CN102261855A - 一种伞形空冷区的双仿生树形管束式凝汽器 - Google Patents

Abstract

一种伞形空冷区的双仿生树形管束式凝汽器，属于换热器技术领域。由若干个换热管、端管板、中间管板、空冷挡汽板组件、抽空管道、壳体组件、水室等组成；凝汽器端管板上的换热管呈两个分隔开的仿生树形布置，构成双仿生树形管束；空冷挡汽板组件、两个渐缩空冷管束、空冷连通孔或管以及抽空管道构成“伞”字形空冷管束组件。本发明具有凝汽器管束汽流流场均匀无涡流、汽阻小、热负荷均匀、凝结水过冷度小、抽气无再热和抽空管比较短、凝汽器的传热系数较大的优点，凝汽器换热系数可比按HEI计算值高10％以上，其机组节能效果明显。

Description

一种伞形空冷区的双仿生树形管束式凝汽器

技术领域

本发明属于大型电站换热器技术领域，具体涉及一种伞形空冷区的双仿生树形管束式凝汽器，特别是大型电站的水冷式凝汽器中的冷却管管束的空冷区管束布置呈一个“伞”字形以及主冷却管管束布置呈2个仿生的树形结构的一种伞形空冷区的双仿生树形管束式凝汽器。

背景技术

电厂凝汽器是火力发电、核电机组的重要组成部件，其作用是将汽轮机排出的乏汽冷凝成水并在汽轮机的排汽口建立与维持一定的真空。大型电站水冷式凝汽器冷却管管束布置的合理与否对蒸汽凝结过程有重要影响，并对其换热性能以及机组的能耗有较大的影响。管束布置不合理将造成蒸汽流场的不合理，由此带来热负荷分布不均匀、局部空气积聚、流动阻力过大、过冷度大、不同凝结程度的汽流相互掺合甚至漏汽(未经冷凝的蒸汽直接进入空冷区)等。因而设计管束布置来获得合理的蒸汽流场分布是凝汽器设计的重要内容，合理的管束布置是凝汽器性能保证的基础。目前凝汽器热力设计一般采用HEI标准进行计算，但HEI标准中未考虑管束布置的影响，凝汽器管束布置设计可能使机组性能实际无法达到按HEI标准设计的设计性能，特别是对于改造机组受限较多的情况更为突出。事实上，目前发电机组的实际运行真空度普遍偏离设计真空度1-3kPa，能耗明显偏高，其主要原因之一就是凝汽器管束布置不合理造成的。研究表明，不合理的凝汽器管束布置的实际凝汽器真空度与按HEI标准进行计算的真空度可能相差1kPa以上，直接显著影响机组的出力和经济性。采用合理的管束布置的凝汽器，其机组节能效益明显。

目前大型电站水冷式凝汽器管束布置的型式，最为典型的有教堂窗式管束布置型式、山形管束布置型式(或者称为TEPEE布管技术)、向心式管束布置型式、AT型管束布置型式、垂直均衡流动式管束布置型式、将军帽式管束布置型式、辐射穗状管束布置型式、双菱形式管束布置型式等。经过数值模拟分析表明，这些管束布置型式均不同程度存在一些不足，如有些凝汽效果不理想甚至存在涡流死区，有些壳侧流阻过大和过冷度大，有些存在不同凝结程度的汽流相互掺合甚至漏汽，有些管束布置不够紧凑使投资明显增加或者改造机组由于壳体结构尺寸受限无法采用。例如，专利文献DE4141132-C2(德国)和ZL01206563.3(中国)公开了一种非常类似的双山形管束布置，数值模拟分析表明，该管束布置的汽阻不均、存在跨区流动、在接水盘处存在明显的漏汽，其数值模拟计算的传热系数比按HEI标准设计要低10％以上，如果漏汽比较严重则其计算传热系数比按HEI标准设计要低20％以上。数值分析表明，不合理的凝汽器管束布置，其换热系数要比按HEI标准进行计算值低10-20％，有些(如双菱形式管束布置型式等)甚至达30％以上，显著影响机组的出力和经济性。

