CN101652620A

CN101652620A - 冷凝设备

Info

Publication number: CN101652620A
Application number: CN200880010752A
Authority: CN
Inventors: 辻宽; 根本晃
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-04-05
Filing date: 2008-04-03
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2028-04-03
Also published as: US20100115949A1; DE112008000892T5; DE112008000892B4; JP2008256279A; WO2008126769A1; CN101652620B

Abstract

一种冷凝设备，平行配置冷凝器主体的长度不同的多个冷凝器(1、2、3)，通过循环水配管将这些冷凝器串联连接，使各冷凝器的主体长度方向中心位置在该长度方向上不同，并使各冷凝器的相互相邻的冷凝器彼此的入口侧循环水配管与出口侧循环配管的长度一致。

Description

冷凝设备

技术领域

本发明涉及一种在核发电站等中使驱动汽轮机后的排出蒸汽成为冷凝水的冷凝设备，尤其是关于将多个冷凝器串联配置地应用的冷凝设备。

背景技术

例如在核发电站中采用的循环方式为：将由核反应堆产生的蒸汽供给到汽轮机，驱动发电机进行发电，并在通过冷凝设备使被用于发电的蒸汽成为冷凝水后，再次作为冷却水供给到核反应堆。通常，在发电输出为1000MW级的大容量核发电站中，作为使发电机旋转的汽轮机，包括由核反应堆所产生的蒸汽进行驱动的高压汽轮机、和由在高压汽轮机中做功之后的蒸汽进行驱动的低压汽轮机。低压汽轮机设置有2台或3台的多台，在该多台的低压汽轮机中做功并被排出的蒸汽，被引导到具备多个冷凝器的冷凝设备中而成为冷凝水。

关于核发电站的冷凝设备参照图4具体地说明。如图4所示，在核反应堆100中产生的蒸汽S1，在经由蒸汽配管101被送到高压汽轮机102之后，成为低压蒸汽S2而经由汽轮机配管103被送到多台低压汽轮机、例如3台的低压汽轮机10、11、12，驱动发电机104而用于做功。从这些低压汽轮机10、11、12排出的排出蒸汽(S3)，例如供给到具有3个冷凝器主体的3主体型的冷凝器1、2、3。

在各冷凝器1、2、3的主体1a、2a、3a内分别设有冷却管4、5、6，在这些冷却管4、5、6内从冷却水供给配管104分别供给冷却水w1、w2、w3。在3台低压汽轮机10、11、12中做功而排出并被引导到冷凝器1、2、3的蒸汽S3，通过设在主体1a、2a、3a内的冷却管4、5、6的外侧，此时与在冷却管4、5、6内部流动的冷却水w1、w2、w3分别进行热交换而凝结，成为冷凝水19、20、21并蓄积在各冷凝器1、2、3的下部所设置的热井16、17、18。

在热井16、17、18中蓄积的冷凝水19、20、21，通过设在冷凝器1、2、3附近的冷凝水泵22排出到冷凝水配管105，并通过给水泵23进一步升压，而引导到核反应堆24。

另外，冷凝水泵22有时也称为低压冷凝水泵，在这种情况下，有时在其下游侧进一步设置有被称为高压冷凝水泵的泵。

然而，关于在上述冷却管4、5、6内部流动的冷却水w1、w2、w3，存在如图4所示那样并列地导入到多个冷凝器1、2、3的情况，以及如图5所示那样利用串联配管构成而串联地导入冷却水w1、w2、w3的情况。

如图4所示，在并列地导入冷却水w1、w2、w3的情况下，向多个冷凝器1、2、3中分别导入相同温度且相同流量的冷却水。因此，与在低压汽轮机10、11、12中做功而排出并被引导到冷凝器1、2、3的蒸汽S3之间的热交换，在多个冷凝器1、2、3中分别在相同条件下进行。

与此相对，如图5所示，在串联地导入冷却水w的情况下，冷却水w被依次导入到多个冷凝器1、2、3，因此在先导入冷却水w的冷凝器1中，冷却水的温度较低，而在后导入冷却水w的冷凝器2、3中，冷却水w的温度升高。因此，与在低压汽轮机10、11、12中做功而排出并被引导到冷凝器1、2、3的蒸汽S3之间的热交换，在多个冷凝器1、2、3中分别在不同条件下进行。

