CN104154774A - 一种可自动排气的凝汽器循环水系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可自动排气的电厂凝汽器循环水系统，该系统包括至少一个水封罐10、至少一个位于水封罐内的低水位开关9、至少各一根连通管7、补水管14、排气管11、逸气管17与分别位于上述管道上的第一阀门8、第二阀门12、第三阀门15和第四阀门16、以及一台补水泵13。水封罐底部通过连通管7与凝汽器出水室6相连；水封罐顶部与排气管11相连；水封罐上部与补水管13相连；逸气管一端与凝汽器出水室6相连，另一端与水封罐上部气空间相连。低水位开关9信号根据需要控制各阀门的开启和关闭。本发明彻底解决了目前电厂循环水系统气体集聚在凝汽器出水室上方破坏凝汽器虹吸作用的问题。

Description

一种可自动排气的凝汽器循环水系统

技术领域

本发明属于发电设备冷却技术领域，尤其涉及一种电厂可自动排气的凝汽器循环水系统。

背景技术

电厂凝汽器循环水系统是用大量循环水将汽轮机排汽凝结成水，维持规定的凝汽器真空，提高循环发电效率。循环水系统工作正常与否，对电厂经济性影响较大。目前用于电厂的循环水系统进出管道，基本上都采用地下埋管，而凝汽器及其水室在地面以上。尤其是以海水冷却为代表的开式循环水系统，凝汽器通常都高于循环水进出口水面。凝汽器在循环水进出口管道间构成虹吸管，产生虹吸作用，可以有效地降低循环水泵扬程和耗电。在开式循环水水系统实际运行中，由于凝汽器出水室处于负压状态，循环水中溶解和夹带的气体在处于负压状态的凝汽器出水室中很容易逸出并聚集在水室上方，不能及时顺利地排出，最终越积越多，出水管内不再充满水，凝汽器的虹吸作用被破坏。如此一来，循环水泵不仅要克服整个循环水系统的管道阻力，还要克服凝汽器高度水柱带来的压力，消耗的电功率明显增加。对于以海水为介质的循环水系统，潮汐的变化也直接影响循环水泵功率的增加。

同时，循环水泵扬程的增加也必然导致流量的下降，汽轮机排汽压力上升，经济性下降。

凝汽器水室中积聚空气的另一个不利影响在于胶球清洗的收球率，进而导致凝汽器管束清洗不彻底，传热性能差，最终也会使机组排汽压力升高、经济性下降。

部分电厂为将凝汽器循环水系统中积聚的气体排出，不得不关小循环水出口管道的阀门以保持循环水系统处于正压状态，但该方法实际上增加了循环水系统的管道阻力损失，直接后果仍然是循环水泵耗电量的增加和循环水流量的减少，最终结果都是全厂经济性下降。

也有部分电厂定期关小循环水管道出口阀门排气，待凝汽器虹吸作用建立后再全开循环水管道出口阀门，以减少阻力损失和循环水泵耗电。但该操作方法存在两个问题，一是无法始终保持凝汽器虹吸作用，且无法监视虹吸作用是否被破坏；二是循环水管道出口阀门容易损坏。

因此提出一种不消耗任何能源与动力的凝汽器循环水自动排气方法和系统，具有十分重要的意义和广阔的市场前景。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种不消耗任何外部能源与动力的可自动排气的电厂凝汽器循环水系统，彻底解决了目前电厂凝汽器循环水系统尤其是开式循环水系统空气积聚、破坏凝汽器虹吸作用进而影响循环水泵功率和机组经济性的问题。

本发明的可自动排气的电厂凝汽器循环水系统，该系统包括凝汽器1、凝汽器进水室2、循环水泵3、循环水进水管4、凝汽器出水室6、循环水出水管5和自动排气系统。所述自动排气系统包括至少一个水封罐10、至少一个位于水封罐10内的低水位开关9、与水封罐10相连的连通管7、补水管14、排气管11、逸气管17至少各一根以及第一阀门8、第二阀门12、第三阀门15和第四阀门16。所述水封罐10内部装有水，水位不低于低水位开关9安装位置。水封罐10底部通过连通管7与凝汽器出水室6上部相连，连通管7上装有第一阀门8；水封罐10顶部与排气管11相连，排气管11上装有第二阀门12；水封罐10上部与补水管14相连，补水管14上装有补水泵13及第三阀门15；逸气管17一端与凝汽器出水室6上部相连，另一端与水封罐10上部气空间相连，逸气管17上装有第四阀门16。所述低水位开关9位于水封罐10内接近底部位置，其信号分别送至第一阀门8、第二阀门12、第三阀门15和第四阀门16，控制各阀门的开启和关闭。所述水封罐10位置高于连通管7和凝汽器出水室6。