专利文献201010197078.9公开的《一种仿生双连树形管束式凝汽器》，其特征在于：是一种布置在凝汽器中间管板上的换热管在所述中间管板上呈仿生双连树形布置的仿生双连树形管束式凝汽器，该凝汽器在所述中间管板面上存在距换热管束外轮廓线4倍于管中心距的假想分割线，以所述假想分割线和空冷挡汽板为界，将所述管板平面分为仿生双连树疏松树枝管束区、仿生双连树密集树枝管束区、渐缩空冷管束区和仿生双连树树干形中心抽汽区；在所述的仿生双连树形管束式凝汽器中，汽轮机排出的蒸汽从仿生双连树形管束的最外围换热管管间进入仿生双连树形管束，蒸汽在最外围管束的仿生双连树形管束区的仿生疏松树枝区被冷却而冷凝使得蒸汽流速迅速下降，然后在仿生双连树密集管束区继续被冷却而冷凝，再经仿生双连树树干形中心抽汽区收集，然后从渐缩空冷管束区的底部流向渐缩空冷管束区被进一步被冷却，最后剩余的少量汽气混合物经渐缩空冷管束区上部的抽空管道由真空泵抽出，使得凝汽器维持一定的真空度。专利文献201010197078.9基本克服了前述目前大型电站水冷式凝汽器管束布置的型式的不足。数值模拟和工业应用表明，专利文献201010197078.9所述大型电站水冷式凝汽器的换热性能不仅满足HEI标准要求，而且其换热系数要比按HEI标准计算的值高出10以上％。但专利文献201010197078.9(对比文献1)也在某些情况下存在一些不足，即该结构的抽空管道通常从凝汽器上部的喇叭形接颈处接出连接至抽真空设备，一方面其抽空管道长度相对于抽空管道从凝汽器下部接出的要长一些，因而抽空管道所产生的气阻相对较大，另一方面该结构的抽空管道中的汽气混合物由凝汽器上部的蒸汽再热，也一定程度上影响凝汽器的性能。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种管束汽流流场均匀无涡流、汽阻小、热负荷均匀、凝结水过冷度小、抽气无再热和抽空管比较短、凝汽器的传热系数较大的一种伞形空冷区的双仿生树形管束式凝汽器，以克服上述现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种伞形空冷区的双仿生树形管束式凝汽器，包括若干个换热管、端管板、中间管板、空冷挡汽板组件、抽空管道、壳体组件和水室。

凝汽器端管板上的换热管呈两个分隔开的仿生树形布置，构成双仿生树形管束；在所述双仿生树形管束的中下部设置有空冷挡汽板组件和两个渐缩空冷管束；所述空冷挡汽板组件和所述两个渐缩空冷管束、空冷连通孔或管以及抽空管道构成“伞”字形空冷管束组件。

所述双仿生树形管束左右对称，单独一侧的仿生树形管束的外轮廓线与一棵树的外形相像：具有形似的“树枝”的仿生树形管束区，以及形似“树干”的仿生树形抽汽区；所述的仿生树形管束区还分为仿生树疏松树枝管束区和仿生树密集树枝管束区，同一仿生树形管束区的仿生树疏松树枝管束区和仿生树密集树枝管束区的分界线为该管束内距所述换热管束外轮廓线4倍于管中心距的假想分割线，仿生树疏松树枝管束区位于所述假想分割线的外侧，仿生树密集树枝管束区位于所述假想分割线的内侧；仿生树形管束区内部的无换热管的区域即为所述的仿生树形抽汽区，仿生树形中心抽汽区分别相应连通仿生树密集管束区和渐缩空冷管束区的底部。