由于在蒸汽S3在冷却管4、5、6的外侧凝结为冷凝水时成为饱和状态，所以在多个冷凝器1、2、3中冷却水w1、w2、w3的温度不同的情况下，冷却管4、5、6外侧的压力也不同。一般将这种多个主体中的器内压力不同的冷凝器称为“多压式冷凝器”。在多压式冷凝器的情况下，多个冷凝器1、2、3中的器内压力分别不同，所以考虑到交换热量的平衡等，存在改变各冷凝器1、2、3的大小的情况。

图6作为俯视图而表示图5所示的冷凝器1、2、3的主体1a、2a、3a的构成。如该图6所示，有时在3主体多压式冷凝器的情况下，设定为沿着蒸汽供给方向而依次增大，其大小为冷凝器1＜冷凝器2＜冷凝器3。

但是，即使如此地改变各冷凝器1、2、3的大小，由于一般使多个低压汽轮机10、11、12的大小相同，且多个低压汽轮机10、11、12具有相同的旋转轴，所以配置在其下部的多个冷凝器1、2、3也如图6所示那样，一般配置在相同中心线O上。另外，在图6中，27、28、29、30、31、32、33、34表示向各冷凝器1、2、3引导冷却水的循环水配管。

在该图6所示的构成中，冷却水w首先通过上游侧的循环水配管27引导到冷凝器1中，在冷却管4内侧流动的冷却水w通过与在冷却管4外侧通过的蒸汽的热交换而使温度上升之后，从冷凝器1排出并通过循环水配管28、29、30被引导到下一级冷凝器2。被引导到冷凝器2的冷却水w在冷却管5内侧流动，在通过与在冷却管5外侧通过的蒸汽的热交换而使温度上升之后，从冷凝器2排出并通过循环水配管31、32、33被引导到冷凝器3。被引导到冷凝器3的冷却水w在冷却管6内侧流动，并在通过与在冷却管6外侧通过的蒸汽的热交换而使温度上升之后，从冷凝器3排出并通过循环水配管34被排出。

并且，如上述那样在低压汽轮机中做功而被排出并被引导到冷凝器中的蒸汽，在冷却管4、5、6外侧通过时，通过与在冷却管4、5、6内部流动的冷却水w进行热交换，由此从蒸汽凝结为冷凝水而蓄积在冷凝器下部的热井中。在多压式冷凝器的情况下，蓄积在冷凝器下部的热井中的冷凝水，从冷凝器1向冷凝器2、冷凝器3被依次从低压侧冷凝器的热井送到高压侧冷凝器的热井，最终通过设置在冷凝器3附近的冷凝水泵22被排出。

并且，在发电站中，存在给水加热器、湿存水分离加热器等各种热交换器等，一般将从这些热交换器排出的排水回收到冷凝器中。在冷凝器为3主体式的情况下，在配置于中央的冷凝器2上几乎没有连接回收排水的配管的空间，所以如图6的排水配管35、36、37、38所示，一般构成为主要在冷凝器1及冷凝器3上连接排水回收配管，而在冷凝器2上不连接。

另外，在公知文献的专利文献1(日本特开平8-21205号公报)中记载的内容为，在多个主体的冷凝器中真空度不同，其平均真空度与单一真空度的情况相比为同等以上；但未特别涉及不同大小的多个主体的配置方法等。

在现有的一般的多压式冷凝器的平面配置中，如图6所示，在多个冷凝器1、2、3配置在同一中心线O上的情况下，主体的长度按冷凝器1、2、3依次扩大，所以构成为各冷却水出口部与冷却水入口部的位置错开。即，在图6中，当对冷凝器1的出口循环水配管28的长度l1、与冷凝器2的入口循环水配管30的长度l2进行比较时，即使在使l1为最短长度的情况下，也存在循环水配管28变长的问题。同样，由于冷凝器2的出口循环水配管31与冷凝器3的入口循环水配管33的配管位置错开，所以即使在使循环水配管33为最短长度的情况下，当对冷凝器2的出口循环水配管31的长度l3、与冷凝器3的入口循环水配管33的长度l4进行比较时，即使在使l3为最短长度的情况下，循环水配管31也变长。即，存在配管损失增加与循环水配管28以及循环水配管31增长相对应的量的问题。

