié)水通過噴水控制閥17 (其為1組或1組以上，本實施例中設為2組，控制裝 設在水平分配管5內(nèi)某一個段或某一組的噴水開關）、噴水管接頭18 (裝設在水平分配管5 上，其一端連接布水管19,另一端連接水平分配管5外部的設有噴水控制閥17的管路，在不 使用降溫系統(tǒng)的季節(jié)，可以將其封堵，運行或維護檢修時，方便打開和使用）、布水管19 (裝 設固定在水平分配管5內(nèi)，用來提供分配凝結(jié)水并可以支撐穩(wěn)固導管20和噴頭21)、導管 20 (用來連接固定噴頭21的水管），經(jīng)噴頭21霧化后迅速噴出，布水管19呈圓環(huán)形，多個 噴頭圍繞該布水管圓環(huán)的圓周而設計于布水管（該布水管可以設有多個，在該實施例中設 有2個布水管）之上，噴霧方式是環(huán)形旋流噴霧，水滴噴入到水平分配管5內(nèi)遇到汽輪機的 乏汽，高壓低溫的水滴在溫度高壓力低的環(huán)境下會迅速蒸發(fā)，降低乏汽的溫度，從而達到降 低乏汽溫度、使之冷卻的目的。
[0075] 其中，前述隔離閥設有多個于冷卻管道上，這里冷卻器16也可以用換熱器，可以 為冷水機組或者換熱器和熱泵組合的部件，只要能夠起到冷卻作用的常規(guī)部件或機組均可 以在這里使用，其中冷卻手段即冷源可以采用輔機循環(huán)冷卻水，也可以采用小型蒸發(fā)冷卻 器，也可以采用冷水機組，也可以不冷卻，而直接進入系統(tǒng)噴霧。
[0076] 實施例2
[0077] 參見圖3a、圖3b、圖3c和圖3d，其是一種直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，如圖3a所示， 其是一種直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，其包括：
[0078] 主排汽管，汽輪機排出的蒸汽流入主排汽管；
[0079] 上升管，上升管與主排汽管連通，堅直向上，蒸汽由主排汽管進入上升管向上流 動；
[0080] 水平分配管，水平分配管一端與上升管連通，蒸汽由上升管進入水平分配管，水平 分配管另一端下部與空冷器管束連通；
[0081] 空冷器管束，空冷器管束上端與水平分配管連通；以及
[0082] 凝結(jié)水集水管，經(jīng)過空冷器管束冷卻的水進入凝結(jié)水集水管；
[0083] 其中，該系統(tǒng)設置有凝結(jié)水循環(huán)系統(tǒng)和噴淋設備，凝結(jié)水通過循環(huán)系統(tǒng)進入噴淋 設備，噴淋設備設置在水平分配管內(nèi)。
[0084] 噴淋設備包括噴水管接頭18、布水管19、導管20、噴頭21，另外還在噴淋設備外部 設置有用于控制水量的噴水控制閥17。
[0085] 圖3b是與水平分配管5連接的空冷器管束6的側(cè)視圖，其中直接空冷凝汽器呈A 字形布置，其結(jié)構(gòu)是電站常用的常規(guī)結(jié)構(gòu)，由該側(cè)視圖可以看到噴水管接頭18、布水管19、 以及導管20和噴頭21在水平分配管5內(nèi)；圖3c是圖2a中噴淋設備設置在水平分配管5 內(nèi)部的圓環(huán)形布水管19的的側(cè)視放大圖，由該圖可以看出，噴水管接頭18插入水平分配管 5內(nèi)連接布水管19和設有噴水控制閥17的管路，導管20將進入布水管19內(nèi)的冷凝結(jié)水或 其他冷卻介質(zhì)如除鹽水導入到噴頭21內(nèi)；圖3d是設置于布水管19上的導管20和噴頭21 的放大圖。
[0086] 其工作流程如下：汽輪機1排汽進入排汽裝置2內(nèi)，經(jīng)過主排汽管3、上升管4、水 平分配管5,在水平分配管5內(nèi)部，經(jīng)過分配，蒸汽進入到空冷器管束6中，冷凝后進入凝結(jié) 水集水管7,經(jīng)凝結(jié)水回水管8直接通過凝結(jié)水泵10升壓，升壓后的凝結(jié)水通過流量計12、 隔離閥13、過濾器14、流量調(diào)節(jié)閥15,進入冷卻器16,冷卻后的高壓低溫凝結(jié)水通過噴水控 制閥17 (設為2組）、噴水管接頭18 (裝設在水平分配管5上，其一端連接布水管19,另一 端連接水平分配管5外部的設有噴水控制閥17的管路，在不使用降溫系統(tǒng)的季節(jié)，可以將 其封堵，運行或維護檢修時，方便打開和使用）、布水管19、導管20,經(jīng)噴嘴21霧化后迅速 噴出，布水管19呈圓環(huán)形，多個噴頭圍繞該布水管圓環(huán)的圓周而設計于布水管（該布水管 可以設有多個，在該實施例中設有2個布水管）之上，噴霧方式是環(huán)形旋流噴霧，水滴噴入 到水平分配管5內(nèi)遇到汽輪機的乏汽，高壓低溫的水滴在溫度高壓力低的環(huán)境下會迅速蒸 發(fā)，降低乏汽的溫度，從而達到降低乏汽溫度、使之冷卻的目的。
[0087] 實施例3
[0088] 參見圖2a-圖2d和圖3a_3d，實施例3的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)與實施例1或 2的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)大致相同，不同之處是還包括一個除鹽水箱A，除鹽水箱A通 過隔離閥與流量計12相連，在凝結(jié)水量不足時，除鹽水箱A里的除鹽水補入凝結(jié)水循環(huán)系 統(tǒng)。
