CN101936668B - 一种防白雾蒸发式混流凝汽方法及凝汽器 - Google Patents

一种防白雾蒸发式混流凝汽方法及凝汽器 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种防白雾蒸发式混流凝汽方法及凝汽器，采用防白雾区为上，主凝区为中，辅凝区为下的混流凝汽方式，将汽轮机的排汽，采用两路蒸汽分配管道分别送入主凝区顺流管束(20)和防白雾区顺流管束(17)，按汽水顺流方式运行；辅凝区逆流管束(22)按汽水逆流方式运行；本发明采用潜热换热的高效换热机理，换热效果不受环境干球温度的影响，水的蒸发潜热大，故较少的循环量即可满足换热需要，效率高、凝汽背压低、耗水量小，并可消除水膜蒸发形成的白雾现象。本发明的换热方法及凝汽器适用在电力、石油化工、冶金、制冷等领域。

Description

一种防白雾蒸发式混流凝汽方法及凝汽器
技术领域
本发明涉及乏汽冷凝技术领域，尤其涉及一种防白雾蒸发式混流凝汽方法及凝汽器。
背景技术
目前，凝汽式发电厂生产电能的过程是一个能量转换的过程，即燃料的化学能通过锅炉1将水转变成饱和蒸汽，饱和蒸汽经过热器2过热后变为过热蒸汽，过热蒸汽在汽轮机3中膨胀做功，将蒸汽的热能转变为机械能，通过发电机4最终将机械能转换成电能。膨胀做功后的低压饱和蒸汽——乏汽经凝汽器系统5冷凝为凝结水，然后由凝结水泵6送至凝结水处理系统，处理后回到锅炉1循环利用，即由凝结水泵6送至凝结水精处理中心7处理，处理后的凝结水经低压加热器8进入除氧装置9，再由给水泵10送至高压加热器11，最后凝结水再次回到锅炉1循环利用，如图1所示。
为了提高能量的转化率，尽量减小热损失，提高系统的核心部分汽轮机的效率是尤为关键的。在电站系统中凝汽器系统5的凝汽效果直接决定了汽轮机的真空度，而汽轮机的真空度直接影响着汽轮机的效率，所以凝汽器的合理选择对电站的效率起着关键性作用。
潜热换热：冷却介质通过相变来吸热进行热交换，常用的介质为水，如1kg水蒸发，理论上吸收2345kJ的热量，1kg水蒸发带走的热量是1kg水温升1℃带走热量的558倍，所以冷却介质的消耗量非常小。
目前电站系统中常用的闭式、湿式冷却系统，利用循环水泵13将冷却水送入水冷器12内，冷却水和饱和蒸汽在水冷器12内进行间壁式换热，利用循环水的温升将饱和蒸汽凝结，温升后的循环水由冷却塔14内的散热器15冷却，循环利用。不足之处：冷却水经两次热交换，传热效果差，冷凝效果一般，发电效率低，耗水量大。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种防白雾蒸发式混流凝汽方法及凝汽器，具有换热效果不受环境干球温度的影响，效率高、凝汽背压低，耗水量小等优点，并可消除水膜蒸发形成的白雾现象。
为实现上述发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：
一种防白雾蒸发式混流凝汽方法：
1、采用防白雾区为上，主凝区为中，辅凝区为下的混流凝汽的方式，将汽轮机的排汽采用两路蒸汽分配管道分别送入主凝区顺流管束和防白雾区顺流管束，按汽水顺流方式运行；辅凝区逆流管束一端与凝结水联箱连通，另一端与抽真空系统连通，辅凝区的逆流管束按汽水逆流方式运行；
2、通过主凝区上方的喷淋系统将水均匀喷淋到主凝区、辅凝区的管束上，并在管束外表面形成水膜，水膜吸收热量后部分蒸发将管内蒸汽凝结；
3、通过防白雾区上方的轴流风机强制将空气由进风窗吸入，吸入的空气吸收蒸发的水蒸汽变为饱和空气，再经收水器收水后进入防白雾区，通过防白雾区顺流管束时被加热温度升高变成不饱和空气，然后排到外界；
4、主凝区顺流管束及防白雾区顺流管束中未凝结的蒸汽通过凝结水联箱进入辅凝区逆流管束继续凝结，不凝结的气体由抽真空系统排出，凝结水汇集于凝结水联箱
Figure GSB00000737527800021
通过管道引入凝结水箱，再由凝结水泵送入凝结水处理系统循环利用；
5、主凝区、辅凝区的喷淋水未蒸发部分落入水箱中继续循环利用。
一种防白雾蒸发式混流凝汽器，包括：主凝区、辅凝区、防白雾区、冷风系统和喷淋系统，与汽轮机排汽管道连通的两路蒸汽分配管道分别通过主凝区顺流管束和防白雾区顺流管束与凝结水联箱连通，凝结水联箱通过辅凝区逆流管束与抽真空系统连通；辅凝区逆流管束一端与凝结水联箱连通，另一端与抽真空系统连通；所述凝结水联箱通过管道与凝结水箱连通；所述主凝区顺流管束的上方设置有喷淋系统，喷淋系统的上方设置有收水器；所述防白雾区顺流管束上方设置有冷风系统的轴流风机，所述辅凝区逆流管束的下方设置有水箱，辅凝区逆流管束与水箱之间设置有进风窗。
