CN104713383B - 一种单壳体双压凝汽器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单壳体双压凝汽器，属于一种换热器。该单壳体双压凝汽器包括顶端与汽轮机排汽口相连通、底端设置有与锅炉相连的凝结水出口的壳体；所述壳体内设置有将壳体分为左汽室和右汽室的隔压板，所述凝结水出口分别设置在左汽室和右汽室上，左汽室和右汽室顶端均与汽轮机排汽口相连通，壳体前端设置有包括前左水室和前右水室的前水室，前左水室上设置有冷却水进口、前右水室设置有冷却水出口，壳体后端设置有包括后左水室和后右水室的后水室，后左水室与后右水室通过连通管相连通；壳体的左汽室内部和右汽室内部分别设置有连通前水室和后水室的用于通入冷却水的冷却管束。该单壳体双压凝汽器凝汽效果好且高效节能。

Description

一种单壳体双压凝汽器

技术领域

本发明涉及一种凝汽器，尤其涉及一种用于汽轮机上的单壳体双压凝汽器。

背景技术

凝汽器是一种将汽轮机排汽凝结成水供锅炉重新使用的换热器，其在一定程度上保证汽轮机排汽口建立以及保持一定的真空度，是凝汽式汽轮机的一个重要设备，其工作性能对整个汽轮机组的安全性和经济效益都会产生一定的影响。背压，是指汽轮机的排汽压力，单背压汽轮机指的是汽轮机的所有排汽压力都相等，双背压汽轮机则指的是汽轮机有两个不同的排汽压力。与单背压、双背压汽轮机相对应的凝汽器就被称为单背压、双背压凝汽器，又被称为单压、双压凝汽器。

凝汽器主要包括壳体、冷却管束、前水室以及后水室。一般所用单压凝汽器为单壳体，冷却管束内冷却水的流向为双流程，前水室分成左右两个独立的前左水室、前右水室，前左水室、前右水室均由隔板分成上、下两部分，前水室的下部分设置有冷却水进口、上部分设置有冷却水出口，后水室室内无隔板；而双压凝汽器一般为双壳体凝汽器，它是由一个串联的冷却水管束冷却来自汽轮机两个排汽出口的蒸汽，使得蒸汽在分隔开的两个不同绝对压力的凝汽器汽室中凝结成水。

目前，我国大型汽轮发电机组（600MW及以上）多采用双压凝汽器，而中小型汽轮发电机组（350MW及以下）往往采用单压凝汽器。但是对于需要采用双压凝汽器的有些发电机组来说，一些新的汽轮机机型却要求与之相对应的凝汽器为单壳体结构，因此，设计出单壳体双压凝汽器就很有必要了。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种低消耗、凝汽效果好的单壳体双压凝汽器。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种单壳体双压凝汽器，包括顶端与汽轮机排汽口相连通、底端设置有与锅炉相连的凝结水出口的壳体；所述壳体内设置有将壳体分为左汽室和右汽室的隔压板，所述凝结水出口分别设置在左汽室和右汽室上，左汽室和右汽室顶端均与汽轮机排汽口相连通，壳体前端设置有包括前左水室和前右水室的前水室，前左水室上设置有冷却水进口、前右水室设置有冷却水出口，壳体后端设置有包括后左水室和后右水室的后水室，后左水室与后右水室通过连通管相连通；壳体的左汽室内部和右汽室内部分别设置有连通前水室和后水室的用于通入冷却水的冷却管束。

本发明进一步改进在于：前左水室均分为上部的前左水室A和下部的前左水室B，前右水室均分为上部的前右水室A和下部的前右水室B，后左水室均分为与前左水室A、前左水室B对应连通的后左水室A和后左水室B，后右水室均分为与前右水室A、前右水室B对应连通的后右水室A和后右水室B上下两部分。

本发明进一步改进在于：所述前左水室A和前左水室B上均设置有冷却水进口，前右水室A和前右水室B上均设置有冷却水出口；后左水室A和后右水室A通过上连通管相连通，后左水室B和后右水室B通过下连通管相连通。

本发明进一步改进在于：左汽室底端的凝结水出口上连接有连通左汽室底端和右汽室底端的用于将左汽室凝结水泵入右汽室内的凝结水泵系统；右汽室底端的凝结水出口与锅炉相连。

由于采用上述技术方案，本发明所取得的技术进步在于：

本发明的单壳体双压凝汽器的壳体内分为左汽室和右汽室，两个汽室内冷却水的流程均为单流程，两个汽室内进口冷却水温度的不同导致了两个汽室内的气压不同，相比于相同冷却面积和冷却水流量的单壳体单压凝汽器，该单壳体双压凝汽器具有更低的平均凝汽器压力，且当凝汽器压力相同时，双压凝汽器可以减少冷却面积或者冷却水量、高效节能，提高汽轮机的经济性；左汽室顶端、右汽室顶端均与汽轮机相连的排汽口相连通，使得该单壳体凝汽器具有了两个不同的背压，提高了凝汽器的传热效率。前左水室、前右水室、后左水室和后右水室都均分为上下两部分，这样的分隔，使得凝汽器对应地分为了上下两部分，利于机组的不停机检修运行。

