一種凝汽器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種凝汽器，包括：余熱換熱裝置和主凝結(jié)裝置；汽輪機(jī)排汽依次經(jīng)過余熱換熱裝置和主凝結(jié)裝置；汽輪機(jī)排汽經(jīng)過余熱換熱裝置時與第二循環(huán)冷卻水交換熱量，經(jīng)過主凝結(jié)裝置時與第一循環(huán)冷卻水交換熱量；其中，換熱后的第二循環(huán)冷卻水的溫度高于換熱前的第一循環(huán)冷卻水的溫度。本實(shí)用新型的凝汽器分割成兩個換熱區(qū)域，可以在維持機(jī)組運(yùn)行背壓保持不變的情況下提取高溫冷卻水的余熱，擴(kuò)大了回收余熱的適用范圍，并保證了余熱利用的穩(wěn)定性。
【專利說明】一種凝汽器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及余熱回收【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種凝汽器。
【背景技術(shù)】
[0002]在發(fā)電凝汽式機(jī)組的熱力循環(huán)中，凝汽器起著冷源的作用。其主要任務(wù)是將汽輪機(jī)排入凝汽器的蒸汽凝結(jié)下來，從而在汽輪機(jī)的排汽口建立起盡可能高的真空，并且為鍋爐提供過冷度和含氧量很低的凝結(jié)水。盡管現(xiàn)代凝汽器的設(shè)計(jì)已經(jīng)積累了相當(dāng)多的經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并且已形成了以HEI (美國熱交換器協(xié)會)為代表的國際技術(shù)規(guī)范，但是，這種設(shè)計(jì)方法還是有很大的局限。因?yàn)榘凑誋EI標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)時，先是估算出一個平均傳熱系數(shù)，然后根據(jù)給定的蒸汽流量、冷卻水流量及初溫可計(jì)算出形成設(shè)計(jì)真空所需要的冷卻表面積。其估算平均傳熱系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)方法中考慮到了冷卻水流速與初溫、冷卻管直徑和管材等少數(shù)因素，但沒有考慮諸如管束形狀、擋汽板與集水板以及抽氣口的位置、蒸汽通道的布置與尺寸、蒸汽負(fù)荷、冷卻水溫升、非凝結(jié)性氣體負(fù)荷和抽氣泵容量等因素的影響。即經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法中把凝汽器作為一個點(diǎn)計(jì)算，得出一個平均傳熱系數(shù)。而實(shí)際運(yùn)行時因凝汽器中蒸汽流動和傳熱傳質(zhì)過程的復(fù)雜性，每個區(qū)域的傳熱系數(shù)呈現(xiàn)不均的形態(tài)，即凝汽器每個管束內(nèi)冷卻水溫度是不同的。
[0003]圖1顯示的是通過數(shù)值模擬分析得出的某電廠傳統(tǒng)濕冷凝汽器傳熱系數(shù)分布圖。如圖1所示，凝汽器管束中每個區(qū)域的傳熱系數(shù)是不同的，呈現(xiàn)出一定的階梯性。圖2顯示的是目前所使用的電廠傳統(tǒng)濕冷機(jī)組凝汽器外形圖。圖2中主凝結(jié)區(qū)等分為4個分區(qū)。如圖2所示，汽輪機(jī)排汽自上而下流動過程中，低壓加熱器、減溫減壓器等內(nèi)部復(fù)雜結(jié)構(gòu)的阻擋汽流產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，進(jìn)入到管束區(qū)域與循環(huán)冷卻水進(jìn)行換熱并凝結(jié)成水。由于汽輪機(jī)末級排汽要經(jīng)過90°以上的大轉(zhuǎn)彎到達(dá)凝汽器入口，速度分布已經(jīng)呈現(xiàn)不均勻分布，加之前述的喉部復(fù)雜結(jié)構(gòu)，因此在凝汽器的喉部出口流場呈現(xiàn)出一種包含有大量漩流的復(fù)雜流動狀態(tài)，速度分布極度不均勻。低壓加熱器下方為低流速區(qū)域，低加兩側(cè)的殼壁區(qū)流速較高，流速不均勻系數(shù)可達(dá)平均流速的1.5-2倍。因此，需要一種新型的凝汽器。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型要解決的一個技術(shù)問題是提供一種凝汽器，具有相互獨(dú)立的余熱換熱裝置和主凝結(jié)裝置。