所述的防白雾蒸发式混流凝汽器，主凝区顺流管束为倾斜设置。
所述的防白雾蒸发式混流凝汽器，辅凝区逆流管束为倾斜设置。
所述的防白雾蒸发式混流凝汽器，防白雾区顺流管束设置为倾斜设置。
所述的防白雾蒸发式混流凝汽器，喷淋系统由若干喷嘴通过管道与水泵连接构成。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下所述的优越性：
一种防白雾蒸发式混流凝汽方法及凝汽器，采用潜热换热的高效换热机理，换热效果不受环境干球温度的影响，由于水的蒸发潜热大，故较少的循环量即可满足换热需要，效率高、凝汽背压低、耗水量小，并可消除水膜蒸发形成的白雾现象。该换热方法及凝汽器适用在电力、石油化工、冶金、制冷等领域。
附图说明
图1是现有闭式湿式凝汽器使用状态图；
图2是本发明用于乏汽凝结使用状态示意图；
图中：1-锅炉，2-过热器，3-汽轮机，4-发电机，5-凝汽器，6-凝结水泵，7-凝结水精处理中心，8-低压加热器，9-除氧装置，10-给水泵，11-高压加热器，12-水冷器，13-循环水泵，14-冷却塔，15-散热器，16-轴流风机，17-防白雾区顺流管束，18-收水器，19-喷淋系统，20-主凝区顺流管束，21-凝结水联箱，22-辅凝区逆流管束，23-进风窗，24-水箱，25-凝结水箱，26-抽真空系统。
具体实施方式
如图2所示：一种防白雾蒸发式混流凝汽方法，
1、采用防白雾区为上，主凝区为中，辅凝区为下的混流凝汽的方式，将汽轮机的排汽，采用两路蒸汽分配管道分别送入主凝区顺流管束20和防白雾区顺流管束17，按顺流方式运行；辅凝区的逆流管束22逆流方式运行；
2、通过主凝区上方的喷淋系统19将水均匀喷淋到主凝区、辅凝区的管束上，并在管子外表面形成水膜，水膜吸热后部分蒸发将管内饱和蒸汽凝结为水；
3、通过防白雾区上方的轴流风机16强制将空气由进风窗23进入，进入的空气吸收蒸发的水蒸汽，再经收水器18收水进入防白雾区，通过防白雾区的顺流管束17时被过热变成不饱和空气，然后排出外界；
4、主凝区顺流管束20及防白雾区顺流管束17中未凝结的剩余蒸汽通过凝结水联箱进入辅凝区逆流管束22继续凝结，不凝结的气体由抽真空系统26排出，凝结水汇集于凝结水联箱21中，通过管道引入凝结水箱25，再由凝结水泵6送入凝结水处理系统循环利用；
5、主凝区、辅凝区的喷淋水未蒸发的部分落入水箱24中继续循环利用。
一种防白雾蒸发式混流凝汽器，包括：主凝区、辅凝区、防白雾区、冷风系统和喷淋系统，与汽轮机排汽连通的两路蒸汽分配管道分别连通主凝区设置的顺流管束20和防白雾区设置的顺流管束17，所述防白雾区的顺流管束17和主凝区的顺流管束20通过凝结水联箱21与辅凝区的逆流管束22连通，所述凝结水联箱21通过管道与凝结水箱25连通；所述辅凝区的逆流管束22另一端与抽真空系统26连通；所述主凝区的顺流管束20的上方设置有喷淋系统19，喷淋系统19的上方设置有收水器18；所述防白雾区的顺流管束17上方设置有冷风系统的轴流风机16，所述辅凝区的逆流管束22的下方设置有水箱24，逆流管束22与水箱24之间设置有进风窗23。所述主凝区的顺流管束20为倾斜设置。所述辅凝区的逆流管束22为倾斜设置。所述防白雾区的顺流管束17为倾斜设置。所述喷淋系统19由若干喷嘴通过管道与水泵连接构成。
本发明提出的轴流风机16在设备最上部引风，管束为倾斜设置，分防白雾区的顺流管束17、主凝区的顺流管束20、和辅凝区的逆流管束22三部分，并在一侧设置凝结水联箱21。防白雾区的顺流管束17、主凝区的顺流管束20分别和蒸汽分配管道连接，按汽水顺流方式运行，辅凝区的逆流管束22按汽水逆流方向运行，辅凝区的逆流管束一端顶部和抽真空系统16连接。防白雾区的顺流管束17与主凝区的顺流管束20之间设有收水器18和喷淋系统19，在辅凝区的逆流管束22下方设置进风窗23和水箱24，由以上各部件形成一个完整的设备。
防白雾蒸发式混流凝汽器的工作过程：
汽轮机排汽由管道分别送入防白雾区的顺流管束17和主凝区顺流管束20，轴流风机16强制空气由进风窗23进入设备；喷淋系统19将水箱24中的水均匀喷淋到管束上，并在管子外表面形成水膜，水膜吸热后部分蒸发，将管内饱和蒸汽凝结，由进风窗23进入的空气吸收管外蒸发的水蒸汽后经收水器18收水，在通过防白雾区的顺流管束17时被过热变成不饱和空气，然后排出外界，主凝区的顺流管束20及防白雾区的顺流管束17中未凝结的剩余蒸汽通过凝结水联箱21进入辅凝区的逆流管束22继续凝结，不凝结的气体由抽真空系统16排出，凝结水汇集于凝结水联箱21中，通过管道引入凝结水箱25，再由凝结水泵6送入凝结水处理系统循环利用，喷淋水未蒸发的部分落入水箱24中继续循环利用。