所述“伞”字形空冷管束组件，位于双仿生树形管束区的中下部；所述两个渐缩空冷管束区，即在一个端管板上布置的空冷管束为扇形或者称为渐缩形，位于所述仿生树形管束的仿生树的中下部；其中，所述空冷挡汽板组件的上部挡汽板为一个反“V”字形挡汽板，在反“V”字形挡汽板的顶部设置空冷连通孔或管，连通反“V”字形挡汽板的内部，所述空冷挡汽板组件的上部挡汽板一左一右倾斜布置，形似“伞”字的“撇”和“捺”，在所述两个渐缩空冷区管束之间设置两个竖挡汽板，形似“伞”字中间的一“竖”，所述两个竖挡汽板之间留有至少一个换热管管间距的空隙，所述空冷挡汽板组件的下部设置横挡汽板，形似“伞”字中间的一“横”，所述两个渐缩空冷区管束区分别被上部挡汽板、竖挡汽板以及横挡汽板包围，形似“伞”字中间的“两点”；两个渐缩空冷区管束区的上部通过空冷挡汽板组件的上部空隙和空冷连通孔或管相连通，两个渐缩空冷区管束区下部与双仿生树形管束的仿生树形中心抽汽区通过抽空管道连通，所述抽空管道与空冷挡汽板组件的下部横挡汽板或者中间竖挡汽板相连接并与空冷挡汽板组件上部内侧连通，所述抽空管道中与空冷挡汽板连接至向下走向的部分抽空管道形似“伞”字下部的“一竖”。

在所述的一种伞形空冷区的双仿生树形管束式凝汽器中，汽轮机排出的蒸汽从双仿生树形管束的最外围换热管管间进入双仿生树形管束，蒸汽在最外围管束的仿生树形管束区的仿生疏松树枝区被冷却而冷凝使得蒸汽流速迅速下降，然后在仿生树密集管束区继续被冷却而冷凝，再经仿生树树干形中心抽汽区收集，然后从所述“伞”字形空冷管束组件的两侧的下部流向渐缩空冷管束区被进一步被冷却，最后剩余的少量汽气混合物经渐缩空冷管束区上部的空冷连通孔/管再次汇集，然后在所述“伞”字形空冷管束组件的抽空管道中流向凝汽器的下部再次在后级抽空管道中汇集，然后抽空管道连出凝汽器最后抽真空设备抽出，使得凝汽器维持一定的真空度。

所述的渐缩空冷管束区的扇形角为30°。

所述的同一端管板上的两个仿生树形布置管束区的换热管最小中心间距ST的范围为4≤ST/A≤16，其中A为换热管中心距。

所述的同一端管板上的两个渐缩空冷管束区的换热管最小中心间距SA的范围为4≤SA/A≤16，其中，其中A为换热管中心距。

所述空冷连通孔或管是在中间管板上开孔或者在中间管板上焊接一个下部开孔的管道，所述空冷连通孔或管将所有管板间隔的渐缩空冷管束区的尾部连通。

所述抽空管道位于所述两个渐缩空冷管束区中间的下部，是将空冷管束冷凝和冷却的汽气混合物抽出，所述抽空管道分多级，直接与空冷管束区连接为一级，几个一级抽空管道汇集后为二级，依次类推，最后一级抽空管道与抽真空设备连接。

本发明具有以下优点：

凝汽器管束汽流流场均匀无涡流、汽阻小、热负荷均匀、凝结水过冷度小、抽气无再热和抽空管比较短、凝汽器的传热系数较大的优点，凝汽器换热系数可比按HEI计算值高10％以上，其机组节能效果明显。

附图说明

图1是本发明的实施例一凝汽器结构示意图；

图2是本发明的实施例一的凝汽器左视结构示意图；

图3是本发明的实施例一的凝汽器三维结构剖视示意图(半侧)；

图4是本发明的实施例一的凝汽器中间剖面结构示意图；

图5是本发明的实施例一的凝汽器中间剖面结构示意图(半侧)；

图6是图5的局部结构示意图；

图7是图6的三维结构剖视示意图；

图8是对比文献1的凝汽器中间剖面结构示意图(半侧)；

图9是本发明的实施例二的凝汽器中间剖面结构示意图(半侧)；

图10是本发明的实施例三的凝汽器中间剖面结构示意图(半侧)；

图11是图10的局部结构示意图。

图中标号：

1-凝汽器水室；2-凝汽器端管板；3-中间管板；4-换热管；5-凝汽器壳体组件；6-抽空管道；7-空冷挡汽板组件；8-凝汽器与汽轮机的连接部件，9-凝汽器换热管外轮廓线；10-假想分割线；11-空冷连通孔；12-空冷连通管；401-第一主冷却管束；402-第二主冷却管束；403-第一渐缩空冷管束；404-第二渐缩空冷管束；701-上部挡汽板；702-竖挡汽板；703-横挡汽板。