[0005]一種凝汽器，包括:余熱換熱裝置和主凝結(jié)裝置；汽輪機(jī)排汽依次經(jīng)過所述余熱換熱裝置和主凝結(jié)裝置；汽輪機(jī)排汽經(jīng)過所述余熱換熱裝置時與第二循環(huán)冷卻水交換熱量，經(jīng)過所述主凝結(jié)裝置時與第一循環(huán)冷卻水交換熱量；其中，換熱后的第二循環(huán)冷卻水的溫度高于換熱前的第一循環(huán)冷卻水的溫度。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述余熱換熱裝置設(shè)置在凝汽器喉部和所述主凝結(jié)裝置之間。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述余熱換熱裝置包括:一組或多組余熱換熱區(qū)管束；所述一組或多組余熱換熱區(qū)管束的入水口和出水口都設(shè)置在所述余熱換熱裝置的側(cè)壁上；所述第二循環(huán)冷卻水通過所述一組或多組余熱換熱區(qū)管束，與汽輪機(jī)排汽交換熱量。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述主凝結(jié)裝置包括:一組或多組主凝結(jié)區(qū)管束；所述一組或多組主凝結(jié)區(qū)管束的入水口和出水口都設(shè)置在所述主凝結(jié)裝置的水室側(cè)壁上；所述第一循環(huán)冷卻水通過所述一組或多組主凝結(jié)區(qū)管束，與汽輪機(jī)排汽交換熱量。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，進(jìn)一步的，還包括:低壓加熱器和減溫減壓器入口 ；所述低壓加熱器和減溫減壓器入口都設(shè)置在凝汽器喉部。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，進(jìn)一步的，所述余熱換熱裝置的高度為1.5m。
[0011]本實(shí)用新型的本實(shí)用新型的凝汽器分割成兩個換熱區(qū)域，分別為循環(huán)冷卻水的相對高溫區(qū)域(余熱換熱區(qū))和相對低溫區(qū)域(主凝結(jié)區(qū))，從而可以在維持機(jī)組運(yùn)行背壓保持不變的情況下提取高溫冷卻水的余熱。避免了熱泵利用循環(huán)冷卻水余熱受機(jī)組運(yùn)行背壓等因素影響的限制，擴(kuò)大了熱泵回收余熱的適用范圍，并保證了余熱利用的穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1為某電廠傳統(tǒng)濕冷凝汽器傳熱系數(shù)分布圖；
[0014]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的凝汽器的外觀示意圖；
[0015]圖3為根據(jù)本實(shí)用新型的凝汽器的一個實(shí)施例的示意圖；
[0016]圖4為根據(jù)本實(shí)用新型的凝汽器的一個實(shí)施例的內(nèi)部管束示意圖。
[0017]其中，I 一低壓加熱器、2 —減溫減壓器入口、3 —循環(huán)冷卻水出口、4 一循環(huán)冷卻水入口、5 —主凝結(jié)裝置、11 一低壓加熱器、12 —減溫減壓器入口、13 —第一循環(huán)冷卻出口、14 一第二循環(huán)冷卻水入口、15 —第二循環(huán)冷卻水入口、16 —第二循環(huán)冷卻水出口、17 —余熱換熱裝置、18 —主凝結(jié)裝置、21 —低壓加熱器、22 —減溫減壓器入口、23 —余熱換熱區(qū)管束、24 —余熱換熱裝置、25 —主凝結(jié)區(qū)管束、26 —主凝結(jié)裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面參照附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的描述，其中說明本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例。下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。下面結(jié)合圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多方面的描述。