并且，在各冷凝器1、2、3配置在同一中心线上的情况下，各冷凝器1、2、3的冷却水出入口部的位置逐渐从冷凝器中心线错开，所以冷凝水泵22需要充分离开(在图6所示的下方)地配置，以便不与出入各冷凝器1、2、3的循环水配管27～34干涉。

并且，关于从给水加热器、湿存水分离加热器等各种热交换器等至冷凝器的排水回收配管，由于在配置于中央的冷凝器2上几乎没有连接排水回收配管的空间，所以存在以下问题为：向冷凝器1、3的排水回收配管连接增多而排水回收配管错综复杂，向冷凝器1、3的排水回收配管连接空间不足而不得不使冷凝器1、3增大。

发明内容

本发明是鉴于这种情况而进行的，其目的在于提供一种冷凝设备，能够使各冷凝器的循环配管的长度缩短且相等，由此能够防止排水回收配管错综复杂，而且确保向冷凝器的排水回收配管连接空间而不会使冷凝器多余地增大，并且能够实现空间确保等。

为了达到上述目的而提供的本发明的冷凝设备为，平行配置冷凝器主体的长度不同的多个冷凝器，通过循环水配管将这些冷凝器串联连接，其特征在于，使上述各冷凝器的主体长度方向中心位置在该长度方向上不同，并使上述各冷凝器的相互邻接的冷凝器彼此的入口侧循环水配管与出口侧循环配管的长度一致。

并且，为了达到上述目的而提供的本发明的冷凝设备为，具备将排出蒸汽冷却成为冷凝水的多个冷凝器，该排出蒸汽是在发电站中将产生的蒸汽被供给到汽轮机而使发电机旋转后被排出的蒸汽，其特征在于，在平行配置冷凝器主体的长度不同的多个冷凝器、并通过循环水配管将这些冷凝器串联连接的冷凝设备中，使上述各冷凝器的主体长度方向中心位置在该长度方向上不同，并使上述各冷凝器的相互邻接的冷凝器彼此的入口侧循环水配管与出口侧循环配管的长度一致。

并且，在上述冷凝设备中，优选具有大小不同的多个主体的冷凝器，在通过将冷凝器的冷却水出口部与相邻的冷凝器的冷却水入口部的位置对齐地配置而产生的冷凝器附近的空间中，配置冷凝水泵。

并且，也可以具有大小不同的3主体的冷凝器，并在通过将冷凝器的冷却水出口部与相邻的冷凝器的冷却水入口部的位置对齐地配置而在设置于中央的冷凝器附近产生的空间上，连接排水回收配管。

根据本发明，能够使各冷凝器的循环配管的长度缩短且相等，由此能够防止排水回收配管错综复杂，而且确保向冷凝器的排水回收配管连接空间而不会使冷凝器多余地增大，并且能够实现空间确保等。

附图说明

图1是表示本发明第1实施方式的冷凝器的构成的构成图。

图2是表示本发明第2实施方式的冷凝器的构成的构成图。

图3是表示本发明第3实施方式的冷凝器的构成的构成图。

图4是表示现有例的冷凝器的构成的构成图。

图5是表示现有例的冷凝器的构成的构成图。

图6是表示现有例的冷凝器的构成的构成图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的冷凝设备的实施例进行说明。

[第1实施方式(图1)]

图1是表示本发明第1实施方式的冷凝设备的俯视图。如图1所示，在本实施方式中，具备将冷却水w引导到3主体的冷凝器1、2、3中的循环水配管27～34。即，在各冷凝器1、2、3的主体1a、2a、3a内分别设置有冷却管4、5、6，在这些冷却管4、5、6内从冷却水供给配管供给冷却水w。引导到冷凝器1、2、3中的蒸汽通过设置在主体1a、2a、3a内的冷却管4、5、6的外侧，此时与在冷却管4、5、6内部流动的冷却水w分别进行热交换而凝结，成为冷凝水并蓄积在各冷凝器1、2、3下部所设置的热井16、17、18中。

蓄积在热井16、17、18中的冷凝水，通过设置在冷凝器1、2、3附近的省略图示的冷凝水泵而被排出到循环配管，并被升压而引导到核反应堆。关于在冷却管4、5、6内部流动的冷却水w，构成为利用串联配管构成将冷却水w串联地导入到多个冷凝器1、2、3。