具体实施方式

本发明提供了一种伞形空冷区的双仿生树形管束式凝汽器，下面结合附图及实施例对本发明进行详细的描述。

实施例一：

图1是本发明的实施例一凝汽器结构示意图。图2是本发明的实施例一的凝汽器左视结构示意图，在图2中，右前水室被拆卸掉以示其凝汽器端管板的换热管的布置。图3是本发明的实施例一的凝汽器三维结构剖视示意图(半侧)。

在图1、图2和图3中，凝汽器水室1分为前水室和后水室，各有2件，凝汽器端管板2分为前端管板和后端管板，各有2件，中间管板3分两侧对称布置，每侧11件，中间管板3共有2×11＝22件，若干个换热管4(本实施例一共有18616根换热管，在图1和图3中只示意画出2根换热管)，凝汽器与汽轮机的连接部件8又称为接颈，凝汽器换热管外轮廓线9呈仿生树形布置，即为凝汽器呈仿生树形布置的一组/一束换热管的外围换热管中心在管板面上的连线，该组/束在管板面上呈仿生树形布置的换热管称为仿生树形管束。换热管4穿过中间管板3的管孔与两凝汽器端管板2连接，换热管4与两凝汽器端管板2的连接可以是涨接或者焊接或者涨接加焊接。空冷挡汽板组件7分别与其两端的管板连接，抽空管道6与空冷挡汽板组件7连接并与空冷挡汽板组件7上部内侧连通，一般采用焊接的方法连接。

本实施例一共有18616根换热管，分左右对称的两组。在图2中，只画出了右边的1个端管板以及端管板上换热管的布置图，每个端管板上共布置有9308根换热管，其中，第一主冷却管束401为一个仿生树形布置管束，设为M1区，共4311根换热管，第二主冷却管束402为另一个仿生树形布置管束，设为M2区，共4311根换热管，第一渐缩空冷管束403设为A1区，共343根换热管，第二渐缩空冷管束404设为A2区，共343根换热管。上述所述的“仿生树形布置管束”，即为凝汽器的主冷却管束，该管束的换热管在管板上的布置的外围换热管中心连线(或者称为管束中心外轮廓线)与一棵树的外形相像，具有形似的“树枝”(即M1区和M2区，为仿生树形管束区)和“树干”(即D1区和D2区，为仿生树形抽汽区)。

在图2中，第一主冷却管束401和第二主冷却管束402是分隔开的，其换热管最小中心间距为ST，ST/A＝7，一般要求ST/A≥4，以便设置“伞”字形的空冷管束的空冷挡汽板组件；第一渐缩空冷管束区403和第二渐缩空冷管束区404是分隔开的，其换热管最小中心间距为SA，SA/A＝6，一般要求SA/A≥4，以便设置向下的抽空管道，其中A为换热管中心距。所述的“伞”字形空冷管束，是指空冷挡汽板组件7、两个渐缩空冷区管束以及抽空管道6等组成一个形似“伞”字形。

图4是本发明的实施例一的凝汽器中间剖面结构示意图，图5是本发明的实施例一的凝汽器中间剖面结构示意图(半侧)，图6是图5的局部结构示意图，图7是图6的三维结构剖视示意图。若干个换热管4在凝汽器中间截面分左右对称的两组，每组换热管在管板上的布置呈2个相邻且分隔开的仿生树形布置(主冷却区)和2个锐角扇形布置(空冷区)。凝汽器内管束之外的区域为蒸汽自由流动区即F区。空冷连通孔11是在中间管板上的开孔，其目的是将空冷区的末端连通，以便采用较少的抽空管道，本实施例半侧具有2个一级抽空管道，两侧的4个一级抽空管道在凝汽器的中间下部汇集成二级抽空管道后抽出。所述抽空管道分多级，直接与空冷管束区连接为一级，几个一级抽空管道汇集后为二级，依次类推，最后一级抽空管道与抽真空设备连接，将空冷管束冷凝和冷却的汽气混合物抽出。