[0089] 實施例4
[0090] 參見圖4a_圖4c，圖4a是實施例4的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意 圖，圖4b是圖4a的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)的噴淋設備的側(cè)視放大圖，圖4c是圖4a的直 接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)中與水平分配管5連接的空冷器管束的側(cè)視放大圖。，由圖4a_圖4c 可以看出，實施例4的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)與實施例1的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)大 致相同，不同之處在于，噴水控制閥17設為1組，布水管19是涵道形，多個噴頭設于其上排 列成紡錘形或者錐形，從而形成涵道形的霧化冷卻段，在噴頭21的作用下，形成劇烈的渦 流旋流，加速降溫冷卻。另外，還包括一個除鹽水箱A，除鹽水箱A通過隔離閥與流量計12 相連，在凝結(jié)水量不足時，除鹽水箱里的除鹽水補入凝結(jié)水循環(huán)系統(tǒng)。另外，也可以如實施 例2和圖3a那樣，直接將凝結(jié)水回水管8出來的凝結(jié)水通過凝結(jié)水泵10升壓后，通過流量 計12、隔離閥13、過濾器14、流量調(diào)節(jié)閥15,進入冷卻器16,而不經(jīng)過實施例1所示的熱井 9和凝結(jié)水精處理裝置11。
[0091] 實施例5
[0092] 參見圖5a和圖5b，其是實施例5的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)。其中，圖5a是實施 例3的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖5b是圖5a的直接空冷凝汽器降溫 系統(tǒng)中噴淋設備的放大圖。由圖5a-圖5b可以看出，實施例5的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng) 與實施例1的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)大致相同，不同之處在于，噴水控制閥17設為1組， 布水管19設置在空冷器管束6的區(qū)域前方，是兩端部封閉的管道，在布水管19下方設置多 個垂直向下的噴頭21，以實現(xiàn)在空冷器管束區(qū)前方進行垂直噴霧，S卩，當蒸汽未進入管束的 前端時，在該區(qū)域內(nèi)，在噴頭21噴出低溫霧化的凝結(jié)水，迅速氣化而降低溫度。另外，還包 括一個除鹽水箱A，除鹽水箱A通過隔離閥與流量計12相連，在凝結(jié)水量不足時，除鹽水箱 里的除鹽水補入凝結(jié)水循環(huán)系統(tǒng)。另外，也可以如實施例2和圖3a那樣，直接將凝結(jié)水回 水管8出來的凝結(jié)水通過凝結(jié)水泵10升壓后，通過流量計12、隔離閥13、過濾器14、流量調(diào) 節(jié)閥15,進入冷卻器16,而不經(jīng)過實施例1所示的熱井9和凝結(jié)水精處理裝置11。
[0093] 實施例6
[0094] 參見圖6a-圖6c，其是實施例6的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；其中，圖 6a是實施例6的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖6b是圖6a的直接空冷凝 汽器降溫系統(tǒng)中與水平分配管5連接的空冷器管束的側(cè)視放大圖，圖6c是圖6a的直接空 冷凝汽器降溫系統(tǒng)的噴淋設備的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。由圖6a-圖6c可以看出，實施例6 的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)與實施例1的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)大致相同，不同之處在 于，噴水控制閥17設為1組，布水管19設置在空冷器管束6的區(qū)域正上方，以實現(xiàn)在空冷 器管束區(qū)上方進行垂直（堅直）噴霧。其中，當蒸汽在水平分配管5內(nèi)，進入管束段時，在 該區(qū)域內(nèi)上端，噴頭21噴出低溫凝結(jié)水，一部分霧化降低水平分配管5內(nèi)的蒸汽溫度，一部 分凝結(jié)水霧裹挾著蒸汽進入到管束內(nèi)部，進一步氣化降溫。另外，還包括一個除鹽水箱A，除 鹽水箱A通過隔離閥與流量計12相連，在凝結(jié)水量不足時，除鹽水箱里的除鹽水補入凝結(jié) 水循環(huán)系統(tǒng)。另外，也可以如實施例2和圖3a那樣，直接將凝結(jié)水回水管8出來的凝結(jié)水 通過凝結(jié)水泵10升壓后，通過流量計12、隔離閥13、過濾器14、流量調(diào)節(jié)閥15,進入冷卻器 16,而不經(jīng)過實施例1所示的熱井9和凝結(jié)水精處理裝置11。
