CN105466233A - 单压力和多压力凝结系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及单压力和多压力凝结系统。具体而言，本发明涉及包括凝结器(10)的凝结器系统，该凝结器(10)具有抽取系统。通风系统通过包括可调节喷射器(20)而适于可变不可凝结物负荷，该可调节喷射器(20)用于可调节地降低凝结器(10)的不同区域之间的压力比。

Description

单压力和多压力凝结系统

技术领域

本公开大体涉及单压力和多压力凝结系统，其用于凝结从低压蒸汽涡轮排出的蒸汽，且更具体而言涉及，涉及用于从这种凝结系统抽取不可凝结气体的抽取系统。

背景技术

在蒸汽涡轮发电设备中，蒸汽凝结器具有凝结从蒸汽涡轮排出的蒸汽且收集其的凝结的水的功能。一般来说，蒸汽凝结器具有主体，该主体连接至蒸汽涡轮的蒸汽排出端口。该主体包括热传递区域，该热传递区域包括热传递管的阵列，通过该阵列来引导冷却介质(诸如水)。

从蒸汽涡轮排出的蒸汽向下流到蒸汽凝结器的主体中，在此，其接触管阵列。蒸汽首先由流动通过热传递管的冷却介质冷却，且然后凝结。当在管的凝结表面处凝结时，蒸汽的温度在它的对应蒸汽分压力下处于其饱和温度。

蒸汽分压力越小，则饱和温度越低，且结果，蒸汽和冷却水之间的温度驱动力越低。结果，凝结度越大，则局部凝结器性能变得越低效。除了凝结度(其受冷却水温度影响，因为其沿管的长度增大)之外，不可凝结物的量为附加因素，其可降低蒸汽分压力，且因此为对凝结器性能具有决定性影响的另一因素。这些不可凝结物典型地导致不可避免的空气泄漏、通过物理化学处理而生成的不可凝结气体、或在与沸水核反应堆相关的凝结器中的辐射分解的所生成的气体、以及改变凝结器控制和热负荷变化。为了克服由不可凝结物引起的该问题，已构造了各种抽取步骤。

EP2010852论述了一个解决方法，其利用多个通气道以从凝结器的各种区域抽取气体，且将它们引导至空气冷却地区，在该处，在连接至空气冷却地区的出口的吸入泵或喷射器(ejector)的协助下排出不可凝结物。尽管移除不可凝结物是有利的，但过量的抽取可导致降低的净设备效率。

在冷却水流过凝结器时，其温度升高，因为其从凝结的蒸汽获取潜热。结果温度，驱动力在凝结器的冷却水入口端部处最大，且沿冷却管的长度减小。结果，凝结且因此不可凝结物浓度不仅沿蒸汽流方向变化，还跨过冷却管的长度而变化。具体而言，在隔板沿冷却管的长度放置的地方，可通过不同的凝结速率而形成进一步的压力梯度。为了基于凝结器的区域条件来调节不可凝结系统的抽取速率，节流孔或变化的尺寸可置于抽取系统的进口中。

在多压力凝结器中，DE19949761B4论述了另一方法，其涉及具有进口的歧管，该进口位于凝结器的关键场所，其由其中放置喷射器的歧管连结。通过使用凝结器中的压力差来驱动喷射器，抽取可设计成考虑凝结器的不同压力区域。

当蒸汽负荷、冷却水温度、和供给至凝结器的蒸汽中的非凝结物浓度变化时，凝结器的不同地区中的非凝结物的最佳抽取速率也可变化。对于包括固定节流孔或喷射器尺寸的抽取系统而言，这种系统不容易适配，且因此难以沿凝结器管束的长度跨过凝结器优化抽取。因此需要提供能够容易调节的系统，该系统可响应于改变的凝结器操作条件来跨过凝结器改变抽取。

发明内容

公开了单压力和多压力凝结系统，其可适于补偿改变不同抽取压力下的变化的不可凝结物浓度。

本公开尝试借助于独立的权利要求的主体来解决该问题。在从属权利要求中给出了有利的实施例。

本公开基于利用可调节喷射器改造多压力凝结器系统的总体构思，该可调节喷射器构造成使得能够控制凝结器的不同压力区段中的相对压力，这可导致5-10mbar之间的局部压力变化。

对于具有高的冷却水温度上升的单压力凝结器而言，情况是类似的，特别是在蒸汽室中具有两个或更多个行程(pass)的那些凝结器。在这种情况下，利用单排泄系统移除不可凝结物在没有吸入管道的交错的情况下接近不可能。