在图5中，所述的仿生树形管束区还分为仿生树疏松树枝管束区和仿生树密集树枝管束区，同一仿生树形管束区的仿生树疏松树枝管束区和仿生树密集树枝管束区的分界线为该管束内距所述换热管束外轮廓线4倍于管中心距的假想分割线10，仿生树疏松树枝管束区位于所述假想分割线的外侧，仿生树密集管束区位于所述假想分割线的内侧，仿生树形管束区内部的无换热管的区域即为所述的仿生树形抽汽区，仿生树形中心抽汽区分别相应连通仿生树密集管束区和渐缩空冷管束区的底部。

在图6中，α为扇形布置的空冷管束的扇形角，本实施例的α＝30°，一般空冷管束的扇形角α平均值的范围为15°-60°，但α＝30°为最佳选择。

在图4、图5、图6和图7中，空冷挡汽板组件和两个渐缩空冷区管束以及抽空管道组成一个“伞”字形，其中，“伞”字形的上部挡汽板701为一个反“V”字形挡汽板，形似“伞”字的“撇”和“捺”，两个竖挡汽板702，形似“伞”字中间的一“竖”，两个竖挡汽板702之间留有一定的空隙，一般不小于一个换热管管间距，横挡汽板703形似“伞”字中间的一“横”，两个渐缩空冷区管束区形似“伞”字中间的“两点”，两个渐缩空冷区管束区通过“伞”字形的上部空隙和空冷连通孔11相连通，抽空管道6中与空冷挡汽板连接至向下走向的部分抽空管道形似“伞”字下部的“一竖”。空冷挡汽板组件7、两个渐缩空冷区管束和空冷连通孔11以及抽空管道6组成一个“伞”字形空冷管束组件。“伞”字形空冷管束组件位于两个仿生树形布置管束区之间的中下部，其目的是将收集经主冷却管束冷凝和冷却后含有大量空气的乏汽，在渐缩空冷管束继续冷凝和冷却，然后经抽空管道由抽真空设备抽出，建立与维持一定的真空。所述空冷连通孔，位于所述渐缩空冷管束区的上部，是在中间管板上开孔，其主要目的将所有管板间隔的渐缩空冷管束区的尾部连通；也可以在中间管板上焊接一个下部开孔的管道，则称之为空冷连通管，其主要目的将所有管板间隔的渐缩空冷管束区的尾部连通。

在图4、图5、图6和图7中，ST为同一端管板上的两个相邻且分隔开的第一主冷却管束401与第二主冷却管束402的换热管最小中心间距，ST/A＝7，一般要求ST/A≥4，以便设置“伞”字形的空冷管束的空冷挡汽板组件；SA为同一端管板上的两个相邻且分隔开的第一渐缩空冷管束区403和第二渐缩空冷管束区404的换热管最小中心间距，SA/A＝6，一般要求SA/A≥4，以便设置向下的抽空管道。一般ST和SA也不应该太大，以便结构不够紧凑，一般ST/A≤16以及SA/A≤16。

在图4、图5、图6和图7中，箭头所示方向为蒸汽以及蒸汽冷却后剩余的汽气混合物的流动方向。当汽轮机排汽经接颈进入凝汽器壳体内后，蒸汽从仿生树形管束的最外围换热管管间进入仿生树形管束，也就是管束主冷却区(M1区和M2区)，蒸汽在最外围管束的4排换热管区域内即仿生树形管束区的仿生疏松树枝区区域内被冷却而冷凝使得蒸汽流速迅速下降，然后在仿生树形管束区的仿生树密集管束区继续被冷却而冷凝，再经中心抽汽区即仿生树形管束的仿生树的树干形抽汽区汇集(D1区和D2区)，然后分别流向各自的渐缩空冷区(A1区和A2区)进一步被冷却，最后汽气混合物(通常只有凝汽器进口蒸汽量的0.01％-0.03％左右)经抽空管道6由抽真空设备抽出，使得凝汽器维持一定的真空度。由于仿生树形管束区的外轮廓长度是普通管束的3-6倍，蒸汽进入仿生树形管束的汽阻是普通不漏汽管束的30％-50％，仿生树形管束的壳侧汽阻明显小于普通管束的壳侧汽阻。同时，抽空管道6是由凝汽器换热管管束的下部抽出，避免了类似对比文献1的抽空管道从凝汽器换热管管束的上部抽出所可能产生的抽空管道过长和抽空管道的汽气混合物再热的问题。这种结构的抽空管道6也可以凝汽器底部转至凝汽器上部在抽出，但其再热的问题也不是很明显。

