專利名稱：一種汽輪機(jī)排汽用的蒸發(fā)式冷凝器散熱模件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷凝器，特別涉及一種與空冷島并聯(lián)的對(duì)汽輪機(jī)排出的蒸汽進(jìn)行蒸發(fā)式冷凝的冷凝器中的散熱模件。
背景技術(shù)：
直接空冷機(jī)組是以空氣作為汽輪機(jī)排出汽體的冷卻介質(zhì)，因空氣的密度輕、比熱容小、傳熱系數(shù)低，因此空冷系統(tǒng)空氣側(cè)的設(shè)計(jì)溫升遠(yuǎn)高于濕冷系統(tǒng)，機(jī)組的設(shè)計(jì)背壓也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于濕冷機(jī)組，對(duì)機(jī)組運(yùn)行熱經(jīng)濟(jì)性帶來很大的影響?？绽錂C(jī)組實(shí)際運(yùn)行中還普遍存在以下問題當(dāng)空冷系統(tǒng)臟污時(shí)使機(jī)組運(yùn)行背壓升高，影響其經(jīng)濟(jì)性；同時(shí)，機(jī)組運(yùn)行背壓變化幅度大，使機(jī)組運(yùn)行安全可靠性差；另外，機(jī)組運(yùn)行背壓受環(huán)境要素的影響大，機(jī)組在環(huán)境溫度高的時(shí)段，存在因背壓高限負(fù)荷問題突出。針對(duì)上述問題，業(yè)內(nèi)已普遍采用增加輔助的濕式冷卻系統(tǒng)方式，如采用噴霧冷卻系統(tǒng)、并聯(lián)水塔凝結(jié)器濕冷系統(tǒng)、串聯(lián)蒸發(fā)式冷凝器系統(tǒng)，以增強(qiáng)空冷系統(tǒng)的換熱能力，滿足機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求。蒸發(fā)式冷凝器是一種新型的冷卻設(shè)備，在制冷和化工行業(yè)應(yīng)用較為廣泛，在電站系統(tǒng)作為汽輪機(jī)低壓缸排汽的冷凝設(shè)備在小型機(jī)組上有所應(yīng)用，在大型機(jī)組上的應(yīng)用還屬于開發(fā)階段。應(yīng)用于電站凝汽系統(tǒng)的蒸發(fā)式冷凝器與制冷系統(tǒng)采用蒸發(fā)式冷凝器的技術(shù)特點(diǎn)存在很大的差異。在系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需重點(diǎn)考慮下面幾個(gè)方面的問題。直接空冷系統(tǒng)并聯(lián)尖峰蒸發(fā)式冷凝器用于冷卻汽輪機(jī)的部分排汽，由于冷卻熱量大，設(shè)備規(guī)模大，系統(tǒng)占地面積大，需要的通風(fēng)高度高，采用數(shù)十臺(tái)成型的整體式的蒸發(fā)式冷凝器組合不適用于大型機(jī)組。應(yīng)用于制冷系統(tǒng)的管束設(shè)計(jì)通常采用蛇型盤管，由于沿程阻力大，不適應(yīng)用于比容大的汽輪機(jī)排汽的冷卻。應(yīng)用電站凝汽系統(tǒng)的蒸發(fā)式冷凝器必須設(shè)法減小系統(tǒng)阻力，以降低機(jī)組運(yùn)行背壓，提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。直接空冷系統(tǒng)并聯(lián)尖峰蒸發(fā)式冷凝器，由于管內(nèi)系統(tǒng)處于負(fù)壓狀態(tài)，汽輪機(jī)真空系統(tǒng)不可避免地存在漏空現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的一種汽輪機(jī)排汽用的蒸發(fā)式冷凝器散熱模件解決了現(xiàn)有設(shè)備系統(tǒng)規(guī)模大，系統(tǒng)占地面積大和制冷系統(tǒng)的管束采用蛇型盤管使得沿程阻力大不適合于汽輪機(jī)排汽比容大的冷卻問題。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決以上技術(shù)問題的
