專利名稱：冷凝器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使火力或原子能發(fā)電設(shè)備中的蒸氣透平的排出蒸氣冷凝的冷凝器。
一般在蒸氣透平設(shè)備中，用蒸氣透平進(jìn)行工作，并用表面接觸式冷凝器冷凝回收膨脹后的蒸氣。


圖10是表示上述冷凝器的一實(shí)施例的剖視圖，在由未圖示的上述透平排出的氣體流入的冷凝器本體殼體1內(nèi)，配設(shè)有由相互平行地向前后方向(與紙面垂直的方向)延伸的多根冷卻管的集合體所組成的冷卻管管束2，而來自上述蒸氣透平的排氣在所述各冷卻管的表面與流過各冷卻管內(nèi)的海水和江河水等進(jìn)行熱交換、冷凝，從而使之成為冷凝水。
上述冷卻管管束2被分割成多個(gè)管組2a、2b、2c、2d及2e，所述傳熱管組由隔板3、4相互分隔，以免由于冷凝水的發(fā)生而影響其它傳熱管組的熱交換。此外，通過隔板5a、5b，在上述冷卻管管束2的下部配設(shè)有冷凝蒸氣的剩余能量的空氣冷卻管組6、7，并在所述空氣冷卻管組6、7的側(cè)部配設(shè)有氣體壓出部8、9，上述空氣冷卻管群6、7的下方被圍板10、11遮住，而在所述兩圍板10、11的中間下方，設(shè)有具有U形封口的灑水箱12。
然后，由上述冷卻管管束2熱交換而冷凝后的冷凝水，由于蒸氣的流動(dòng)被集中在管束中央，再從被下方的圍板10、11所遮住的空氣冷卻管群6、7之間流到下方的灑水箱12內(nèi)，并通過U形封口滴到冷凝器本體殼體1的最下部的熱水槽13，從冷凝水出口14向冷凝器外面流出。
另一方面，尚未被上述冷卻管管束2冷凝的蒸氣與空氣等的不冷凝的氣體，橫方向地經(jīng)由圍板10、11所遮住的空氣冷卻管組6、7流到外側(cè)，并經(jīng)氣體壓出部8、9，通過與所述氣體壓出部8、9連接的空氣排出管15而被排到本體殼體1的外部。
但是，如上所述，由于上述空氣排出管15與空氣冷卻管組的外側(cè)連接，所以，在所述空氣排出管15內(nèi)，易混入由空氣冷卻管組6、7發(fā)生的冷凝水，因而，如上所述，使空氣排出管有垂直配管部或向上梯度，引導(dǎo)不冷凝氣體向上流動(dòng)，以使混入在空氣排出管15內(nèi)的冷凝水不滯留在該空氣排出管內(nèi)而流回到灑水箱12，從而使不冷凝氣體順利排出，防止下游設(shè)備的侵蝕和腐蝕。
另外，當(dāng)管內(nèi)的流速一快，一旦進(jìn)入空氣排出管內(nèi)的冷凝水有時(shí)會與重力逆向地被不冷凝氣體帶走，又由于壓力損失的增大嚴(yán)重影響冷凝器性能，故使用了降低流速用的粗的配管。
因此，所述空氣排出管有必要通過冷卻管管束部2的側(cè)部向上配設(shè)。
然而，上述冷卻管管束部2的側(cè)部是從上方流來的蒸氣改變流動(dòng)方向而流入到冷卻管管束部2內(nèi)的部分，在該部分中流路面積因管束而收縮，所以該部分是蒸氣流速最快的部分。
因而，存在著如下的問題在如此高流速部，配置成為障礙物的空氣排出管15就增加壓力損失，進(jìn)一步地使透平的出口壓力上升，從而妨礙熱能的有效利用。又存在著如下的問題由于在冷卻管管束部相互之間和管束部與本體殼體之間有必要周圍圍上空氣排出管15，故成為擴(kuò)大本體殼體1下部寬度的一個(gè)因素，妨礙冷凝器的小型化。
鑒于如上所述的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種冷凝器，利用該冷凝器，可防止因上述空氣排出管帶來的蒸氣流的壓力損失，防止熱能的損失，并可實(shí)現(xiàn)冷凝器的小型化。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明第1個(gè)發(fā)明特點(diǎn)是，在把向前后方向延伸的多個(gè)冷卻管相互平行配置而成的冷卻管管束的上下方向中央部，配設(shè)有下端向左右方向擴(kuò)開的呈八字形的擋板，在所述擋板的下側(cè)，設(shè)置有被分割成左右對稱兩部分的呈逐漸擴(kuò)展?fàn)畹目諝饫鋮s用冷卻管組，并在上述冷卻管管束內(nèi)部，設(shè)置有與上述空氣冷卻用冷卻管組的上部空間連通的空氣排出內(nèi)管。
