專利名稱：汽輪發(fā)電機(jī)組雙殼復(fù)合噴射凝汽器與干濕聯(lián)合冷卻塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽輪機(jī)輔機(jī)設(shè)計(jì)與制造，尤其是能使機(jī)組經(jīng)濟(jì)性、安全性、可靠性和操作的靈活性得到提高，且能達(dá)到節(jié)水的目的。
背景技術(shù)：
在汽輪機(jī)內(nèi)作完功的乏汽排入凝汽器內(nèi)，在循環(huán)水的冷卻下放出排汽的汽化焓(汽化潛熱)并凝結(jié)成水。排汽冷凝為凝結(jié)水后通過汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)預(yù)熱，再次進(jìn)入鍋爐，開始蒸汽的下一個(gè)動(dòng)力循環(huán)。為保證工質(zhì)在凝汽器內(nèi)定壓放熱，必須要有一個(gè)起冷源功能的冷端裝置。這個(gè)冷端裝置一般是由在真空狀態(tài)下定壓放熱的凝汽設(shè)備和保證冷源溫度的冷卻設(shè)備共同組成冷卻系統(tǒng)。
汽輪機(jī)的排汽冷卻系統(tǒng)可分為濕冷與空冷兩大類。濕冷系統(tǒng)有開式直流供水系統(tǒng)與閉式循環(huán)系統(tǒng)兩種?？绽湎到y(tǒng)有間接空冷系統(tǒng)和直接空冷系統(tǒng)兩種。采用空冷系統(tǒng)的汽輪機(jī)，由于有技術(shù)特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)要求，不同于常規(guī)濕冷汽輪機(jī)，故稱為空冷汽輪機(jī)。
閉式循環(huán)的濕冷系統(tǒng)與空冷系統(tǒng)比較，前者冷卻塔內(nèi)水與空氣直接接觸，循環(huán)水的冷卻主要靠蒸發(fā)作用，效率較高，冷卻后的水溫取決于冷卻塔性能及大氣濕球溫度，冷卻塔出水溫度一般在15°～33℃之間，汽輪機(jī)背壓在5～11kPa之間。
空冷汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)背壓高于濕冷系統(tǒng)汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)背壓，而且背壓在運(yùn)行中隨環(huán)境溫度的變化而變化。間接空冷系統(tǒng)的水溫與大氣干球溫度密切相關(guān)，循環(huán)水的冷卻主要是散熱器管內(nèi)的水與管外空氣的對(duì)流傳熱。當(dāng)大氣干球溫度變化40℃，冷卻水溫也變化約40℃。當(dāng)工作背壓在5～18kPa時(shí)，汽輪機(jī)能達(dá)到額定功率；汽輪機(jī)在最高背壓25.5kPa時(shí)，要減負(fù)荷。直接空冷系統(tǒng)的汽輪機(jī)背壓較高，變化范圍更大，多在10～50kPa之間。隨著高背壓及背壓大的變化，空冷汽輪機(jī)的安全運(yùn)行影響很大?？绽淦啓C(jī)的主要技術(shù)特點(diǎn)是末級(jí)葉片容積流量變化大，末級(jí)葉片有鹽分沉積，低壓缸排汽溫度變化大。

發(fā)明內(nèi)容
汽輪機(jī)運(yùn)行的好壞決定著電廠的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，為提高汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，降低汽輪機(jī)背壓是必要的。閉式循環(huán)的濕冷系統(tǒng)由于汽輪機(jī)背壓低，故經(jīng)濟(jì)性較好，但節(jié)水效果差。采用空冷機(jī)組節(jié)水效果較好，受環(huán)境影響汽輪機(jī)背壓高，經(jīng)濟(jì)性較差。綜合以上兩個(gè)方面設(shè)計(jì)出了汽輪發(fā)電機(jī)組雙殼復(fù)合噴射凝汽器與干濕聯(lián)合冷卻塔，從而達(dá)到既節(jié)水又提高經(jīng)濟(jì)性的目的。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是噴射凝汽器采用雙殼結(jié)構(gòu)，內(nèi)殼主要靠噴嘴將冷卻水噴出，形成水膜，與汽輪機(jī)排汽接觸進(jìn)行熱交換。排汽冷凝為凝結(jié)水后升壓返回外殼經(jīng)噴嘴與小汽輪機(jī)排汽(或末級(jí)抽汽)混合加熱主機(jī)凝結(jié)水經(jīng)凝結(jié)泵升壓送汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)預(yù)熱，再次進(jìn)入鍋爐。附圖