本发明中，通常情况下，位于排气管11上的第二阀门12和补水管14上的第三阀门15关闭，位于连通管7上的第一阀门8和逸气管17上的第四阀门16开启，集聚在凝汽器出水室6上方的循环水系统中的气体自动通过逸气管17和第四阀门16进入水封罐10内，汇集在水封罐10上部，循环水中气体自动排出且不消耗任何能源动力；同时水封罐10中的循环水在重力作用下经连通管7和第一阀门8进入凝汽器出水室6，确保凝汽器出水室6充满水，保持凝汽器的虹吸作用。随着通过逸气管17进入水封罐10的气体增多，水封罐10中越来越多的水通过连通管7进入凝汽器出水室6，水封罐10内水位下降，直至触动低水位开关9发出信号，关闭第一阀门8和第四阀门16，同时打开第二阀门12和第三阀门15，启动补水泵13对水封罐10补水，随着水封罐10水位的升高，水封罐10上部气体经过排气管11和第二阀门12排出到大气中。当水位升高至一定高度后，关闭第二阀门12和第三阀门15，停止补水泵13，并开启第一阀门8和第四阀门16，水封罐10与凝汽器出水室6间通过连通管7和逸气管17相通，恢复至自动排气状态。

进一步的，所述的电厂凝汽器循环水自动排气系统，凝汽器出水室6中气体依靠自身与循环水的密度差，自动向上溢出到水封罐10上部气空间，不消耗任何外部能源与动力。

进一步的，在自动排气过程中，第二阀门12和第三阀门15关闭，第一阀门（8）和第四阀门（16）开启，水封罐（10）与凝汽器出水室（6）构成相通的密闭空间。

进一步的，当补水压力足够高、可以自动流入水封罐10内时，自动排气系统的补水泵13可以取消。

进一步的，当连通管7与第一阀门8直径足够大时，联通管7内可实现气水逆向流动，凝汽器出水室6中的气体可直接通过连通管7和第一阀门8进入水封罐，此时逸气管17和第四阀门16可以取消。

进一步的，所述的自动排气系统，可以与凝汽器任意水室相连接，而非局限于凝汽器出水室6。

有益效果：

本发明的有益效果：综上所述，本系统具有结构简单、自动化程度高、无需消耗外部能源动力的特点，彻底解决了气体集聚破坏凝汽器虹吸作用的问题，降低循环水泵耗电，提高整个机组的经济性。

附图说明

图1是本发明提出的可自动排气的非能动电厂凝汽器循环水系统示意图；

1-凝汽器；2-凝汽器进水室；3-循环水泵；4-循环水进水管；5-循环水出水管；6-凝汽器出水室；7-连通管；8-第一阀门；9-低水位开关；10-水封罐；11-排气管；12-第二阀门；13-补水泵；14-补水管；15-第三阀门；16-第四阀门；17-逸气管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见图1所示，本发明提供一种不消耗外部能源与动力的可自动排气的电厂凝汽器循环水系统，包括凝汽器1、凝汽器进水室2、循环水泵3、循环水进水管4、循环水出水管5、凝汽器出水室6以及自动排气系统，其中自动排气系统包括连通管7、第一阀门8、低水位开关9、水封罐10、排气管11、第二阀门12、补水泵13、补水管14、第三阀门15、第四阀门16和逸气管17。

循环水经循环水泵3升压后依次流经循环水进水管4、凝汽器进水室2、凝汽器1、凝汽器出水室6和循环水出水管5。自动排气系统通过连通管7和第一阀门8以及逸气管17和第四阀门16与凝汽器出水室相连接。

自动排气系统的水封罐10底部与连通管7的一端相连，连通管上装有第一阀门8，连通管7的另一端与凝汽器出水室6的上部相连；逸气管17的一端与凝汽器出水室6的上部相连，另一端经过第四阀门16与水封罐10的上部气空间相连。水封罐10的顶部与排气管11相连，排气管11经第二阀门12与大气相通；水封罐10的上部与补水管14相连，经补水泵13升压的补水经补水管14上的第三阀门15进入水封罐10。水封罐10内靠近下部位置，装有低水位开关9，其开关信号，可分别送至补水泵13以及第一阀门8、第二阀门12、第三阀门15和第四阀门16，根据需要控制上述阀门的开启和关闭。