一種汽輪機(jī)排汽用的蒸發(fā)式冷凝器散熱模件，包括管束和汽水分離室，汽水分離室設(shè)置有鋼支撐架，封閉的中央汽水分離室的左側(cè)設(shè)置有A、B段間汽水分離室，在A、B段間汽水分離室中設(shè)置有分隔板，分隔板將A、B段間汽水分離室分隔成上部封閉空間和下部封閉空間，在A、B段間汽水分離室的上部封閉空間與中央汽水分離室之間連通有C段逆流冷卻段管束，在A、B段間汽水分離室的下部封閉空間與中央汽水分離室之間連通有B段順流冷卻段管束，C段逆流冷卻段管束和B段順流冷卻段管束均相互平行設(shè)置并與水平面成20度傾斜角，在A、B段間汽水分離室的上部封閉空間上設(shè)置有抽空氣管道，在中央汽水分離室的底部設(shè)置有凝結(jié)水排水管，在A、B段間汽水分離室的左側(cè)設(shè)置有封閉的A段蒸汽進(jìn)汽室，在 A段蒸汽進(jìn)汽室與A、B段間汽水分離室的下部封閉空間之間設(shè)置有A段順流冷卻段管束，A 段順流冷卻段管束相互之間平行設(shè)置并與水平面成20度傾斜角，在A段蒸汽進(jìn)汽室的左側(cè)面上設(shè)置有蒸汽進(jìn)汽左管口 ；在中央汽水分離室的右側(cè)設(shè)置有與其左側(cè)結(jié)構(gòu)完全相同的管束和汽水分離室，整個(gè)蒸發(fā)式冷凝器散熱模件呈V字形對(duì)稱設(shè)置。所述的C段逆流冷卻段管束、B段順流冷卻段管束和A段順流冷卻段管束的長(zhǎng)度均為2 2. 5米。A段順流冷卻段管束的管徑與C段逆流冷卻段管束的管徑相同并且管子的壁厚也相同；B段順流冷卻段管束的管徑與A段順流冷卻段管束的管徑的比為80/100，B段順流冷卻段管束的管子的壁厚與A段順流冷卻段管束的管子的壁厚的比為2/3。所述的C段逆流冷卻段管束、B段順流冷卻段管束和A段順流冷卻段管束在各自的與管束垂直的切面上的管束布置方式均為30度三角形錯(cuò)排型式。本發(fā)明可顯著提高機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)性，并聯(lián)式尖峰蒸發(fā)式冷凝器直接分流一定比例的汽輪機(jī)低壓缸排汽，與串聯(lián)式系統(tǒng)比較其明顯的優(yōu)點(diǎn)是可減小系統(tǒng)的阻力，空冷系統(tǒng)和蒸發(fā)式冷凝器的進(jìn)汽參數(shù)相同，換熱能力增強(qiáng)。蒸發(fā)式冷凝器凝結(jié)水排水與空冷系統(tǒng)凝結(jié)水排水匯集后進(jìn)入凝結(jié)水系統(tǒng)。


圖1是本發(fā)明蒸發(fā)式冷凝器散熱模件的結(jié)構(gòu)示意2是圖1中的I-I向剖視圖
圖3是圖1中的H-H向剖視圖。
具體實(shí)施例方式一種并聯(lián)式尖峰蒸發(fā)式冷凝器，包括汽輪機(jī)低壓缸14、空冷島16，在連通汽輪機(jī)低壓缸14與空冷島16之間的低壓缸排汽管15上連通有冷卻單元17，冷卻單元17的輸出經(jīng)凝結(jié)水箱18與凝結(jié)水泵19連通在一起；冷卻單元17包括管束和汽水分離室，汽水分離室上設(shè)置有鋼支撐架13，封閉的中央汽水分離室7的左側(cè)設(shè)置有A、B段間汽水分離室4，在 A、B段間汽水分離室4中設(shè)置有分隔板9，分隔板9將A、B段間汽水分離室4分隔成上部封閉空間10和下部封閉空間，在A、B段間汽水分離室4的上部封閉空間10與中央汽水分離室7之間連通有C段逆流冷卻段管束8，在A、B段間汽水分離室4的下部封閉空間與中央汽水分離室7之間連通有B段順流冷卻段管束5，C段逆流冷卻段管束8和B段順流冷卻段管束5均相互平行設(shè)置并與水平面成20度傾斜角，在A、B段間汽水分離室4的上部封閉空間10上設(shè)置有抽空氣管道11，在中央汽水分離室7的底部設(shè)置有凝結(jié)水排水管12，在A、B 段間汽水分離室4的左側(cè)設(shè)置有封閉的A段蒸汽進(jìn)汽室2，在A段蒸汽進(jìn)汽室2與A、B段間汽水分離室4的下部封閉空間之間設(shè)置有A段順流冷卻段管束3，A段順流冷卻段管束3 相互之間平行設(shè)置并與水平面成20度傾斜角，在A段蒸汽進(jìn)汽室2的左側(cè)面上設(shè)置有蒸汽進(jìn)汽左管口 1 ；在中央汽水分離室7的右側(cè)設(shè)置有與其左側(cè)結(jié)構(gòu)完全相同的管束和汽水分離室，整個(gè)蒸發(fā)式冷凝器散熱模件呈V字形對(duì)稱設(shè)置。 