图8是对比文献1的凝汽器中间剖面结构示意图(半侧)。在图8中，M0为仿生双连树形管束的主冷却管束，D0为仿生双连树形管束的仿生树的树干形抽汽区，A0为一个渐缩空冷管束区。对比文献1的“一种仿生双连树形管束式凝汽器”，其特征在于：是一种布置在凝汽器中间管板上的换热管在所述中间管板上呈仿生双连树形布置的仿生双连树形管束式凝汽器，该凝汽器在所述中间管板面上存在距换热管束外轮廓线4倍于管中心距的假想分割线，以所述假想分割线和空冷挡汽板为界，将所述管板平面分为仿生双连树疏松树枝管束区、仿生双连树密集树枝管束区、渐缩空冷管束区和仿生双连树树干形中心抽汽区；在所述的仿生双连树形管束式凝汽器中，汽轮机排出的蒸汽从仿生双连树形管束的最外围换热管管间进入仿生双连树形管束，蒸汽在最外围管束的仿生双连树形管束区的仿生疏松树枝区被冷却而冷凝使得蒸汽流速迅速下降，然后在仿生双连树密集管束区继续被冷却而冷凝，再经仿生双连树树干形中心抽汽区收集，然后从渐缩空冷管束区的底部流向渐缩空冷管束区被进一步被冷却，最后剩余的少量汽气混合物经渐缩空冷管束区上部的抽空管道由抽真空设备抽出，使得凝汽器维持一定的真空度。对比文献1的“一种仿生双连树形管束式凝汽器”，其凝汽器管束为仿生双连树形管束，即两个连接在一起的仿生树形管束，两个连接在一起的仿生树形管束共用一个渐缩空冷管束，其抽空管道位于渐缩空冷管束的上部，通常多个抽空管道将在凝汽器的上部汇集然后从凝汽器上部接颈处接出，因而，该结构存在抽空管道比较长和抽空管道中汽气混合物再热的不足。

本专利的实施例一的每一个仿生树形管束为分隔开的，在同一管板上的相邻两个仿生树形管束之间存在一定的间距，而紧相邻两个仿生树形管束的空冷管束也是分隔开的，其相邻两个空冷管束之间也存在一定的间距，凝汽器进口的蒸汽经紧相邻的两个仿生树形管束和空冷管束的换热管冷却后由空冷挡汽板组件和抽空管道流经凝汽器底部汇集后抽出，其空冷挡汽板组件、两个渐缩空冷管束和抽空管道等构成“伞”字形。本专利的一种“伞”字形空冷管束和分离的双仿生树形管束结构，克服了对比文献1的不足，其性能更佳，但结构通常不如对比文献1紧凑。

实施例二：

图9是本发明的实施例二的凝汽器中间剖面结构示意图(半侧)。在图9中，本实施例的半侧凝汽器的管束为对称布置的一种伞形空冷区的双仿生树形管束，每个仿生树形管束(独立的主冷管束单元)由5575根换热管组成，每个相邻的渐缩空冷区管束(独立的空冷管束单元)由391根换热管组成，本实施例的半侧凝汽器的管束布置共有11932根换热管，本实施例的凝汽器共有23864根换热管。