[0019]如圖3所示，凝汽器包括:余熱換熱裝置17和主凝結(jié)裝置18。汽輪機(jī)排汽依次經(jīng)過余熱換熱裝置17和主凝結(jié)裝置18。[0020]汽輪機(jī)排汽經(jīng)過余熱換熱裝置17時與第二循環(huán)冷卻水交換熱量，經(jīng)過主凝結(jié)裝置18時與第一循環(huán)冷卻水交換熱量。換熱后的第二循環(huán)冷卻水的溫度高于換熱前的第一循環(huán)冷卻水的溫度。余熱換熱裝置17和主凝結(jié)裝置18的相對位置，可以根據(jù)工程的實(shí)際需要進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)。
[0021]根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，余熱換熱裝置17設(shè)置在凝汽器喉部和主凝結(jié)裝置18之間，凝汽器喉部即為凝汽器蒸汽入口處(圖中未標(biāo)出)。
[0022]根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，本實(shí)用新型的凝汽器為余熱回收型凝汽器，把主凝結(jié)區(qū)殼體部分加長約1.5m，在主凝結(jié)區(qū)和喉部間增加一個新增換熱區(qū)，即余熱換熱區(qū)，余熱換熱區(qū)布置獨(dú)立的換熱管束、水室、冷卻水進(jìn)/出口。
[0023]根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，余熱換熱裝置的高度為1.5m，或者根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0024]本實(shí)用新型的凝汽器分為兩個換熱區(qū)域，汽輪機(jī)排汽依次經(jīng)過余熱換熱區(qū)和主凝結(jié)區(qū)，與第二、第一循環(huán)冷卻水依次進(jìn)行換熱。由于新增換熱器區(qū)蒸汽分壓力高，換熱后的第二循環(huán)冷卻水溫度較之第一循環(huán)冷卻水高，這提供了余熱提取可能。
[0025]根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，本實(shí)用新型的凝汽器在凝汽器喉部和主凝結(jié)區(qū)之間布置余熱換熱區(qū)，余熱換熱區(qū)由余熱換熱區(qū)管束和相應(yīng)的第二循環(huán)冷卻水入口 15和第二循環(huán)冷卻水出口 16等組成。
[0026]汽輪機(jī)排汽首先經(jīng)過凝汽器的喉部，再依次流過余熱換熱區(qū)和主凝結(jié)區(qū)，與余熱換熱區(qū)管束17和主凝結(jié)區(qū)管束18中的第二，第一循環(huán)冷卻水依次進(jìn)行凝結(jié)換熱，由蒸汽凝結(jié)成水。
[0027]如圖4所示，余熱換熱裝置24包括一組或多組余熱換熱區(qū)管束23。一組或多組余熱換熱區(qū)管束23的入水口和出水口都設(shè)置在余熱換熱裝置24的水室側(cè)壁上。第二循環(huán)冷卻水通過一組或多組余熱換熱區(qū)管束23，與汽輪機(jī)排汽交換熱量。
[0028]主凝結(jié)裝置26包括一組或多組主凝結(jié)區(qū)管束25。一組或多組主凝結(jié)區(qū)管束25的入水口和出水口都設(shè)置在主凝結(jié)裝置26的水室側(cè)壁上。第一循環(huán)冷卻水通過一組或多組主凝結(jié)區(qū)管束25，與汽輪機(jī)排汽交換熱量。
[0029]根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，低壓加熱器21和減溫減壓器入口 22。低壓加熱器21和減溫減壓器入口 22都設(shè)置在凝汽器喉部。
[0030]本實(shí)用新型的凝汽器分割成兩個換熱區(qū)域，即循環(huán)冷卻水的相對高溫區(qū)域(余熱換熱區(qū))和相對低溫區(qū)域(主凝結(jié)區(qū))，從而可以在維持機(jī)組運(yùn)行背壓保持不變的情況下提取高溫冷卻水的余熱。避免了熱泵利用循環(huán)冷卻水余熱受機(jī)組運(yùn)行背壓等因素影響的限制，擴(kuò)大了熱泵回收余熱的適用范圍，并保證了余熱利用的穩(wěn)定性。