所述的C段逆流冷卻段管束8、B段順流冷卻段管束5和A段順流冷卻段管束3的長(zhǎng)度均為2 2.5米。A段順流冷卻段管束3的管徑與C段逆流冷卻段管束8的管徑相同并且管子的壁厚也相同；B段順流冷卻段管束5的管徑與A段順流冷卻段管束3的管徑的比為80/100，B 段順流冷卻段管束5的管子的壁厚與A段順流冷卻段管束3的管子的壁厚的比為2/3。所述的C段逆流冷卻段管束8、B段順流冷卻段管束5和A段順流冷卻段管束3在各自的與管束垂直的切面上的管束布置方式均為30度三角形錯(cuò)排型式。冷卻單元的散熱模件采用雙測(cè)進(jìn)汽，可減小管內(nèi)進(jìn)汽流量，有利于減小系統(tǒng)阻力， 減小管經(jīng)，增大換熱系數(shù)，減小單元尺寸和用材量。由于蒸汽的流動(dòng)阻力近似與流速的平方成正比，散熱模件進(jìn)汽采用雙側(cè)進(jìn)汽，流量可減小到單側(cè)進(jìn)汽的50%，為滿足系統(tǒng)阻力控制要求，同時(shí)考慮流程阻力減小的因素，雙側(cè)進(jìn)汽的管束內(nèi)經(jīng)可減小40%，在同樣的冷卻面積下，材料可減少70%，而且采用細(xì)管經(jīng)后， 凝結(jié)換熱系數(shù)增強(qiáng)，管壁薄導(dǎo)熱熱阻減小，換熱面積還可進(jìn)一步減小。充分將散熱器結(jié)構(gòu)型式與被冷卻汽體在各階段冷凝特點(diǎn)相結(jié)合，進(jìn)一步改進(jìn)管束設(shè)計(jì)使得散熱器具有高性能。在雙側(cè)進(jìn)汽的基礎(chǔ)上，對(duì)個(gè)進(jìn)汽側(cè)管束的流程進(jìn)行的進(jìn)一步的優(yōu)化。各進(jìn)汽側(cè)分為三個(gè)流程，全部進(jìn)汽進(jìn)入順流A段，50%左右的蒸汽凝結(jié)后，凝結(jié)水直接排出，可有效控制，下流程管束的液膜厚度；順流A段未凝結(jié)的蒸汽進(jìn)入順流B段，繼續(xù)凝結(jié)，剩余的15%未凝結(jié)的蒸汽進(jìn)入逆流C段凝結(jié)，不凝結(jié)氣體上部排出。在順流B段采用薄細(xì)管束，起到增加換熱面積、增強(qiáng)換熱系數(shù)、減少材料用量的作用；逆流C段與順流A段管束相同，可達(dá)到降低流速、減小阻力、減少過冷，便于排空目的。散熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度的要求，通過合理的設(shè)計(jì)，起到增加系統(tǒng)強(qiáng)度、剛度，便于安裝的目的。一個(gè)模件分為四段，五個(gè)聯(lián)箱，增加了管束的剛度，更冷卻段增加了粗厚管束，整體提高了系統(tǒng)剛度；五個(gè)聯(lián)箱可作為模塊的支撐面，增加支撐系統(tǒng)的強(qiáng)度和剛度及穩(wěn)定性。采用積木法模塊化、單元化設(shè)計(jì)理念，使得產(chǎn)品加工工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)輸方便、安裝快捷、系統(tǒng)投資費(fèi)用減少。一個(gè)冷卻單元由8-10個(gè)模件組成，配備一臺(tái)風(fēng)機(jī)；若干冷卻單元組成一個(gè)系統(tǒng)， 使得產(chǎn)品加工工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)輸方便、安裝快捷。系統(tǒng)支撐系統(tǒng)，通風(fēng)通道、冷卻水系、補(bǔ)水系統(tǒng)統(tǒng)一設(shè)計(jì)，可簡(jiǎn)化系統(tǒng)配置，減少投資費(fèi)用，便于整體水量調(diào)節(jié)，保證水質(zhì)指標(biāo)，減少運(yùn)行維護(hù)量。
權(quán)利要求