Claims (6)

1.一种防白雾蒸发式混流凝汽方法，其特征在于：
1)、采用防白雾区为上，主凝区为中，辅凝区为下的混流凝汽方式，将汽轮机的排汽，采用两路蒸汽分配管道分别送入主凝区顺流管束(20)和防白雾区顺流管束(17)，按汽水顺流方式运行；辅凝区逆流管束(22)一端与凝结水联箱(21)连通，另一端与抽真空系统(26)连通，辅凝区逆流管束(22)按汽水逆流方式运行；
2)、通过主凝区上方的喷淋系统(19)将水均匀喷淋到主凝区、辅凝区的管束上，并在管子外表面形成水膜，水膜吸收热量后部分蒸发将管内蒸汽凝结；
3)、通过防白雾区上方的轴流风机(16)强制将空气由进风窗(23)吸入，吸入的空气吸收蒸发的水蒸汽变为饱和空气，再经收水器(18)收水后进入防白雾区，通过防白雾区顺流管束(17)时被加热温度升高变成不饱和空气，然后排到外界；
4)、主凝区顺流管束(20)及防白雾区顺流管束(17)中未凝结的蒸汽通过凝结水联箱进入辅凝区逆流管束(22)继续凝结，不凝结的气体由抽真空系统(26)排出，凝结水汇集于凝结水联箱(21)中，通过管道引入凝结水箱(25)，再由凝结水泵(6)送入凝结水处理系统循环利用；
5)、主凝区、辅凝区的喷淋水未蒸发部分落入水箱(24)中继续循环利用。
2.实施上述方法的一种防白雾蒸发式混流凝汽器，其特征在于：包括：主凝区、辅凝区、防白雾区、冷风系统和喷淋系统，与汽轮机排汽管道连通的两路蒸汽分配管道分别通过主凝区顺流管束(20)和防白雾区顺流管束(17)与凝结水联箱(21)连通，凝结水联箱(21)通过辅凝区逆流管束(22)与抽真空系统(26)连通；辅凝区逆流管束(22)一端与凝结水联箱(21)连通，另一端与抽真空系统(26)连通；所述凝结水联箱(21)通过管道与凝结水箱(25)连通；所述主凝区顺流管束(20)的上方设置有喷淋系统，喷淋系统的上方设置有收水器；所述防白雾区顺流管束(17)上方设置有冷风系统的轴流风机，所述辅凝区逆流管束(22)的下方设置有水箱，辅凝区逆流管束与水箱之间设置有进风窗。
3.如权利要求2所述的防白雾蒸发式混流凝汽器，其特征在于：主凝区顺流管束(20)为倾斜设置。
4.如权利要求2所述的防白雾蒸发式混流凝汽器，其特征在于：辅凝区逆流管束(22)为倾斜设置。
5.如权利要求2所述的防白雾蒸发式混流凝汽器，其特征在于：防白雾区顺流管束(17)为倾斜设置。
6.如权利要求2所述的防白雾蒸发式混流凝汽器，其特征在于：喷淋系统(19)由若干喷嘴通过管道与水泵连接构成。
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