第2個(gè)發(fā)明特點(diǎn)是，左右的空氣冷卻用冷卻管群的上部空間通過連通管道互相連通，并且所述空氣排出內(nèi)管的下端與所述連通管道連接。
第3個(gè)發(fā)明特點(diǎn)是，空氣排出內(nèi)管在前后方向豎立設(shè)有多個(gè)且被配設(shè)在被分割成左右對稱兩部分的冷卻管管束間的間隙內(nèi)，同時(shí)，各空氣排出內(nèi)管的上部與配設(shè)在上述冷卻管管束上部的空氣排出集管相連接，在上述空氣排出集管的側(cè)面，安裝有向冷卻管管束內(nèi)部延伸并遮住上述間隙的短路防止板。
進(jìn)一步，第4個(gè)發(fā)明特點(diǎn)是，在被分割成左右對稱兩部分的冷卻管管束間的間隙上部，設(shè)置有下端向左右方向擴(kuò)開且向冷卻管管束內(nèi)延伸的短路防止板，而所述空氣排出內(nèi)管貫穿上述短路防止板后朝上方伸出，并與在上述冷卻管管束的上方所設(shè)置的空氣排出集管相連接。
進(jìn)一步，第5個(gè)發(fā)明特點(diǎn)是，在空氣排出內(nèi)管沿冷卻管管束內(nèi)部向下方延伸的裝置中，在空氣排出內(nèi)管上，設(shè)置有伸向冷卻管管束內(nèi)部的短路防止板。
進(jìn)一步，第6個(gè)發(fā)明特點(diǎn)是，在空氣冷卻用冷卻管組上部的冷卻管托板上，設(shè)置有使各托板間的空氣冷卻部連通的空氣連通孔，并使冷凝器外的空氣排出用的空氣出口配管與各冷卻管托板間的任一區(qū)域管束的空氣冷卻部都連通。
附圖的簡單說明。
圖1是表示本發(fā)明冷凝器一實(shí)施例的縱剖視圖。
圖2是圖1所示冷凝器的冷卻管管束部的剖視圖。
圖3是圖2所示冷卻管管束部的局部剖切立體圖。
圖4是表示本發(fā)明冷凝器另一實(shí)施例的冷卻管管束部的剖視圖。
圖5是表示本發(fā)明冷凝器又一實(shí)施例的空氣冷卻用冷卻管組部的局部剖切立體圖。
圖6是表示本發(fā)明冷凝器再一實(shí)施例的冷卻管管束部的剖視圖。
圖7是圖6所示的冷卻管管束部的局部剖切立體圖。
圖8是表示本發(fā)明冷凝器其他一實(shí)施例的冷卻管管束部的剖視圖。
圖9是表示具有圖8所示的冷卻管管束部的冷凝器大致構(gòu)成的縱剖視圖。
圖10是表示現(xiàn)有冷凝器一實(shí)施例的縱剖視圖。
以下，就本發(fā)明的實(shí)施例參照附圖來說明。
圖1是本發(fā)明冷凝器的剖視圖，圖2是冷卻管管束的剖視圖，在冷凝器本體殼體1內(nèi)，互相并列設(shè)置有多個(gè)冷卻管管束20，在所述冷卻管管束20的下方形成有熱水槽13。
如圖2所示，上述各冷卻管管束20由上部管束21及下部管束22形成，上述上部管束21被分割成左右對稱的兩部分，其外形形成從上端到下方的水平方向?qū)挾茸兇蟮男螤睿谄湎露瞬?，形成有寬度向上方變狹的空間部23。
在上述空間部23內(nèi)，配設(shè)有下端向左右方向擴(kuò)開的呈八字形的擋板24，以便遮住所述下部管束22的上方。另外，在上述擋板24的正下方，與所述下部管束22的上側(cè)面有規(guī)定間隔地配設(shè)有被分割成左右對稱兩部分的空氣冷卻用冷卻管組25a、25b。上述左右一對空氣冷卻用冷卻管群25a、25b的互相相對的內(nèi)面?zhèn)却怪毙纬桑⑾喔粢?guī)定的距離，從而形成有上下方向的通道26。又，各空氣冷卻用冷卻管組25a、25b的外側(cè)面沿著所述擋板24的傾斜板部傾斜，左右一對空氣冷卻用冷卻管組25a、25b的外形呈逐漸擴(kuò)展?fàn)睢?br> 如圖3及圖4所示，所述擋板24由互相并列的2個(gè)擋板部24a、24b所形成，以便分別遮住各空氣冷卻用冷卻管組25a、25b，而所述各擋板部24a、24b由沿著空氣冷卻用冷卻管組25a、25b內(nèi)側(cè)面的垂直面部27a、沿著外側(cè)面的傾斜面部27b、連接所述垂直面部27a與傾斜面部27b的頂部的頂邊部27c所形成。并且，上述兩擋板部24a、24b的上部由多個(gè)連通管道28連接，而各空氣冷卻用冷卻管組25a、25b的上部空間相互連通。另外，在兩擋板部24a、24b的傾斜面部27b的下部內(nèi)面，設(shè)置有平板部27e，該平板部27e遮住所述下部管束22的上面并有與下部管束22的中央空間部位22a連通的開口部27d。