一个一般方面包括具有凝结蒸汽流路的凝结器。该凝结器还包括多个冷却管和抽取系统，该多个冷却管相对于蒸汽流路横向地延伸，用于容纳且引导冷却水流。抽取系统包括具有第一进口的第一抽取线路、具有第二进口的第二抽取线路，该第二进口位于凝结器的以下区域中，该区域在操作中构造成处于比可调节喷射器的第一进口的区域低的压力。可调节喷射器包括喷嘴，该喷嘴具有开口，该开口连接至第一抽取线路且适于以便使通过第一抽取线路抽取的流体能够用作用于可调节喷射器的动力流体。凝结器还包括吸入进口，该吸入进口连接至第二抽取线路，以便使第二抽取线路能够通过可调节喷射器来排泄。以此方式，来自凝结器的高压区域的蒸汽可用作用于可调节喷射器的动力(motiveforce)。可调节喷射器因此可理解为用于降低压力且同时用作真空助力器的装置。凝结器还包括流动器件，该流动器件用于改变动力流体的流动速率。

所提出的解决方案可应用至具有大的冷却水温度上升的单压力凝结器(诸如多行程凝结器)，因为单压力凝结器中由不可凝结物引起的问题类似于多压力凝结器的问题。

其他方面可包括以下特征中的一个或更多个。第二抽取线路的第二进口从第一抽取线路的第一进口沿冷却管中的一个的延伸方向移位。可调节喷射器包括具有第一端部的针，该针具有从第一端部延伸的在纵向方向上的可变直径。凝结器还可包括促动器，该促动器连接至针且适于可调节地使针在喷嘴开口中移位，使得针的可变直径改变喷嘴开口的面积，从而改变动力流体的流。在凝结器中，可变直径为针的以下部分，该部分具有在远离第一端部延伸的方向上沿针的至少部分的纵向长度的渐增的直径。该凝结器为多压力凝结器。

本发明的另一目的是克服或者至少改进现有技术的缺点和不足或提供有用的备选方案。

根据结合附图作出的下列描述，本发明的其他方面和优点将变得显而易见，该附图作为示例来例示本发明的示范实施例。

附图说明

作为示例，参考附图在下文中更全面地描述本公开的实施例，在附图中：

图1是具有抽取系统的凝结器的端部视图；

图2是根据本公开的示范实施例的抽取系统的侧视图；

图3是图2的抽取系统的可调节喷射器的截面视图；

图4是具有图2的抽取系统的单压力单行程凝结器的截面视图；且

图5是具有图2的抽取系统的单压力双行程凝结器的示意图。

参考标号

10　凝结器

11　冷却管

12　抽取管道

13　节流孔

14　高压抽取线路

15　进口(高压抽取线路)

18　低压抽取线路

19　进口(低压抽取线路)

20　可调节喷射器

24　吸入进口

26　喷嘴

28　喷嘴开口

30　针

31　端部

32　纵向长度

34　促动器。

具体实施方式

现在参照附图描述本公开的示范实施例，其中，遍及全文，相同的参考标号用于指相同的元件。在下列说明中，为了解释，陈述了许多具体细节以提供本公开的透彻理解。然而，本公开可在没有这些具体细节的情况下实施，且不限于在本文中公开的示范实施例。

图1示出具有多个冷却管11的凝结器10，冷却管11相对于蒸汽流路径横向地延伸。用于抽取不可凝结物的抽取管道12沿多个冷却管11中的一个冷却管11的延伸方向邻近该多个冷却管11放置。即，抽取管道12跨过凝结器10在其中延伸，其横向于穿过凝结器10的蒸汽流路。

在图2示出的示范实施例中，抽取管道12包括具有不同尺寸的一系列节流孔11、高压抽取线路14、低压抽取线路18和可调节喷射器20。

节流孔13的不同尺寸使得能够进行在凝结器10的不同点处的相对抽取的过程控制，该凝结器10不可基于操作条件来调节。

在另一未示出的示范实施例中，抽取线路14、18的进口15、19直接连接至凝结器10的不同压力区域。

在图2中示出的示范实施例中，高压抽取线路14的进口15和低压抽取线路18的进口15将抽取管道12的不同区域连接至可调节喷射器20。在另一未示出的示范实施例中，高压抽取线路14的进口15和低压抽取线路18的进口19直接连接至凝结器10的不同压力区域。以此方式，可调节喷射器20流体地放置在凝结器10的不同压力区域之间，以便使得可调节喷射器20与凝结器10的另一区域相比能够从凝结器的一个区域优先地抽取气体。