在图9中，空冷挡汽板组件7和两个渐缩空冷区管束(A1和A2)以及抽空管道6组成一个“伞”字形，与实施例一中稍有不同的是，两个竖挡汽板702和抽空管道6共同组成“伞”字中间的一“竖”。在图9中，抽空管道6的上部为“T”字形接管将其两侧的竖挡汽板702连通。本实施例二的上部蒸汽可以在两个竖挡汽板702之间的空隙通过达到凝汽器管束下部。

第一主冷却管束401与第二主冷却管束402是分隔开的，其换热管最小中心间距为ST，ST/A＝12，一般要求ST/A≥4，以便设置“伞”字形的空冷管束的空冷挡汽板组件；第一渐缩空冷管束区403和第二渐缩空冷管束区404是分隔开的，其换热管最小中心间距为SA，SA/A＝13，一般要求SA/A≥4，以便设置向下的抽空管道，其中A为换热管中心距。

实施例二与实施例一的主要不同之处是，实施例二的凝汽器壳体组件5明显宽于实施例一的凝汽器壳体组件，实施例二的双仿生树形管束之间的间距要明显大于实施例一的，因此，实施例二的伞形渐缩空冷区管束区中间留有一定的间距使得凝汽器上部的蒸汽可以从双仿生树形管束和伞形渐缩空冷区管束之间的空隙通过达到凝汽器管束下部。实施例一的结构更为紧凑，实施例二在某些情况下可以进一步减少冷凝水的过冷度。

实施例三：

图10是本发明的实施例三的凝汽器中间剖面结构示意图(半侧)，图11是图10的局部结构示意图。

在图10和图11中，空冷挡汽板组件7、空冷连通管12和两个渐缩空冷区管束以及抽空管道6组成一个“伞”字形，其中，上部挡汽板701和空冷连通管12，形似“伞”字的“撇”和“捺”，竖挡汽板702和抽空管道6形似“伞”字中间的一“竖”，两个竖挡汽板702之间留有一定的空隙，703为“伞”字形的横挡汽板，形似“伞”字中间的一“横”，两个渐缩空冷区管束区形似“伞”字中间的“两点”，两个渐缩空冷区管束区通过“伞”字形的上部空隙和空冷连通管连通。在图10和图11中，上部挡汽板由两个斜挡汽板和开孔的空冷连通管12组成，空冷连通管12连通全部渐缩空冷区管束区的后端，以便经渐缩空冷区管束区冷凝和冷却后的汽气混合物由抽通管6抽出。本实施例的空冷连通管12设置在“伞”字形空冷区的顶部，也可设置在在“伞”字形空冷区的两个竖挡汽板702之间或者两个竖挡汽板702的下部。

实施例三与实施例一的主要不同之处是，实施例一的“伞”字形空冷管束组件是由空冷挡汽板组件7、两个渐缩空冷区管束和空冷连通孔11以及抽空管道6组成；而实施例三的“伞”字形空冷管束组件是由空冷挡汽板组件7、两个渐缩空冷区管束和空冷连通管12以及抽空管道6组成。实施例三与实施例一的主要不同只是“伞”字形空冷管束组件的局部结构的不同。

Claims (6)

1.一种伞形空冷区的双仿生树形管束式凝汽器，包括若干个换热管、端管板、中间管板、空冷挡汽板组件、抽空管道、壳体组件和水室，其特征在于：

凝汽器端管板上的换热管呈两个分隔开的仿生树形布置，构成双仿生树形管束；在所述双仿生树形管束的中下部设置有空冷挡汽板组件和两个渐缩空冷管束；所述空冷挡汽板组件和所述两个渐缩空冷管束、空冷连通孔或管以及抽空管道构成“伞”字形空冷管束组件；

所述双仿生树形管束左右对称，单独一侧的仿生树形管束的外轮廓线与一棵树的外形相像：具有形似的“树枝”的仿生树形管束区，以及形似“树干”的仿生树形抽汽区；所述的仿生树形管束区还分为仿生树疏松树枝管束区和仿生树密集树枝管束区，同一仿生树形管束区的仿生树疏松树枝管束区和仿生树密集树枝管束区的分界线为该管束内距所述换热管束外轮廓线4倍于管中心距的假想分割线，仿生树疏松树枝管束区位于所述假想分割线的外侧，仿生树密集树枝管束区位于所述假想分割线的内侧；仿生树形管束区内部的无换热管的区域即为所述的仿生树形抽汽区，仿生树形中心抽汽区分别相应连通仿生树密集管束区和渐缩空冷管束区的底部；