在图1中作为俯视图表示了冷凝器1、2、3的主体1a、2a、3a的构成。如该图1所示，在3主体多压式冷凝器的情况下，设定为沿着蒸汽供给方向而依次增大，其大小为冷凝器1＜冷凝器2＜冷凝器3。并且，构成为各冷凝器1、2、3的中心线O1、O2、O3在主体的轴向上错开。即，构成为如下的冷凝设备：平行配置主体的长度不同的多个冷凝器，并通过循环水配管27、28、29、30、31、32、33、34来串联地连接这些冷凝器1、2、3。并且，构成为使各冷凝器1、2、3的主体长度方向中心位置在该长度方向上不同，并使各冷凝器1、2、3的相互相邻的冷凝器彼此的入口侧循环水配管与出口侧循环配管的长度一致。

由此，冷却水w首先通过上游侧的循环水配管27而被引导到冷凝器1，在冷却管4内侧流动的冷却水w通过与在冷却管4外侧通过的蒸汽的热交换而使温度上升之后，从冷凝器1排出并通过循环水配管28、29、30被引导到下一级的冷凝器2。被引导到冷凝器2的冷却水w在冷却管5内侧流动，并通过与在冷却管5外侧通过的蒸汽的热交换而使温度上升之后，从冷凝器2排出并通过循环水配管31、32、33引导到冷凝器3。被引导到冷凝器3的冷却水w在冷却管6内侧流动，并通过与在冷却管6外侧通过的蒸汽的热交换而使温度上升之后，从冷凝器3排出并通过循环水配管34被排出。

然后，被引导到冷凝器1、2、3的蒸汽，在通过冷却管4、5、6外侧时，通过与在冷却管4、5、6内部流动的冷却水w进行热交换，由此从蒸汽凝结为冷凝水而蓄积在冷凝器下部的热井中。蓄积在冷凝器下部的热井中的冷凝水，从冷凝器1向冷凝器2、冷凝器3被依次从低压侧冷凝器的热井送到高压侧冷凝器的热井，最终通过设置在冷凝器3附近的冷凝水泵22而排出。

如此，在本实施方式中，不是将各冷凝器1、2、3配置在同一中心线上，而是配置为将冷凝器1的冷却水出口部与冷凝器2的冷却水入口部的位置对齐。并且，配置为使冷凝器2的冷却水出口部与冷凝器3的冷却水入口部的位置对齐。即，构成为使l1与l2、l3与l4、l5与l6分别一致。

由此，能够在使冷凝器2的循环水配管30为最短长度的情况下，使冷凝器1的循环水配管28也成为同样的最短长度。并且，同样能够在使循环水配管33为最短长度的情况下，使循环水配管31也成为同样的最短长度。

根据本实施方式，能够使配管损失减少与循环水配管28以及循环水配管31缩短相对应的量。

[第2实施方式(图2)]

利用图2对本发明的实施例2进行说明。

图2是表示本发明的方式2的冷凝器的构成例的俯视图，以下说明其构成要素。

在图2中，27～34表示将冷却水引导到各冷凝器1、2、3的循环水配管。即，冷却水w首先通过循环水配管27而引导到冷凝器1，在冷却管4内侧流动的冷却水7通过与在冷却管4外侧通过的蒸汽的热交换而使温度上升之后，从冷凝器1排出并通过循环水配管28、29、30引导到冷凝器2。被引导到冷凝器2的冷却水w在冷却管5内侧流动，并通过与在冷却管5外侧通过的蒸汽的热交换而使温度上升之后，从冷凝器2排出并通过循环水配管31、32、33引导到冷凝器3。被引导到冷凝器3的冷却水9在冷却管6内侧流动，并通过与在冷却管6外侧通过的蒸汽的热交换而使温度上升之后，从冷凝器3排出并通过循环水配管34被排出。

在图2中，不是将各冷凝器配置在同一中心线上，而是配置为将冷凝器1的冷却水出口部与冷凝器2的冷却水入口部的位置对齐。并且，配置为将冷凝器2的冷却水出口部与冷凝器3的冷却水入口部的位置对齐。即，构成为使l1与l2、l3与l4、l5与l6分别一致。

在图2中，利用通过配置为将冷凝器2的冷却水出口部与冷凝器3的冷却水入口部的位置对齐而在相反侧产生的较大的空间，将从冷凝器3的热井排出冷凝水的冷凝水泵22配置在冷凝器3附近。