[0095]實施例7
[0096] 參見圖7a_圖7c，其是實施例7的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；其中，圖 7a是實施例7的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖7b是圖7a的直接空冷凝 汽器降溫系統(tǒng)中與水平分配管5連接的空冷器管束的側(cè)視放大圖，圖7c是圖7a的直接空 冷凝汽器降溫系統(tǒng)的噴淋設備的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。由圖7a_圖7c可以看出，實施例7 的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)與實施例1的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)大致相同，不同之處在 于，噴水控制閥17設為1組，布水管19設置在空冷器管束的緊上方，每一個管束入口處設 置一個噴頭21 (這里，管束6入口處的噴頭21布置方向優(yōu)選和管束6的傾斜方向一致），以 實現(xiàn)在空冷器管束6入口處噴霧。即，在水平分配管5內(nèi)，蒸汽進入管束時，管束入口處，在 噴頭21噴出低溫凝結(jié)水，霧化的低溫凝結(jié)水霧裹挾著蒸汽進入到管束內(nèi)部，氣化降溫。另 夕卜，還包括一個除鹽水箱A，除鹽水箱A通過隔離閥與流量計12相連，在凝結(jié)水量不足時，除 鹽水箱里的除鹽水補入凝結(jié)水循環(huán)系統(tǒng)。另外，也可以如實施例2和圖3a那樣，直接將凝 結(jié)水回水管8出來的凝結(jié)水通過凝結(jié)水泵10升壓后，通過流量計12、隔離閥13、過濾器14、 流量調(diào)節(jié)閥15,進入冷卻器16,而不經(jīng)過實施例1所示的熱井9和凝結(jié)水精處理裝置11。
[0097] 實施例8
[0098] 參見圖8a-圖8b，其是實施例8的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；其中，圖 8a是實施例8的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖8b是圖8a的直接空冷凝 汽器降溫系統(tǒng)中水平分配管和噴淋設備的側(cè)視放大圖。由圖8a-圖8b可以看出，實施例8 的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)與實施例1的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)大致相同，不同之處在 于，噴水控制閥17設為1組，布水管19設置在空冷器管束的區(qū)域前方，布水管19上設置水 平方向的噴頭21 (這里可以設置通過導管連接噴頭，也可無需導管而直接將噴頭固定在布 水管上；在該實施例中具體設計為后者即無導管的實施方式，布水管19起到固定噴頭的作 用，該噴頭設計為旋流噴頭，其體積及噴流量均較大），以實現(xiàn)在空冷器管束區(qū)域前方水平 噴霧，即，當蒸汽未進入管束的前端時，在該區(qū)域內(nèi)，在噴頭21水平旋流噴出低溫霧化的凝 結(jié)水，迅速氣化而降低溫度。另外，還包括一個除鹽水箱A，除鹽水箱A通過隔離閥與流量計 12相連，在凝結(jié)水量不足時，除鹽水箱里的除鹽水補入凝結(jié)水循環(huán)系統(tǒng)。另外，也可以如實 施例2和圖3a那樣，直接將凝結(jié)水回水管8出來的凝結(jié)水通過凝結(jié)水泵10升壓后，通過流 量計12、隔離閥13、過濾器14、流量調(diào)節(jié)閥15,進入冷卻器16,而不經(jīng)過實施例1所示的熱 井9和凝結(jié)水精處理裝置11。
[0099]技術(shù)效果
[0100] 將本發(fā)明實施例1的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)應用于某火力發(fā)電廠，其汽輪發(fā)電 機組的型號為CZK200 - 12. 75/0. 981/535/535,下面表1示出了電廠對該空冷凝汽器降溫 系統(tǒng)要求的設計參數(shù)、該設備的實際運行參數(shù)以及采取了本發(fā)明的噴淋設備后的運行參數(shù) 詳細對比情況。
[0101] 表1設計參數(shù)一實際運行參數(shù)一采取噴淋措施運行參數(shù)的對比表
[0102]
【權(quán)利要求】
