CN103075894B - 一种用于直接空冷凝汽器冬季防冻的排汽管道结构 - Google Patents

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Abstract

一种用于直接空冷凝汽器冬季防冻的排汽管道结构属于能源动力技术领域。每组凝汽器单元分为左右倾斜布置的两片；奇数组的凝汽器单元中，顺流单元和逆流单元间隔布置；自每根上升管引出一根与上升管垂直、与蒸汽分配管平行的蒸汽引出管道，自每根蒸汽引出管道上引出支管路分别与凝汽器单元的逆流单元部分的凝结水汇集管道连接，且蒸汽引出管道在垂直方向上高于凝结水汇集管道。该结构在不大幅度改变现有系统的基础上，由直接空冷凝汽器分配管中引出部分蒸汽用于改善空冷凝汽单元的分配特性，预防与抑制空冷单元蒸汽侧流道的大面积冻结，在凝结水汇集管道冻结时起到迅速解冻的作用，同时维持空冷机组在低背压下安全运行，提高经济性。

Description

一种用于直接空冷凝汽器冬季防冻的排汽管道结构
技术领域
本发明属于能源动力技术领域，特别涉及一种用于直接空冷凝汽器冬季防冻的排汽管道结构。
背景技术
空冷技术作为我国北方富煤缺水地区发展大规模、高参数燃煤发电机组的关键技术，在国家相关政策的大力支持下，得到了迅速的发展。直接空冷凝汽器采用空气代替水作为冷却介质对汽轮机排汽进行冷却。由于空气密度低、比热小、导热系数低，导致空冷凝汽器面积庞大，空冷单元数量众多，运行时极易受到外部环境因素的影响。大量的工程实际表明，当环境温度低于摄氏0度时，空冷单元的蒸汽侧流道内极易发生冻结，造成空冷翅片管束的损坏，影响空冷电站的安全运行。目前，为避免上述情况，现役机组通常采取高背压运行方式，这种运行方式降低了机组运行的经济性，严重影响发电企业的经济效益。
空冷凝汽器冻结机理研究表明：冬季运行时，凝结水箱内温度较低的凝结水容易冻结，凝结水冻结后，在凝结水箱内形成冻结区，堵塞凝结水排出的通道，大量凝结水聚集在凝结水箱及凝汽器散热管束内，引起冻结面积的不断扩大，直至充满整个凝汽器。因此，解决空冷凝汽器冻结问题的根本措施之一就是防止凝结水箱内凝结水的冻结。为此，在空冷汽轮机排汽管道的各上升段引出部分排汽，引入空冷凝汽器的凝结水箱，使引入的汽轮机排汽加热凝结水，防止凝结水的冻结，从而有较解决空冷凝汽器冬季运行时的冻结问题，同时在空冷凝汽器凝结水箱冻结时起到迅速解冻的作用。
发明内容
本发明针对直接空冷凝汽器在冬季严寒条件下易发生蒸汽侧流道冻结的缺陷，提出了一种用于直接空冷凝汽器冬季防冻的排汽管道结构。
本发明采用的技术方案为：
汽轮机排汽管通过多根并行的上升管与空冷凝汽器各列的蒸汽分配管连接，每根蒸汽分配管上并排连接奇数组凝汽器单元，各组凝汽器单元的下端通过凝结水汇集管道连接；每组凝汽器单元分为左右倾斜布置的两片，构成倒“V”型结构；奇数组的凝汽器单元中，顺流单元和逆流单元间隔布置，且两端为顺流单元；自每根上升管引出一根与上升管垂直、与蒸汽分配管平行的蒸汽引出管道，自每根蒸汽引出管道上引出支管路分别与凝汽器单元的逆流单元部分的凝结水汇集管道连接，且蒸汽引出管道在垂直方向上高于凝结水汇集管道。
所述蒸汽引出管道的支管路与凝结水汇集管道之间的夹角为45°。
所述蒸汽引出管道与凝结水汇集管道间水平距离为1m-1.5m。
所述蒸汽引出管道上设置蒸汽逆止阀，以防止蒸汽逆流。
所述蒸汽引出管道及其支管路的外壁铺设保温材料，避免管道自身的冻结。
所述蒸汽引出管道的引入端和引出端分别设置隔离阀门，用于该段管道退出系统运行、检修及投运预暖时使用。且在两个隔离阀门之间设置疏水管道，在退出运行及预暖时使用，可与定期排污扩容器连接使用。
所述蒸汽引出管道的管径为上升管管径的5%-10%。
本发明的有益效果为：
该结构在不大幅度改变现有系统的基础上，由直接空冷凝汽器分配管中引出部分蒸汽用于改善空冷凝汽单元的分配特性，预防与抑制空冷单元蒸汽侧流道的大面积冻结，在空冷凝汽器凝结水箱冻结时起到迅速解冻的作用，同时维持空冷机组在低背压下安全运行，提高机组经济性。
特别是针对直接空冷单元在冬季严寒气候条件下运行时，空冷单元内部发生冻结，严重影响机组运行安全的问题，该结构能够有效预防空冷单元内部的冻结现象，且有效降低机组运行背压。
附图说明
图1为所述排汽管道结构的横向连接示意图；
图2为所述排汽管道结构的纵向连接示意图；
图3为蒸汽引出管道的支管路与凝结水汇集管道连接关系示意图。
图中标号：
1-上升管；2-凝结水汇集管道；3-凝汽器单元；4-蒸汽引出管道，5-疏水管道；6-汽轮机排汽管；7-蒸汽分配管。
具体实施方式
本发明提供了一种用于直接空冷凝汽器冬季防冻的排汽管道结构，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
如图1和图2所示，为某300MW直接空冷机组的汽轮机排汽管道示意图。汽轮机排汽管6通过6根并行的上升管1与空冷凝汽器各列的蒸汽分配管7连接，每根蒸汽分配管7上并排连接5组凝汽器单元3，各组凝汽器单元3的下端通过凝结水汇集管道2连接；每组凝汽器单元3分为左右倾斜布置的两片，构成倒“V”型结构；5组的凝汽器单元3中，顺流单元和逆流单元间隔布置，且两端为顺流单元，区域A和B分别为逆流单元的顺流和逆流区域；自每根上升管1引出一根与上升管1垂直、与蒸汽分配管7平行的蒸汽引出管道4，自每根蒸汽引出管道4上引出支管路分别与凝汽器单元3的逆流单元部分的凝结水汇集管道2连接，且蒸汽引出管道4在垂直方向上高于凝结水汇集管道2，利用蒸汽压差将蒸汽引出管道4内蒸汽均匀喷入凝结水汇集管道2，与凝结水汇集管道2内凝结水混合凝结，维持凝结水温度。
如图3所示，蒸汽引出管道4的支管路与凝结水汇集管道2之间的夹角为45°；蒸汽引出管道4与凝结水汇集管道2间水平距离为1m-1.5m。
为防止蒸汽逆流，蒸汽引出管道4上设置蒸汽逆止阀。为避免管道自身的冻结，蒸汽引出管道4及其支管路的外壁铺设保温材料，保温层的厚度及材质选取应根据当地年平均气温确定。蒸汽引出管道4的引入端和引出端分别设置隔离阀门，用于该段管道退出系统运行、检修及投运预暖时使用。在两个隔离阀门之间设置疏水管道5，在退出运行及预暖时使用，可与定期排污扩容器连接使用。
蒸汽引出管道4的管径应根据机组THA工况下，空冷单元内部流量的分配特性进行考虑，取管径为上升管1管径的5%-10%。
在冬季严寒时期开启该装置使管道系统投入运行，有效防止空冷单元蒸汽流道的冻结，在空冷凝汽器凝结水箱冻结时迅速解冻，同时可允许空冷机组运行在相对较低的背压下，确保机组安全运行的同时，提高经济性。