另一方面，在被分割成左右對稱兩部分的上部管束21的相互對向的面之間所形成的中央空間部位21a內(nèi)，在上下方向貫穿插入有下端與所述擋板24的各連通管道28連接的空氣排出內(nèi)管29，其頂端與空氣排出集管30連接，而在該空氣排出集管30上連接有空氣排出管15。并在上述空氣排出集管30的兩側(cè)面設(shè)置有向斜下方外方伸入到上部管束21內(nèi)的短路防止板31。
于是，流入到本體殼體1上部的蒸氣流入到由如前所述的多個(gè)冷卻管構(gòu)成的上部管束21及下部管束22。當(dāng)分別流入到所述兩管束21、22的蒸氣橫穿管束流動(dòng)時(shí)，在傳熱管表面冷卻、冷凝而成為冷凝水。該冷凝水由于重力而流到下方，上部管束21中的冷凝水在下部流過擋板24的傾斜面部27b的上面，流到管束外部，從而滴到熱水槽13。
另外，在下部管束22也同樣生成冷凝水，直接滴到熱水槽13，并且，在所述冷凝水的滴下過程中，被灑在周圍的飽和蒸氣中。
另一方面如圖2及圖3中箭頭所示，通過管束而流到管束中央部的蒸氣，在流入到管束中央部之前，大部分蒸氣已冷凝，成為空氣等的不冷凝氣體濃度高的蒸氣，而且，該蒸氣向下流過中央部的上下方向的中央空間部位21a，且通過空氣冷卻用冷卻管組25a、25b之間的通道26，經(jīng)過下部管束22與空氣冷卻用冷卻管組25a、25b之間的間隙，從下向上地流過空氣冷卻用冷卻管組25a、25b。此外，在下部管束22中的蒸氣也向上方流過中央空間部位22a，向左右分開后分別流入空氣冷卻用冷卻管組25a、25b內(nèi)。
在上述空氣冷卻用冷卻管群25a、25b中，剩余的蒸氣大部分冷凝，僅不冷凝氣體如虛線箭頭所示，集中在各空氣冷卻用冷卻管群25a、25與其上方的各擋板部24a、24b之間所形成的空間部位，再經(jīng)過使兩擋板部24a、24b相連通的連通管道28而流入到空氣排出內(nèi)管29，并沿著所述空氣排出內(nèi)管29上升引入空氣排出集管30，再通過空氣排出管15而使不冷凝氣體排出本體殼體1的外部。
然而，若大量蒸氣直接短路流入上部管束21的中央空間部位21a，則管束中央部的壓力上升，由此，從管束外周流入的蒸氣朝向管束中央空間部位21a的流速下降，積蓄在冷卻管周邊的不冷凝氣體的排出變得非常緩慢，所以，妨礙在冷卻管表面上的熱傳遞，并且隨著管束外部的壓力上升而透平排出壓力上升，從而妨礙熱能的有效利用。
但是，在本發(fā)明中，由于在空氣排出集管30的兩側(cè)，設(shè)置有伸入到上部管束21內(nèi)的短路防止板31，遮住在上部管束21的中央部所形成的中央空間部位21a，故可防止由于管束內(nèi)外的壓差而從空氣排出集管30側(cè)面發(fā)生蒸氣短路，從而消除如上所述的不良情況。
另外，由于本發(fā)明通過設(shè)在管束中央部的空氣排出內(nèi)管29把不冷凝氣體引到上方，從管束上部經(jīng)過空氣排出管15而排出本體殼體1的外部，故在管束兩側(cè)的高蒸氣流速的部分上不必配設(shè)空氣排出管15，從而可防止由蒸氣流的壓力損失帶來的熱能損失。
圖4是表示本發(fā)明冷凝器另一實(shí)施例的剖視圖，空氣排出內(nèi)管29伸出到上部管束21的上方，與在上述上部管束21的上方所配設(shè)的空氣排出集管30連接，并且，在從上述空氣排出內(nèi)管29的上述上部管束21的頂部伸出部分的兩側(cè)上設(shè)置有短路防板31，即上述空氣排出內(nèi)管29呈貫通短路防止板31的形狀。