在图2中示出的示范实施例中，可调节喷射器20是具有喷嘴26和吸入进口24的可调节喷射器20。为了优先地降低压力、或至少改变凝结器的不同区域中的抽取速率，可调节喷射器20喷嘴25连接至高压抽取线路14，而吸入进口24连接至低压抽取线路18。以此方式，来自凝结器10的抽取的气体行进通过高压抽取线路14且然后通过喷嘴26，以便该气体可用作用于可调节喷射器20的动力流体，以提供低压抽取线路18中的吸入。

在示范实施例中，可调节喷射器20通过包括喷嘴26和针30而构造为可调节喷射器20，该喷嘴26具有开口28，该开口28具有开口区，该针30具有第一端部31，该针30具有从第一端部31延伸的纵向方向上的可变直径，如图3所示。针30连接至促动器34以使针30能够移位，以便针30的第一端部31可调节地进入喷嘴26的开口区。为了实现可控制的压力降低，针30的直径远离第一端部31沿纵向方向增大，使得针30插入喷嘴开口28中越多，则有效开口面积越小。在图3示出的示范实施例中，针30的可变直径沿针30的纵向长度延伸到中途，以便改变喷嘴26的开口面积，从而使可调节喷射器能够作为可调节喷射器20来操作。喷嘴区减小允许在可调节喷射器20的膨胀区段的端部处实现不同的蒸汽混合速度，从而确保速度保持低于给定下游条件下的声速，因此确保可调节喷射器20在亚临界条件下操作。

在图4示出的示范实施例中，抽取系统应用至具有支撑隔板的单压力单行程凝结器。高压抽取线路14和低压抽取线路18在一个端部处连接至抽取管道12且在另一端部处连接至可调节喷射器20。

在图5示出的示范实施例中，抽取系统应用至单压力双行程凝结器10。高压抽取线路14连接至凝结器10的更高压区域，其对应于返回冷却水流路，该流路具有在更低的凝结速率下降低的高冷却水温度。低压抽取线路18连接至更低压区域，其对应于冷却水进口，该冷却水进口具有低的冷却水温度其因此具有更高的凝结速率。

尽管已在本文中以设想为最实用的示范实施例的形式示出且描述了本公开，但是本公开还可以以其他具体形式实现。当前公开的实施例因此被认为在各方面均为示例性且不受限。本公开的范围由所附权利要求而非前述描述指示，且将在其意义和范围内的所有改变和等同物意图包含在其中。

Claims (8)

1.一种具有凝结蒸汽流路的凝结器(10)，包括：

多个冷却管(11)，相对于所述蒸汽流路横向地延伸，以用于容纳且引导冷却水流；和

抽取系统，其包括：

　第一抽取线路(14)，具有第一进口(15)；

　第二抽取线路(18)，具有第二进口(19)，所述第二进口(19)位于所述凝结器(10)的以下区域中，该区域在操作中构造成处于比所述第一进口(15)低的压力；

　可调节喷射器(20)，其具有：

　　喷嘴(26)，具有开口(28)，连接至所述第一抽取线路(14)且适于使通过所述第一抽取线路(14)抽取的流体能够用作用于所述可调节喷射器(20)的动力流体；和

　　吸入进口(24)，其连接至所述第二抽取线路(18)，以便使得能够通过所述可调节喷射器(20)来排泄所述第二抽取线路(18)，

其特征在于，所述可调节喷射器(20)具有流动器件(30)，以改变所述动力流体的流。

2.根据权利要求1所述的凝结器(10)，其特征在于，所述第二进口(19)从所述第一进口(15)沿所述冷却管(11)中的一个的延伸方向移位。

3.根据权利要求1或2所述的凝结器(10)，其特征在于，所述流动器件(30)包括

针(30)，其具有第一端部(31)，所述针(30)具有从所述第一端部(31)延伸的在纵向方向上的可变直径；和

促动器(34)，连接至所述针(30)，适于可调节地使所述针(30)在所述喷嘴开口(28)中移位，使得所述针(30)的所述可变直径改变所述喷嘴开口(28)的面积，从而改变所述动力流体的流。

4.根据权利要求3所述的凝结器(10)，其特征在于，所述可变直径为所述针(30)的以下部分，该部分具有远离所述第一端部(31)沿所述针(30)的至少部分的纵向长度(32)延伸的渐增的直径。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的凝结器，其特征在于，所述凝结器(10)为单行程凝结器(10)。

6.根据权利要求1至4中的任一项所述的凝结器，其特征在于，所述凝结器(10)为多行程凝结器(10)。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的凝结器，其特征在于，所述凝结器(10)为单压力凝结器(10)。

8.根据权利要求1至6中的任一项所述的凝结器，其特征在于，所述凝结器(10)为多压力凝结器(10)。