相比于隔压板与冷却管束垂直设置，该单壳体双压凝汽器的隔压板与冷却管束平行设置，确保了左汽室和右汽室的密封性；相比于无隔板的后水室，该单壳体双压凝汽器的后水室分为后左水室和后右水室并通过连通管连通，减少了冷却水在后水室间的流动的阻力。

该单壳体双压凝汽器还包括一套凝结水泵系统，能够将低压汽室内温度较低的凝结水升压送入到高压汽室内回热，这样不仅可以防止低压汽室内的凝结水过冷，又可以进一步降低高压汽室内的压力，提高汽轮机的热效率；相比于双壳体双压凝汽器，该单壳体双压凝汽器不但具有双压凝汽器的优点，而且占地面积小、节约成本。

附图说明

图1是本发明单壳体双压凝汽器的结构示意图；

图2是本发明单壳体双压凝汽器的前水室的结构示意图；

图3是本发明单壳体双压凝汽器的后水室的结构示意图；

图4是本发明单壳体双压凝汽器的立体结构示意图；

在附图中：1、壳体，2-1、前左水室，2-1-1、前左水室A，2-1-2、前左水室B，2-2、前右水室，2-2-1、前右水室A，2-2-2、前右水室B，3-1、后左水室，3-1-1、后左水室A，3-1-2、后左水室B，3-2、后右水室，3-2-1、后右水室A，3-2-2、后右水室B，4、隔压板，5-1、上连通管，5-2、下连通管，6、冷却管束。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明：

实施例1

本发明的单壳体双压凝汽器，包括壳体1、前水室、后水室和冷却管束6。壳体1内设置有隔压板4，隔压板4将壳体1分为左汽室和右汽室，左汽室和右汽室的顶端均与汽轮机排汽口相连通、用于接收汽轮机排汽；左汽室和右汽室的底端均设置有凝结水出口，凝结水出口与锅炉相连、用于将汽轮机排汽的凝结水排出并通入锅炉内进行再利用。

壳体1前端设置有前水室，前水室包括前左水室2-1和前右水室2-2，前左水室2-1、前右水室2-2分别设置有冷却水进口、冷却水出口，冷却水进口用于通入冷却水，冷却水出口用于排出冷却水；壳体1后端设置有后水室，后水室包括后左水室3-1和后右水室3-2，后左水室3-1与后右水室3-2通过连通管相连通；壳体1的左汽室内部和右汽室内部分别设置有用于通入冷却水的冷却管束6，冷却管束6与前水室、后水室相连通。

本发明的单壳体双压凝汽器内的蒸汽流向为：汽轮机的排汽分别通过左汽室顶端、右汽室顶端进入到左汽室、右汽室内，并通过左汽室内部和右汽室内部的冷却管束6冷凝后形成凝结水，最终左汽室、右汽室内的凝结水分别由左汽室底端的凝结水出口、右汽室底端的凝结水出口流出并进入到与左汽室的凝结水出口和右汽室的凝结水出口相连的锅炉内进行再利用。

本发明的单壳体双压凝汽器内的冷却水流向为：冷却用的冷却水由前左水室2-1的冷却水进口进入到前左水室2-1内，经由与前左水室2-1相连通的左汽室内的冷却管束6后流入到后左水室3-1内，接着通过连通管进入到后右水室3-2内，然后经由与后右水室3-2相连通的右汽室内的冷却管束6后流入到前右水室2-2内，最终由前右水室2-2的冷却水出口流出。左汽室和右汽室内冷却水的流向均为单流程。

实施例2

在实施例1的基础上，将前左水室2-1均分为上部的前左水室A2-1-1和下部的前左水室B2-1-2，前右水室2-2均分为上部的前右水室A2-2-1和下部的前右水室B2-2-2，后左水室3-1均分为与前左水室A2-1-1、前左水室B2-1-2对应连通的后左水室A3-1-1和后左水室B3-1-2，后右水室3-2均分为与前右水室A2-2-1、前右水室B2-2-2对应连通的后右水室A3-2-1和后右水室B3-2-2上下两部分。

所述前左水室A2-1-1和前左水室B2-1-2上均设置有冷却水进口，前右水室A2-2-1和前右水室B2-2-2上均设置有冷却水出口；后左水室A3-1-1和后右水室A3-2-1通过上连通管5-1相连通，后左水室B3-1-2和后右水室B3-2-2通过下连通管5-2相连通。

该单壳体双压凝汽器还包括凝结水泵系统，凝结水泵系统与左汽室底端的凝结水出口连接，凝结水泵系统连通左汽室底端和右汽室底端用于将左汽室凝结水泵入到右汽室内，即将左汽室凝结水升压送入到右汽室内。