[0031]與現(xiàn)有技術(shù)中采用混合后的循環(huán)冷卻水回水作為余熱源相比，本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中余熱利用空間受限的問題。由于汽輪機(jī)末級排汽要經(jīng)過90°以上的大轉(zhuǎn)彎到達(dá)凝汽器入口，加之凝汽器喉部復(fù)雜結(jié)構(gòu)，蒸汽速度呈現(xiàn)不均勻分布。通過對凝汽器設(shè)置新增換熱區(qū)，對汽輪機(jī)排汽起到導(dǎo)流作用，使主凝結(jié)區(qū)上方的蒸汽均勻分布，加強(qiáng)主凝結(jié)區(qū)的凝結(jié)換熱。
[0032]本實(shí)用新型中的“第一”、“第二”等為描述上進(jìn)行區(qū)別，并沒有其它特殊的含義。
[0033]本實(shí)用新型的凝汽器分為兩個換熱區(qū)域，即循環(huán)冷卻水相對高溫區(qū)域和低溫區(qū)域，且每個換熱區(qū)域設(shè)置獨(dú)立的循環(huán)冷卻水進(jìn)、出接口。以上技術(shù)方案，為以后提取高溫循環(huán)冷卻水的余熱創(chuàng)造了條件。上述各實(shí)施例中，余熱回收型凝汽器不僅局限于電廠凝汽器，可以是任何有余熱利用需求的工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的濕冷凝汽器。
[0034]本實(shí)用新型的描述是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本實(shí)用新型限于所公開的形式。很多修改和變化對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯然的。選擇和描述實(shí)施例是為了更好說明本實(shí)用新型的原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本實(shí)用新型從而設(shè)計(jì)適于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種凝汽器，其特征在于，包括: 余熱換熱裝置和主凝結(jié)裝置； 汽輪機(jī)排汽依次經(jīng)過所述余熱換熱裝置和所述主凝結(jié)裝置；汽輪機(jī)排汽經(jīng)過所述余熱換熱裝置時與第二循環(huán)冷卻水交換熱量，經(jīng)過所述主凝結(jié)裝置時與第一循環(huán)冷卻水交換熱量; 其中，換熱后的第二循環(huán)冷卻水的溫度高于換熱前的第一循環(huán)冷卻水的溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的凝汽器，其特征在于: 所述余熱換熱裝置設(shè)置在凝汽器喉部和所述主凝結(jié)裝置之間。
3.如權(quán)利要求2所述的凝汽器，其特征在于: 所述余熱換熱裝置包括:一組或多組余熱換熱區(qū)管束；所述一組或多組余熱換熱區(qū)管束的入水口和出水口都設(shè)置在所述余熱換熱裝置的水室側(cè)壁上； 所述第二循環(huán)冷卻水通過所述一組或多組余熱換熱區(qū)管束，與汽輪機(jī)排汽交換熱量。
4.如權(quán)利要求2所述的凝汽器，其特征在于: 所述主凝結(jié)裝置包括:一組或多組主凝結(jié)區(qū)管束；所述一組或多組主凝結(jié)區(qū)管束的入水口和出水口都設(shè)置在所述主凝結(jié)裝置的水室側(cè)壁上； 所述第一循環(huán)冷卻水通過所述一組或多組主凝結(jié)區(qū)管束，與汽輪機(jī)排汽交換熱量。
5.如權(quán)利要求2所述的凝汽器，其特征在于: 還包括:低壓加熱器和減溫減壓器入口 ； 所述低壓加熱器和減溫減壓器入口都設(shè)置在凝汽器喉部。
6.如權(quán)利要求2所述的凝汽器，其特征在于: 所述余熱換熱裝置的高度為1.5m。
【文檔編號】F01K17/06GK203570373SQ201320670201
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】楊勤, 唐宏, 喻玫, 唐堅(jiān), 周予民, 王軍, 吳俊杰 申請人:煙臺龍?jiān)措娏夹g(shù)股份有限公司