是汽輪發(fā)電機(jī)組雙殼復(fù)合噴射凝汽器與干濕聯(lián)合冷卻塔圖，其工作過程是這樣實(shí)現(xiàn)的由空冷塔出來的中性冷卻水進(jìn)入凝汽器經(jīng)噴嘴噴出形成霧狀幕簾直接與汽輪機(jī)排汽混合并將其冷凝。受熱后的冷卻水絕大部分由冷卻水循環(huán)泵送至干濕散熱表面緊縮在一起聯(lián)合冷卻系統(tǒng)散熱器，經(jīng)與空氣對(duì)流換熱冷卻后通過調(diào)壓水輪機(jī)將冷卻水再送至噴射式凝汽器進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。受熱的循環(huán)冷卻水的極少部分通過循環(huán)泵第一級(jí)(或由水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的管道升壓泵)升壓經(jīng)凝結(jié)水精處理裝置處理后送至凝結(jié)器外殼內(nèi)部的噴嘴與小汽輪機(jī)排汽(或末級(jí)抽汽)及低加疏水混合加熱凝結(jié)水后再經(jīng)凝結(jié)泵送入回?zé)嵯到y(tǒng)。采用雙殼結(jié)構(gòu)可保證內(nèi)殼的嚴(yán)密性。大部分經(jīng)循環(huán)泵送入干濕聯(lián)合冷卻塔。干濕聯(lián)合冷卻塔由外部強(qiáng)制通風(fēng)空冷散熱器及冷卻塔內(nèi)部40％空冷散熱器、60％濕冷部件及水—水交換器、小循環(huán)泵構(gòu)成。冬季、和低負(fù)荷時(shí)空冷塔運(yùn)行，夏季為保證機(jī)組經(jīng)濟(jì)性投入濕冷運(yùn)行，小循環(huán)泵采用變頻循環(huán)泵保證節(jié)水情況下保持機(jī)組高的經(jīng)濟(jì)性效果更佳。
具體實(shí)施例方式
干濕散熱表面緊縮在一起的聯(lián)合冷卻系統(tǒng)，適應(yīng)干式、濕式聯(lián)合運(yùn)行或干式單獨(dú)運(yùn)行二種運(yùn)行方式。通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算比較，在年平均設(shè)計(jì)水溫和濕冷一樣，均為20℃時(shí)，火電機(jī)組的發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率與濕冷機(jī)組相同，但比空冷機(jī)組卻大大地降低了。
這種聯(lián)合冷卻系統(tǒng)中的噴射式(混合式)凝汽器2只能接受來自冷卻塔干冷段5的呈中性的高純度除鹽水。在冷卻塔進(jìn)風(fēng)口處多半部分布置干冷段(即空冷散熱器)，在塔進(jìn)風(fēng)口處少半部分布置少量濕冷段(即噴水填料裝置)。在寒冷季節(jié)，噴射式凝汽器的水通過冷卻水循環(huán)泵8送至聯(lián)合冷卻塔的干冷段，然后回到凝汽器2。在夏季，除了干冷段投入運(yùn)行，將水溫降低以外，還有部分熱水通過專用的表面式水—水交換器7進(jìn)行再冷卻，然后兩者混合變成低溫水，經(jīng)調(diào)壓水輪機(jī)3送至噴射式凝汽器2。在水—水交換器7里受熱的生水在濕冷段冷卻并繼續(xù)循環(huán)。水—水交換器7布置在干濕聯(lián)合冷卻塔內(nèi)，為避免污染呈中性、高純度除鹽水質(zhì)的冷卻水，在熱交換器內(nèi)，中性水壓力高于生水壓力。系統(tǒng)見汽輪發(fā)電機(jī)組雙殼復(fù)合噴射凝汽器與干濕聯(lián)合冷卻塔附圖。
汽輪發(fā)電機(jī)組雙殼復(fù)合噴射凝汽器與干濕聯(lián)合冷卻塔功能殼與殼間(噴射凝汽器b)吸收末級(jí)抽汽(或小汽輪機(jī)乏汽)有機(jī)會(huì)與凝結(jié)水混合而加熱凝結(jié)水，達(dá)到即加熱凝結(jié)水又深度除氧，低加及管道腐蝕減小，從而減小凝結(jié)水的過冷度，它既是主機(jī)凝結(jié)水的加熱器又是真空式除氧器，如用小汽輪機(jī)的乏汽加熱凝結(jié)水又是小汽輪機(jī)的凝汽器，使小汽輪機(jī)乏汽得到利用，小汽輪機(jī)效率達(dá)100％。同時(shí)還匯集低加來的疏水，減少了疏水的冷源損失。達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)性，有利于凝結(jié)水析出自身所含的空氣、溶氧等不凝結(jié)的氣體。
