CN106224022B - 一种流体消能装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流体消能装置，所述消能装置具有疏水室，所述疏水室上设有流体接入管、喷水管、通汽口和疏水管系，所述消能装置还具有凝结水室和水封室，所述凝结水室布置在疏水室的底部、且与疏水室相通，所述水封室与凝结水室的底部相通，在水封室上设有连接凝汽器用的压力平衡口，水封室齐平和/或高于凝结水室的部位连接疏水管系的进水端，所述疏水管系按进水端在水封室上的不同连接高度分为多级，各级疏水管的横截面积按从低到高的排级顺序呈由大到小的规律变化。本发明能够快速建立可控的疏水压差，进而能够对疏水室内的疏水水位进行有效调节，从而避免疏水室内的水位上升失控，保障汽轮机疏水畅通，使机组能够安全运行。

Description

一种流体消能装置

技术领域

本发明涉及消能设备，具体是一种电站凝汽器用流体消能装置。

背景技术

电站汽轮机系统在启动、运行、停机以及事故工况等条件下会产生大量的疏水，系统一般通过消能装置将上述疏水消能后排入凝汽器内，以防止发生汽轮机进水事故；同时实现工质的回收利用。

参见图8和图9所示，现有凝汽器用流体消能装置包括相对封闭的疏水室2，该疏水室2的壳体1正面上部布置有向疏水室2内延伸的流体接入管3和喷水管4，疏水室2内的喷水管4为一字型直管、处在流体接入管3的尾部上方，流体接入管3的首部用于连接流体输送管、尾部为筛管结构（密集布置有节流孔）；疏水室2的壳体1背面上部布置有用于接通凝汽器的通汽口5，该通汽口5处在喷水管4的斜上方；疏水室2的底部并排布置有多根呈U型弯曲的疏水管系6，疏水管系6的尾部为筛管结构、延伸进凝汽器内。其工作过程大体是：热力系统所排出的乏汽-流体通过流体接入管3尾部的节流孔在进入疏水室2的过程中实现消能处理，喷水管4所喷冷却水对流体凝结并对疏水进行降温，汽化形成的蒸汽向上经通汽口5排入凝汽器内，汇集至疏水室2底部的疏水经疏水管系6排入凝汽器内。

上述流体消能装置虽能对进入凝汽器内的流体进行消能处理，但由于疏水管系6接入凝汽器的出口端的排放面积恒定不变，无法对疏水室2内部的疏水水位实现调节，当疏水流量增加时，疏水室2内液位的高度将会上升。在电站布置空间受限的情况下，疏水室2的容积空间和疏水管系6的布置空间同样受限，一旦大流量的危急疏水进入上述流体消能装置时，疏水室2内的水位将会急剧上升，这将导致流体接入管3被淹没，造成汽轮机系统疏水不畅，严重情况下还将引发汽轮机进水事故造成重大的人员和设备损害。

发明内容

本发明的技术目的在于：针对上述现有技术的不足，提供一种稳定性、安全性和可靠性高的流体消能装置。

本发明所采用的技术方案是：一种流体消能装置，所述消能装置具有疏水室，所述疏水室上设有流体接入管、喷水管、通汽口和疏水管系，所述消能装置还具有凝结水室和水封室，所述凝结水室布置在疏水室的底部、且与疏水室相通，所述水封室与凝结水室的底部相通，在水封室上设有连接凝汽器用的压力平衡口，水封室齐平和/或高于凝结水室的部位连接疏水管系的进水端，所述疏水管系按进水端在水封室上的不同连接高度分为多级，各级疏水管的横截面积按从低到高的排级顺序呈由大到小的规律变化。

作为优选方案，所述凝结水室、水封室、以及凝结水室和水封室过渡处的通流面积分别相等。

作为优选方案，所述凝结水室、水封室和疏水室集成在同一壳体内。进一步的，所述凝结水室和水封室分别为两间，它们以一一对应配套的方式分成两组、分置在疏水室的两端；每组凝结水室和水封室由隔板分隔，凝结水室和水封室之间以存水弯结构过渡。