1. 一種直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，其特征在于，其包括： 主排汽管，汽輪機排出的蒸汽流入主排汽管； 上升管，上升管與主排汽管連通，堅直向上，蒸汽由主排汽管進入上升管向上流動； 水平分配管，水平分配管一端與上升管連通，蒸汽由上升管進入水平分配管，水平分配 管另一端下部與空冷器管束連通； 空冷器管束，空冷器管束上端與水平分配管連通；以及 凝結(jié)水集水管，經(jīng)過空冷器管束冷卻的水進入凝結(jié)水集水管； 其中，該系統(tǒng)設置有凝結(jié)水循環(huán)系統(tǒng)和噴淋設備，凝結(jié)水通過循環(huán)系統(tǒng)進入噴淋設備， 噴淋設備設置在水平分配管內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括熱井，凝結(jié)水從凝 結(jié)水集水管流入熱井，再由熱井進入凝結(jié)水循環(huán)系統(tǒng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，其中的凝結(jié)水循環(huán)系統(tǒng)包括： 凝結(jié)水泵，凝結(jié)水精處理裝置，隔斷閥，流量計，過濾器，流量調(diào)節(jié)閥，冷卻器及管道，熱 井里的凝結(jié)水經(jīng)由凝結(jié)水泵加壓后進入凝結(jié)水精處理裝置，升壓后的凝結(jié)水經(jīng)由隔斷閥， 流量計，過濾器，流量調(diào)節(jié)閥進入冷卻器，冷卻后的凝結(jié)水通過管道進入噴淋設備。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，其中的凝結(jié)水循環(huán)系統(tǒng)包括： 凝結(jié)水泵，隔斷閥，流量計，過濾器，流量調(diào)節(jié)閥，冷卻器及管道，凝結(jié)水集水管收集的 凝結(jié)水直接經(jīng)由凝結(jié)水泵加壓后經(jīng)由隔斷閥，流量計，過濾器，流量調(diào)節(jié)閥進入冷卻器，冷 卻后的凝結(jié)水通過管道進入噴淋設備。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括一個除鹽 水箱，在凝結(jié)水量不足時，除鹽水箱向凝結(jié)水循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)供給需要量的除鹽水。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，其中，噴淋設備包括布 水管和噴頭，布水管設置在水平分配管內(nèi)部，用于分配冷卻水并連接噴頭，噴頭用于將冷卻 水霧化。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，其中，噴淋設備是涵道 形噴淋設備，包括布水管和設于其上的多個噴頭，所述多個噴頭排列成紡錘形或者錐形，布 水管安裝在水平分配管內(nèi)，以此形成涵道形的霧化冷卻段。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，其中，噴淋設備是環(huán)形 噴淋管。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，其中，噴淋設備是堅直 噴淋管，在布水管上設置有多個堅直向下的噴頭。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，其中，噴淋設備是水平 噴淋管，在布水管上設置有水平方向的噴頭。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7-10任一項所述的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，其中，噴淋設備設置 在空冷器管束前。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7-10任一項所述的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，其中，噴淋設備設置 在空冷器管束堅直正上方。
13. 根據(jù)權(quán)利要求7-10任一項所述的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，其中，噴淋設備設置 在空冷器管束入口處。
14. 根據(jù)權(quán)利要求7-10任一項所述的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，其中，設置有多組噴 淋設備。
15. 根據(jù)權(quán)利要求7-14任一項所述的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，其中，在噴淋設備的 入口處設置有噴水控制閥。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1-15任一項所述的直接空冷凝汽器降溫系統(tǒng)，其中，噴淋設備包括 布水管和噴頭，布水管設置在水平分配管內(nèi)部，用于分配冷卻水并連接噴頭，噴頭用于將冷 卻水霧化。
【文檔編號】F28B9/06GK104279884SQ201410387842
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月8日
【發(fā)明者】崔增光, 李寧, 李林鳳, 劉勇, 張信榮 申請人:北京大學工學院包頭研究院