该单壳体双压凝汽器内的蒸汽流向为：汽轮机的排汽分别通过左汽室顶端、右汽室顶端进入到左汽室、右汽室内，并通过左汽室内部和右汽室内部的冷却管束6冷凝后形成凝结水，左汽室内的凝结水通过左汽室底端的凝结水出口流出，并通过与左汽室凝结水出口连接的凝结水泵系统升压送入右汽室内进行回热后与右汽室内的凝结水汇合，最终由右汽室底端的凝结水出口流出并进入到与右汽室凝结水出口相连的锅炉内进行再利用。

该单壳体双压凝汽器内的冷却水流向为：

一部分冷却用的冷却水由前左水室A2-1-1的冷却水进口流入到前左水室A2-1-1内，经由与前左水室A2-1-1相连通的左汽室内的冷却管束6后流入到后左水室A3-1-1内，接着通过上连通管5-1流入到后右水室A3-2-1内，然后经由与后右水室A3-2-1相连通的右汽室内的冷却管束6后流入到前右水室A2-2-1内，最后由前右水室A2-2-1的冷却水出口流出；

同时，另一部分冷却用的冷却水由前左水室B2-1-2的冷却水进口流入到前左水室B2-1-2内，经由与前左水室B2-1-2相连通的左汽室内的冷却管束6后流入到后左水室B3-1-2内，接着通过下连通管5-2流入到后右水室B3-2-2内，然后经由与后右水室B3-2-2相连通的右汽室内的冷却管束6后流入到前右水室B2-2-2内，最后由前右水室B2-2-2的冷却水出口流出。左汽室和右汽室内冷却水的流向均为单流程。

实施例1和实施例2中左汽室和右汽室内冷却水的流向均为单流程。由于进入左汽室内的冷却水温度低于进入右汽室内的冷却水温度，从而导致左汽室和右汽室内的气压不同、左汽室内的气压低于右汽室的气压，左汽室为低压汽室、右汽室为高压汽室，该冷凝器为单流程单壳体双压冷凝器。左汽室底端和右汽室底端通过凝结水泵系统相连通、用于将左汽室内的凝结水升压送入右汽室内，也就是将低压汽室内的低温凝结水升压送入高压汽室内进行回热，这样既提高了整个单壳体双压凝汽器的凝结水温度，又降低了高压汽室内的压力，提高了汽轮机的热效率。

本发明的单壳体双压冷凝器相比于相同冷却面积和冷却水流量的单壳体单压凝汽器，具有更低的平均凝汽器压力、降低为单壳体单压凝汽器压力的2%~12%；当凝汽器压力相同时，单壳体双压凝汽器可以减少冷却面积或者冷却水量，因而可以提高汽轮机的经济性。以2×350MW超临界发电机组为例，每年可以节约标煤2400吨左右，大约产生150万元/年的经济效益。

Claims (3)

1.一种单壳体双压凝汽器，包括顶端与汽轮机排汽口相连通、底端设置有与锅炉相连的凝结水出口的壳体（1）；其特征在于：所述壳体（1）内设置有将壳体（1）分为左汽室和右汽室的隔压板（4），所述凝结水出口分别设置在左汽室和右汽室上，左汽室和右汽室顶端均与汽轮机排汽口相连通，壳体（1）前端设置有包括前左水室（2-1）和前右水室（2-2）的前水室，前左水室（2-1）上设置有冷却水进口、前右水室（2-2）设置有冷却水出口，壳体（1）后端设置有包括后左水室（3-1）和后右水室（3-2）的后水室，后左水室（3-1）与后右水室（3-2）通过连通管相连通；前左水室（2-1）均分为上部的前左水室A（2-1-1）和下部的前左水室B（2-1-2），前右水室（2-2）均分为上部的前右水室A（2-2-1）和下部的前右水室B（2-2-2），后左水室（3-1）均分为与前左水室A（2-1-1）、前左水室B（2-1-2）对应连通的后左水室A（3-1-1）和后左水室B（3-1-2），后右水室（3-2）均分为与前右水室A（2-2-1）、前右水室B（2-2-2）对应连通的后右水室A（3-2-1）和后右水室B（3-2-2）上下两部分；壳体（1）的左汽室内部和右汽室内部分别设置有连通前水室和后水室的用于通入冷却水的冷却管束（6）。

2.根据权利要求1所述的一种单壳体双压凝汽器，其特征在于：所述前左水室A（2-1-1）和前左水室B（2-1-2）上均设置有冷却水进口，前右水室A（2-2-1）和前右水室B（2-2-2）上均设置有冷却水出口；后左水室A（3-1-1）和后右水室A（3-2-1）通过上连通管（5-1）相连通，后左水室B（3-1-2）和后右水室B（3-2-2）通过下连通管（5-2）相连通。

3.根据权利要求1～2任一项所述的一种单壳体双压凝汽器，其特征在于：左汽室底端的凝结水出口上连接有连通左汽室底端和右汽室底端的用于将左汽室凝结水泵入右汽室内的凝结水泵系统；右汽室底端的凝结水出口与锅炉相连。