因此，這種情況也能獲得與第1實(shí)施例相同效果。
圖5是關(guān)于本發(fā)明冷凝器另一實(shí)施例的空氣冷卻用冷卻管群的局部剖切立體圖，空氣排出內(nèi)管29與各擋板部24a、24b分別連接，因此，經(jīng)管束部的不冷凝氣體，從左右的各空氣冷卻用冷卻管群25a、25b的上部空間部位分別自空氣排出內(nèi)管向上方的空氣排出集管排出。
圖6及圖7是表示本發(fā)明冷凝器又一實(shí)施例的冷凝器的冷卻管管束部的剖視圖及其局部剖切立體圖，在上部管束21的下端部，形成有寬度向上方變狹的空間部位23，從其空間部位23的頂部開始設(shè)有向上方延伸的中央空間部位21a，另外，下部管束22被分割成左右對稱兩部分，并在其中央設(shè)有上下方向貫通的中央空間部位22a。
在上述空間部位23內(nèi)，配設(shè)有下端向左右方向擴(kuò)開的八字形的擋板24，以便遮住所述下部管束22的上方，而在所述擋板24的正下方，與下部管束22的上面有規(guī)定間隔地配設(shè)有被分割成左右對稱兩部分的空氣冷卻用冷卻管群25a、25b。
如圖6及圖7所示，所述擋板24具有沿著上述空氣冷卻用冷卻管群25a、25b上方傾斜面的傾斜面部27b和沿著空氣冷卻用冷卻管群25a、25b內(nèi)面的垂直面部27a及在空氣冷卻用冷卻管群25a、25b的下部所配設(shè)并具有與下部管束22的中央空間部位22a連通的開口部的平板部27e。
然而，在被分割成左右對稱兩部分的下部管束22的互相對向的面之間所形成的中央空間部位22a內(nèi)，向上下方向貫通有上端朝空氣冷卻用冷卻管群25a、25b的上方空間開口的空氣排出內(nèi)管33。
即，由上述擋板24所形成的空氣冷卻用冷卻管群25a、25b的上方空間部位34a、34b由連通管道28連通，并且，上述空氣排出內(nèi)管33的上端與所述連通管道28連接，而所述空氣排出內(nèi)管33的下端與設(shè)置在下部管束22的下方的空氣排出集管30連接，而空氣排出管15與所述空氣排出集管30連接。此外，在上述空氣排出內(nèi)管33的兩側(cè)面設(shè)置有向外水平延伸并伸入到下部管束22內(nèi)的短路防止板31。
于是，與第1實(shí)施例一樣，在各空氣冷卻用冷卻管組25a、25b與其上方的擋板24之間形成的空間部位所集中的不冷凝氣體，經(jīng)過連通管道28流入到空氣排出內(nèi)管33，沿著該空氣排出內(nèi)管33下降引入空氣排出集管30，再通過空氣排出管15排出本體殼體1的外部。
另一方面，通過在上述空氣排出內(nèi)管33上所設(shè)置的短路防止板31，限制了從下端流入中央空間部位22a內(nèi)的蒸氣量，保持了管束內(nèi)外的壓差，從而能有效地將積蓄在冷卻管周圍的不冷凝氣體排出。
圖8及圖9是表示本發(fā)明冷凝器的又一實(shí)施例的示圖，在支撐空氣冷卻管群25a、25b的托板35上，在位于被擋板24所包圍的空氣冷卻管群25a、25b的上部空間部處設(shè)置有空氣連通孔36，在僅在由上述托板35所分隔的空氣冷卻管群25a、25b各分隔段中的管軸方向最終端的分隔段上，設(shè)置有所述空氣排出內(nèi)管33。
因此，在各托板35之間所發(fā)生的不冷凝氣體，如圖9所示，通過在所述各托板35上所設(shè)置的空氣連通孔36朝冷卻管長度方向流動(dòng)，并從最終端的分隔段經(jīng)空氣排出內(nèi)管33排出冷凝器外，這種情況不需要空氣排出集管30，另外，在無空氣排出內(nèi)管33的分隔段中，僅設(shè)置防止蒸氣發(fā)生短路用的短路防止板31。
因而，在該實(shí)施例中也能獲得與上述各實(shí)施例相同的效果。