由此，由于冷凝器2的冷却水入口部与冷凝器3的冷却水出口部的位置关系较大地错开，因此形成能够将冷凝水泵22配置在冷凝器3附近的空间。因此，能够缩短连接冷凝器3与冷凝水泵22的配管，即能够减少配管损失。

[第3实施方式(图3)]

利用图3对本发明的实施例3进行说明。

图3是表示本发明的方式3的冷凝器的构成例的俯视图，以下说明其构成要素。在图3中，27～34表示将冷却水w引导到各冷凝器1、2、3的循环水配管。即，冷却水w首先通过循环水配管27而引导到冷凝器1，在冷却管4内侧流动的冷却水w通过与在冷却管4外侧通过的蒸汽的热交换而使温度上升之后，从冷凝器1排出并通过循环水配管28、29、30引导到冷凝器2。被引导到冷凝器2的冷却水w在冷却管5内侧流动，并通过与在冷却管5外侧通过的蒸汽的热交换而使温度上升之后，从冷凝器2排出并通过循环水配管31、32、33引导到冷凝器3。被引导到冷凝器3的冷却水9在冷却管6内侧流动，并通过与在冷却管6外侧通过的蒸汽的热交换而使温度上升之后，从冷凝器3排出并通过循环水配管34被排出。

根据本实施方式，如图3所示，不是将各冷凝器配置在同一中心线上，而是配置为将冷凝器1的冷却水出口部与冷凝器2的冷却水入口部的位置对齐。并且，配置为将冷凝器2的冷却水出口部与冷凝器3的冷却水入口部的位置对齐。即，构成为使l1与l2、l3与l4、l5与l6分别一致。

因此，如图3所示，从给水加热器、湿存水分离加热器等各种热交换器等向冷凝器的排水回收配管，不仅存在向冷凝器1、3的排水回收配管连接，在配置于中央的冷凝器2、或冷凝器3内侧也连接有排水回收配管。

即，由于冷凝器1的冷却水入口部与冷凝器2的冷却水出口部的位置关系较大地错开，因此取得能够在冷凝器2上连接排水回收配管37的空间。并且，由于冷凝器2的冷却水入口部与冷凝器3的冷却水出口部的位置关系较大地错开，因此取得能够在冷凝器3内侧连接排水回收配管39、40的空间。

根据本实施方式，不仅存在向冷凝器1、3的排水回收配管连接，在配置于中央的冷凝器2、或冷凝器3内侧也能够连接排水回收配管，因此排水回收配管连接在各冷凝器上被均等化，因此具有解决如下问题点的效果：向冷凝器1、3的排水回收配管连接增多而排水回收配管错综复杂，向冷凝器1、3的排水回收配管连接空间不足而不得不使冷凝器1、3增大。

Claims

1、一种冷凝设备，平行配置冷凝器主体的长度不同的多个冷凝器，并通过循环水配管将这些冷凝器串联连接，其特征在于，

使上述各冷凝器的主体长度方向中心位置在该长度方向上不同，并使上述各冷凝器的相互邻接的冷凝器彼此的入口侧循环水配管与出口侧循环配管的长度一致。

2、一种冷凝设备，具备将排出蒸汽冷却成为冷凝水的多个冷凝器，该排出蒸汽是在发电站中将产生的蒸汽被供给到汽轮机而使发电机旋转后被排出的蒸汽，其特征在于，

在平行配置冷凝器主体的长度不同的多个冷凝器、并通过循环水配管将这些冷凝器串联连接的冷凝设备中，使上述各冷凝器的主体长度方向中心位置在该长度方向上不同，并使上述各冷凝器的相互邻接的冷凝器彼此的入口侧循环水配管与出口侧循环配管的长度一致。

3、如权利要求1或2记载的冷凝设备，其特征在于，

具有大小不同的多个主体的冷凝器，在通过将冷凝器的冷却水出口部与相邻的冷凝器的冷却水入口部的位置对齐地配置而产生的冷凝器附近的空间中，配置冷凝水泵。

4、如权利要求1或2记载的冷凝设备，其特征在于，

具有大小不同的3主体的冷凝器，在通过将冷凝器的冷却水出口部与相邻的冷凝器的冷却水入口部的位置对齐地配置而在设置于中央的冷凝器附近产生的空间上，连接排水回收配管。