干濕聯(lián)合冷卻系統(tǒng)機(jī)組既能發(fā)揮空冷機(jī)組的優(yōu)越性，又保持濕冷機(jī)組節(jié)約投資的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)性高，夏季出力不限制。非常適應(yīng)機(jī)組變工況運(yùn)行節(jié)水、夜間低負(fù)荷節(jié)水及冬季節(jié)水。且具有冬季沒有霧氣團(tuán)、沒有噪聲、易在現(xiàn)有機(jī)組改造等特點(diǎn)。
標(biāo)號(hào)說明1.汽輪機(jī)低壓缸 2.a噴射式凝汽器 3.水輪機(jī) 4.聯(lián)合冷卻塔5.冷卻塔干冷段6.冷卻塔濕冷段 7.水—水交換器 8.主循環(huán)泵 9.凝結(jié)泵10.小循環(huán)泵11.b噴射式凝汽器 12.凝結(jié)水精處理裝置 13.給水泵小汽輪機(jī)14.發(fā)電機(jī)
權(quán)利要求
1.汽輪發(fā)電機(jī)組雙殼復(fù)合噴射凝汽器與干濕聯(lián)合冷卻塔是由雙殼復(fù)合噴射凝汽器與干濕聯(lián)合冷卻塔兩部分構(gòu)成，雙殼復(fù)合噴射凝汽器采用雙殼結(jié)構(gòu)，內(nèi)、外殼為兩個(gè)獨(dú)立的凝汽器水室，并有各自的冷卻水進(jìn)口和出口，內(nèi)殼凝汽器用來冷卻汽輪機(jī)主機(jī)排汽。外殼為混合式加熱器，用末級(jí)抽汽(或小汽輪機(jī)排汽)加熱主機(jī)凝結(jié)水，達(dá)到即加熱凝結(jié)水又深度除氧的目的。該加熱器是主機(jī)凝結(jié)水的加熱器(又是小汽輪機(jī)的凝汽器，使小汽輪機(jī)乏汽得到利用)，同時(shí)是低加疏水的匯集點(diǎn)，采用雙殼結(jié)構(gòu)可保證內(nèi)殼的嚴(yán)密性。干濕聯(lián)合冷卻塔由外部強(qiáng)制通風(fēng)空冷散熱器及冷卻塔內(nèi)部40％空冷散熱器、60％濕冷部件并增加水-水交換器、小循環(huán)泵構(gòu)成。干濕聯(lián)合冷卻塔與濕冷系統(tǒng)相比，沒有可見霧氣團(tuán)，節(jié)約新鮮水量；與空冷系統(tǒng)相比，投資省、不限電、而且占地面積小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪發(fā)電機(jī)組雙殼復(fù)合噴射凝汽器與干濕聯(lián)合冷卻塔其特征是雙殼復(fù)合凝汽器采用雙殼結(jié)構(gòu)，內(nèi)、外殼為兩個(gè)獨(dú)立的凝汽器水室。內(nèi)殼凝汽器用來冷卻汽輪機(jī)主機(jī)排汽。外殼凝汽器用來冷卻小汽輪機(jī)排汽，加熱凝結(jié)水并匯集疏水，對(duì)凝結(jié)水進(jìn)行二次除氧。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪發(fā)電機(jī)組雙殼復(fù)合噴射凝汽器與干濕聯(lián)合冷卻塔其特征是在現(xiàn)有自然通風(fēng)冷卻塔基礎(chǔ)上，外部增加強(qiáng)制通風(fēng)空冷散熱器及冷卻塔內(nèi)部40％改造為空冷散熱器并增加水-水交換器。
全文摘要
汽輪發(fā)電機(jī)組雙殼復(fù)合噴射凝汽器與干濕聯(lián)合冷卻塔是一種能夠使主機(jī)排汽凝結(jié)又能進(jìn)行深度除氧，熱利用高，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性、安全性、可靠性高，節(jié)水效果顯著的設(shè)備，其設(shè)備非常適用新建機(jī)組和老機(jī)組的改造。汽輪發(fā)電機(jī)組雙殼復(fù)合噴射凝汽器與干濕聯(lián)合冷卻塔采用雙殼體凝汽器，其特點(diǎn)是，保持真空能力強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)性高，凝汽器無端差，系統(tǒng)維護(hù)便利，除氧效果好，便于回收工質(zhì)熱。汽輪發(fā)電機(jī)組雙殼復(fù)合噴射凝汽器與干濕聯(lián)合冷卻塔采用干濕聯(lián)合冷卻塔，其特點(diǎn)是，與濕冷系統(tǒng)相比，沒有可見霧氣團(tuán)，節(jié)約新鮮水量；與空冷系統(tǒng)相比，投資省、不限電、而且占地面積小。
文檔編號(hào)F01K11/00GK1704562SQ20041003707
公開日2005年12月7日 申請(qǐng)日期2004年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月27日
發(fā)明者許建壯 申請(qǐng)人:許建壯