该自动排气系统的连通管、补水管、排气管和逸气管分别有1~20根，每根管道上都有一个可按照低水位开关信号开启或关闭的阀门。

该自动排气系统的水封罐和低水位开关有1~20个组成。

该自动排气系统可以与凝汽器任何一个水室相连通。

一种可自动排气的凝汽器循环水系统，操作步骤如下：首先关闭第一阀门8和第四阀门16，开启第二阀门12和第三阀门15，启动补水泵13向水封罐10中补水至较高水位，然后停止补水泵13，自动排气系统处于备用状态。开启循环水泵13，循环水经循环水泵3升压后依次流经循环水进水管4、凝汽器进水室2、凝汽器1、凝汽器出水室6和循环水出水管5，循环水系统投入正常运行状态。循环水管道中的气体会因自身比重较轻而积存在凝汽器出口水室6的上部。投入低水位开关9的信号自动控制功能，关闭第二阀门12和第三阀门15，开启第一阀门8和第四阀门16，自动排气系统投入运行。水封罐10内的水在重力作用下，经连通管7和第一阀门8流入凝汽器出水室6，同时，积存在凝汽器出水室6上方的气体经逸气管17和第四阀门16进入水封罐10的上部。随着水封罐10中的水越来越多地进入凝汽器出水室6，水封罐10中的水位下降，当水位低到触动低水位开关9时，低水位开关9发出信号，关闭第一阀门8和第四阀门16，打开第二阀门12和第三阀门15，并启动补水泵13向水封罐10中补水。随着水封罐10中水量的增加，水位上升，将水封罐10上部的气体通过排气管11和第二阀门12挤出去，排入大气中，水封罐10上部的气空间容积重新变小，直至水位达到一定高度后，补水泵13停止运行，补水结束。关闭第二阀门12和第三阀门15，重新开启第一阀门8和第四阀门16，再度开始对凝汽器循环水系统自动排气。如此重复操作，可随时将循环水中任何原因产生的气体自动排出，保证凝汽器1、凝汽器进水室2、凝汽器出水室6及循环水进水管4和循环水出水管5中始终充满水，确保凝汽器的虹吸作用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种可自动排气的电厂凝汽器循环水系统，该系统包括凝汽器（1）、凝汽器进水室（2）、循环水泵（3）、循环水进水管（4）、凝汽器出水室（6）、循环水出水管（5）和自动排气系统，其特征在于：所述自动排气系统包括至少一个水封罐（10）、至少一个位于水封罐（10）内的低水位开关（9）、与水封罐（10）相连的连通管（7）、补水管（14）、排气管（11）、逸气管（17）至少各一根以及连通管（7）上的第一阀门（8）、排气管（11）上的第二阀门（12）、补水管（14）上的第三阀门（15）、逸气管（17）上的第四阀门（16）和一台串联于补水管（14）上的补水泵（13）；所述水封罐（10）内部装有水，上部保留一定的气空间，水位不低于低水位开关（9）的安装位置；水封罐（10）底部通过连通管（7）与凝汽器出水室（6）上部相连，连通管（7）上装有第一阀门（8）；水封罐（10）顶部与排气管（11）相连，排气管（11）上装有第二阀门（12），排气管（11）出口与大气相通；水封罐（10）上部还与补水管（14）相连，补水管（14）上装有补水泵（13）及第三阀门（15）；逸气管（17）一端与凝汽器出水室（6）上部相连，另一端与水封罐（10）上部气空间相连，逸气管（17）上装有第四阀门（16）；所述低水位开关（9）位于水封罐（10）内接近底部位置，其信号分别送至第一阀门（8）、第二阀门（12）、第三阀门（15）和第四阀门（16），控制各阀门的开启和关闭；所述水封罐（10）位置高于连通管（7）和凝汽器出水室（6）；所述循环水自动排气系统，其特征还在于：通常情况下，位于排气管（11）上的第二阀门（12）和补水管（13）上的第三阀门（15）关闭，位于连通管（7）上的第一阀门（8）和位于逸气管（17）上的第四阀门（16）均开启，集聚在凝汽器出水室（6）上方的循环水系统中的气体自动通过逸气管（17）进入水封罐（10）内，集聚在水封罐（10）上部，循环水中气体自动排出，同时水封罐（10）中的循环水在重力作用下通过连通管（7）和第一阀门（8）进入凝汽器出水室（6），整个过程不消耗任何能源动力；随着通过逸气管（17）进入水封罐（10）的气体增多，水封罐（10）中越来越多的水通过连通管（7）进入凝汽器水室（6），水封罐（10）水位下降，直至触动低水位开关（9）发出信号，关闭第一阀门（8）和第四阀门（16），同时打开第二阀门（12）和第三阀门（15），启动补水泵（13）对水封罐（10）补水；随着水封罐（10）水位的升高，水封罐（10）上部气体通过排气管（11）和第二阀门（12）排出到大气中；当水封罐中水位升高至一定高度后，关闭第二阀门（12）和第三阀门（15），停止补水泵（13），并开启第一阀门（8）和第四阀门（16），恢复至自动排气状态。

2.根据权利要求1所述的可自动排气的电厂凝汽器循环水系统，其特征在于：自动排气系统的水封罐（10）位置高于凝汽器出水室（6）。

3.根据权利要求1所述的可自动排气的电厂凝汽器循环水系统，其特征在于：循环水系统排气依靠气体与循环水的密度差，气体自动向上溢出到水封罐（10）上部气空间，不消耗任何外部能源与动力。

4.根据权利要求1所述的可自动排气的电厂凝汽器循环水系统，其特征在于：在自动排气过程中，第二阀门（12）和第三阀门（15）关闭，第一阀门（8）和第四阀门（16）开启，水封罐（10）与凝汽器出水室（6）构成相通的密闭空间。

5.根据权利要求1和2所述的可自动排气的电厂凝汽器循环水系统，其特征在于：当补水压力足够高、可以自动流入水封罐（10）内时，补水泵（13）可以取消。

6.根据权利要求1和2所述的可自动排气的电厂凝汽器循环水系统，其特征在于：当连通管（7）与第一阀门（8）直径足够大时，联通管（7）内可实现气水逆向流动，凝汽器出水室（6）中的气体可直接通过连通管（7）和第一阀门（8）进入水封罐（10）。