1.一種汽輪機(jī)排汽用的蒸發(fā)式冷凝器散熱模件，包括管束和汽水分離室，其特征在于， 封閉的中央汽水分離室(7)的左側(cè)設(shè)置有A、B段間汽水分離室(4)，在A、B段間汽水分離室 (4)中設(shè)置有分隔板(9)，分隔板(9)將A、B段間汽水分離室(4)分隔成上部封閉空間(10) 和下部封閉空間，在A、B段間汽水分離室(4)的上部封閉空間(10)與中央汽水分離室(7) 之間連通有C段逆流冷卻段管束(8)，在A、B段間汽水分離室(4)的下部封閉空間與中央汽水分離室(7)之間連通有B段順流冷卻段管束(5)，C段逆流冷卻段管束(8)和B段順流冷卻段管束(5)均相互平行設(shè)置并與水平面成20度傾斜角，在A、B段間汽水分離室(4)的上部封閉空間(10)上設(shè)置有抽空氣管道(11)，在中央汽水分離室(7)的底部設(shè)置有凝結(jié)水排水管(12)，在A、B段間汽水分離室(4)的左側(cè)設(shè)置有封閉的A段蒸汽進(jìn)汽室(2)，在A段蒸汽進(jìn)汽室(2)與A、B段間汽水分離室(4)的下部封閉空間之間設(shè)置有A段順流冷卻段管束 (3)，A段順流冷卻段管束(3)相互之間平行設(shè)置并與水平面成20度傾斜角，在A段蒸汽進(jìn)汽室(2)的左側(cè)面上設(shè)置有蒸汽進(jìn)汽左管口(1);在中央汽水分離室(7)的右側(cè)設(shè)置有與其左側(cè)結(jié)構(gòu)完全相同的管束和汽水分離室，整個(gè)蒸發(fā)式冷凝器散熱模件呈V字形對(duì)稱設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽輪機(jī)排汽用的蒸發(fā)式冷凝器散熱模件，其特征在于 所述的C段逆流冷卻段管束(8)、B段順流冷卻段管束(5)和A段順流冷卻段管束(3)的長(zhǎng)度均為2-2. 5米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種汽輪機(jī)排汽用的蒸發(fā)式冷凝器散熱模件，其特征在于A段順流冷卻段管束(3)的管徑與C段逆流冷卻段管束(8)的管徑相同并且管子的壁厚也相同；B段順流冷卻段管束(5)的管徑與A段順流冷卻段管束(3)的管徑的比為80/100，B 段順流冷卻段管束(5)的管子的壁厚與A段順流冷卻段管束(3)的管子的壁厚的比為2/3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種汽輪機(jī)排汽用的蒸發(fā)式冷凝器散熱模件，其特征在于所述的C段逆流冷卻段管束(8)、B段順流冷卻段管束(5)和A段順流冷卻段管束(3)在各自的與管束垂直的切面上的管束布置方式均為30度三角形錯(cuò)排型式。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種汽輪機(jī)排汽用的蒸發(fā)式冷凝器散熱模件，解決了現(xiàn)有設(shè)備規(guī)模大，系統(tǒng)占地面積大的問題。包括管束和汽水分離室，在A、B段間汽水分離室(4)的上部封閉空間(10)與中央汽水分離室(7)之間連通有C段逆流冷卻段管束(8)，在A、B段間汽水分離室(4)的下部封閉空間與中央汽水分離室(7)之間連通有B段順流冷卻段管束(5)，在A、B段間汽水分離室(4)的左側(cè)設(shè)置有封閉的A段蒸汽進(jìn)汽室(2)，在A段蒸汽進(jìn)汽室(2)與A、B段間汽水分離室(4)的下部封閉空間之間設(shè)置有A段順流冷卻段管束(3)；在中央汽水分離室(7)的右側(cè)設(shè)置有與其左側(cè)結(jié)構(gòu)完全相同的管束和汽水分離室。本發(fā)明顯著提高了機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)性。
文檔編號(hào)F28B1/00GK102192660SQ201110111009
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者盧家勇, 張龍英, 王進(jìn), 白志剛, 石紅暉, 馬慶中 申請(qǐng)人:山西省電力公司電力科學(xué)研究院