Claims (7)

1.一种用于直接空冷凝汽器冬季防冻的排汽管道结构，汽轮机排汽管(6)通过多根并行的上升管(1)与空冷凝汽器各列的蒸汽分配管(7)连接，每根蒸汽分配管(7)上并排连接奇数组凝汽器单元(3)，各组凝汽器单元(3)的下端通过凝结水汇集管道(2)连接；每组凝汽器单元(3)分为左右倾斜布置的两片，构成倒“V”型结构；奇数组的凝汽器单元(3)中，顺流单元和逆流单元间隔布置，且两端为顺流单元；其特征在于，
自每根上升管(1)引出一根与上升管(1)垂直、与蒸汽分配管(7)平行的蒸汽引出管道(4)，自每根蒸汽引出管道(4)上引出支管路分别与凝汽器单元(3)的逆流单元部分的凝结水汇集管道(2)连接，且蒸汽引出管道(4)在垂直方向上高于凝结水汇集管道(2)。
2.根据权利要求1所述的一种用于直接空冷凝汽器冬季防冻的排汽管道结构，其特征在于，所述蒸汽引出管道(4)的支管路与凝结水汇集管道(2)之间的夹角为45°。
3.根据权利要求1所述的一种用于直接空冷凝汽器冬季防冻的排汽管道结构，其特征在于，所述蒸汽引出管道(4)与凝结水汇集管道(2)间水平距离为1m-1.5m。
4.根据权利要求1所述的一种用于直接空冷凝汽器冬季防冻的排汽管道结构，其特征在于，所述蒸汽引出管道(4)上设置蒸汽逆止阀。
5.根据权利要求1所述的一种用于直接空冷凝汽器冬季防冻的排汽管道结构，其特征在于，所述蒸汽引出管道(4)及其支管路的外壁铺设保温材料。
6.根据权利要求1所述的一种用于直接空冷凝汽器冬季防冻的排汽管道结构，其特征在于，所述蒸汽引出管道(4)的引入端和引出端分别设置隔离阀门，且在两个隔离阀门之间设置疏水管道(5)。
7.根据权利要求1所述的一种用于直接空冷凝汽器冬季防冻的排汽管道结构，其特征在于，所述蒸汽引出管道(4)的管径为上升管(1)管径的5％-10％。
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