所述“伞”字形空冷管束组件，位于双仿生树形管束区的中下部；所述两个渐缩空冷管束区，即在一个端管板上布置的空冷管束为扇形或者称为渐缩形，位于所述仿生树形管束的仿生树的中下部；其中，所述空冷挡汽板组件的上部挡汽板为一个反“V”字形挡汽板，在反“V”字形挡汽板的顶部设置空冷连通孔或管，连通反“V”字形挡汽板的内部，所述空冷挡汽板组件的上部挡汽板一左一右倾斜布置，形似“伞”字的“撇”和“捺”，在所述两个渐缩空冷区管束之间设置两个竖挡汽板，形似“伞”字中间的一“竖”，所述两个竖挡汽板之间留有至少一个换热管管间距的空隙，所述空冷挡汽板组件的下部设置横挡汽板，形似“伞”字中间的一“横”，所述两个渐缩空冷区管束区分别被上部挡汽板、竖挡汽板以及横挡汽板包围，形似“伞”字中间的“两点”；两个渐缩空冷区管束区的上部通过空冷挡汽板组件的上部空隙和空冷连通孔或管相连通，两个渐缩空冷区管束区下部与双仿生树形管束的仿生树形中心抽汽区通过抽空管道连通，所述抽空管道与空冷挡汽板组件的下部横挡汽板或者中间竖挡汽板相连接并与空冷挡汽板组件上部内侧连通，所述抽空管道中与空冷挡汽板连接至向下走向的部分抽空管道形似“伞”字下部的“一竖”；

在所述的一种伞形空冷区的双仿生树形管束式凝汽器中，汽轮机排出的蒸汽从双仿生树形管束的最外围换热管管间进入双仿生树形管束，蒸汽在最外围管束的仿生树形管束区的仿生疏松树枝区被冷却而冷凝使得蒸汽流速迅速下降，然后在仿生树密集管束区继续被冷却而冷凝，再经仿生树树干形中心抽汽区收集，然后从所述“伞”字形空冷管束组件的两侧的下部流向渐缩空冷管束区被进一步被冷却，最后剩余的少量汽气混合物经渐缩空冷管束区上部的空冷连通孔/管再次汇集，然后在所述“伞”字形空冷管束组件的抽空管道中流向凝汽器的下部再次在后级抽空管道中汇集，然后抽空管道连出凝汽器最后抽真空设备抽出，使得凝汽器维持一定的真空度。

2.根据权利要求1所述的一种伞形空冷区的双仿生树形管束式凝汽器，其特征在于：所述的渐缩空冷管束区的扇形角为30°。

3.根据权利要求1所述的一种伞形空冷区的双仿生树形管束式凝汽器，其特征在于：所述的同一端管板上的两个仿生树形布置管束区的换热管最小中心间距ST的范围为4≤ST/A≤16，其中A为换热管中心距。

4.根据权利要求1所述的一种伞形空冷区的双仿生树形管束式凝汽器，其特征在于：所述的同一端管板上的两个渐缩空冷管束区的换热管最小中心间距SA的范围为4≤SA/A≤16，其中，其中A为换热管中心距。

5.根据权利要求1所述的一种伞形空冷区的双仿生树形管束式凝汽器，其特征在于：所述空冷连通孔或管是在中间管板上开孔或者在中间管板上焊接一个下部开孔的管道，所述空冷连通孔或管将所有管板间隔的渐缩空冷管束区的尾部连通。

6.根据权利要求1所述的一种伞形空冷区的双仿生树形管束式凝汽器，其特征在于：所述抽空管道位于所述两个渐缩空冷管束区中间的下部，是将空冷管束冷凝和冷却的汽气混合物抽出，所述抽空管道分多级，直接与空冷管束区连接为一级，几个一级抽空管道汇集后为二级，依次类推，最后一级抽空管道与抽真空设备连接。

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