如上所述，因?yàn)楸景l(fā)明在由向前后方向延伸的多個(gè)冷卻管相互平行配置而成的冷卻管管束的上下方向中央部，配設(shè)下端向左右方向擴(kuò)開的呈八字形的擋板，在所述擋板的下側(cè)，設(shè)置被分割成左右對稱兩部分的呈逐漸擴(kuò)展?fàn)畹目諝饫鋮s用冷卻管組，并在上述冷卻管管束內(nèi)部，設(shè)置端部與上述空氣冷卻用冷卻管組的上部空間連通的空氣排出內(nèi)管，故可把空氣排出管配設(shè)在管束上部或下部，而在管束兩側(cè)的蒸氣流速較高部位不必設(shè)置空氣排出管，從而可防止因蒸氣流的壓力損失帶來的熱能損失，且可使冷凝器小型化，另外，當(dāng)在管束中央空間部位設(shè)置了短路防止板時(shí)，可防止蒸氣短路直接流入管束內(nèi)部，提高傳熱性能。
權(quán)利要求
1.一種冷凝器，其特征在于在把向前后方向延伸的多個(gè)冷卻管相互平行排列而成的冷卻管管束的上下方向中央部，配設(shè)有下端向左右方向擴(kuò)開的呈八字形的擋板，在所述擋板的下側(cè)，設(shè)置有被分割成左右對稱兩部分的呈逐漸擴(kuò)展?fàn)畹目諝饫鋮s用冷卻管組，并在上述冷卻管管束內(nèi)部，設(shè)置有與上述空氣冷卻用冷卻管組的上部空間連通的空氣排出內(nèi)管。
2.如權(quán)利要求1所述的冷凝器，其特征在于空氣排出內(nèi)管的下端與所述空氣冷卻用冷卻管組的上部空間連通，并在冷卻管管束內(nèi)部向上方延伸。
3.如權(quán)利要求1所述的冷凝器，其特征在于空氣排出內(nèi)管的上端與所述空氣冷卻用冷卻管組的上部空間連通，并在冷卻管管束內(nèi)部向下方延伸。
4.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的冷凝器，其特征在于左右的空氣冷卻用冷卻管組的上部空間通過連通管道相互連通，并且空氣排出內(nèi)管的一端與所述連通管道連接。
5.如權(quán)利要求2所述的冷凝器，其特征在于空氣排出內(nèi)管在前后方向豎立設(shè)有多個(gè)，且被配設(shè)在被分割成左右對稱兩部分的冷卻管管束間的間隙內(nèi)，同時(shí)，各空氣排出內(nèi)管的上部與配設(shè)在上述冷卻管管束上部的空氣排出集管相連接，在上述空氣排出集管的側(cè)面，安裝有向冷卻管管束內(nèi)部延伸并遮住上述間隙的短路防止板。
6.如權(quán)利要求2或4所述的冷凝器，其特征在于在被分割成左右對稱兩部分的冷卻管管束間的間隙上部，設(shè)置有下端向左右方向擴(kuò)開且向冷卻管管束內(nèi)延伸的短路防止板，而所述空氣排出內(nèi)管貫穿上述短路防止板朝上方伸出，并與在上述冷卻管管束的上方所設(shè)置的空氣排出集管相連接。
7.如權(quán)利要求3所述的冷凝器，其特征在于在空氣排出內(nèi)管上，設(shè)置有伸向冷卻管管束內(nèi)部的短路防止板。
8.如權(quán)利要求3或7所述的冷凝器，其特征在于在空氣冷卻用冷卻管組上部的冷卻管托板上，設(shè)置有使各托板間的空氣冷卻部連通的空氣連通孔，并使冷凝器外的空氣排出用的空氣出口配管與各冷卻管托板間的任一區(qū)域管束的空氣冷卻部都連通。
全文摘要
一種冷凝器，可防止因空氣排出管帶來的空氣流壓力損失，防止熱能損失，并可獲得冷凝器的小型化。在由多個(gè)冷卻管相互平行排列而成的冷卻管管束20的上下方向中央部，設(shè)有下端向左右方向擴(kuò)開的呈八字形的擋板24，在所述擋板24的下側(cè)，設(shè)有被左右對稱一分為二的呈逐漸擴(kuò)展?fàn)畹目諝饫鋮s用冷卻管組25a、25b，在冷卻管管束20內(nèi)部，設(shè)有下端與空氣冷卻用冷卻管組25a、25b的上部空間連通且向上方延伸的空氣排出內(nèi)管29。
文檔編號F28B1/02GK1159564SQ96123229
公開日1997年9月17日 申請日期1996年12月13日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月15日
發(fā)明者佐藤健二, 谷口晶洋, 大串伸 申請人:東芝株式會社