所述喷水管为环形结构。

所述凝结水室、水封室或凝结水室与水封室之间的过渡处设有带阀门的放水口。

所述疏水管系的出水端从疏水室的底部引出、接入凝汽器内。

本发明的有益效果是：

1. 本发明由于疏水管系接入凝汽器的出口端的排放面积可以随级数变化而调节，所以能够快速建立可控的疏水压差，进而能够对疏水室内的疏水水位进行有效调节，从而避免疏水室内的水位上升失控，保障汽轮机疏水畅通，使机组能够安全运行；

2. 由于凝结水室和水封室与疏水室集成在同一壳体中，所以无需对地基形成庞大的负挖工程，使疏水消能装置的结构布局更加紧凑化、美观化，进而使安装施工简单化、方便化和经济化，大幅减少了电站的建设时间和投资成本，进一步增强了其实用性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的一种结构示意图。

图2为图1的A-A视图。

图3为图1中局部B的放大图。

图4为图1的立体图。

图5为本发明与凝汽器的配合结构示意图。

图6为本发明在正常工况下的工作状态示意图。

图7为本发明在危急工况下的工作状态示意图。

图8为现有凝汽器用流体消能装置在正常工况下的工作状态示意图。

图9为现有凝汽器用流体消能装置在危急工况下的工作状态示意图。

图中代号含义：1—壳体；2—疏水室；3—流体接入管；4—喷水管；5—通汽口；6—疏水管系；61—一级疏水管；62—二级疏水管；63—三级疏水管；7—凝结水室；8—水封室；9—隔板；10—压力平衡口；11—放水口；12—凝汽器。

具体实施方式

实施例1

参见图1至图7所示，本发明为电站热力系统凝汽器12用的流体消能装置，即该消能装置与凝汽器12相配套。本发明包括壳体1，该壳体1内集成布置有疏水室2、凝结水室7和水封室8，壳体1内的几个室与外界相对密封，仅通过几个对应的接口进行交互。

其中，疏水室2布置于壳体1的中央。在疏水室2所对应壳体1的上方布置有喷水管4和流体接入管3。喷水管4的进水端延伸出壳体1，用于连接冷却水管；喷水管4为环形结构，布置于疏水室2的上部，对疏水室2的四周形成尽可能的全辐射式覆盖，喷水管4的喷水段上密集布置有若干雾化喷嘴。流体接入管3的外端为连接流体输送管的接头端、内端为消能的节流端，在流体接入管3的节流端密集布置有若干小径的节流孔（即筛管结构）；流体接入管3的节流端延伸至喷水管4的下方。为了接收不同流量和能级的流体，壳体1上的流体接入管3的规格可以是多样化的，具体视使用要求而定。壳体1上布置有若干个通汽口5，这些通汽口都与凝汽器12连通。

凝结水室7和水封室8分别为两间，它们以一一对应配套的方式分成两组，即一间凝结水室7和一间水封室8为一组，每组凝结水室7和水封室8由隔板9分隔，凝结水室7和水封室8之间以存水弯结构过渡；这两组凝结水室7和水封室8分置在上述疏水室2的两端。现以其中一端的结构为例详细说明，另一端的不赘述，具体的：凝结水室7以下沉的方式布置在疏水室2的端部底部，凝结水室7的口部与疏水室2的底部相通；水封室8通过竖立的隔板9布置在疏水室2和底部凝结水室7的旁侧，即水封室8处在疏水室2的端部，但水封室8的底部在竖向隔板9的隔离作用下与凝结水室7的底部相通，以此使凝结水室7与水封室8底部形成“存水弯”结构，凝结水室7的通流面积a1、凝结水室和水封室过渡处的通流面积a2、水封室的通流面积a3分别相等；前述水封室8所对应壳体1的背面上部布置有压力平衡口10，该压力平衡口10处在通汽口5的上方，压力平衡口10用于连接凝汽器12；水封室8高于凝结水室7的部位连接有疏水管系6的进水端，疏水管系6的出水端从疏水室7的底部引出、延伸进凝汽器12内。凝结水室7或水封室8（或者它们之间的过渡处）的底部设有带阀门的放水口11。

上述疏水管系6按进水端在水封室8上的不同连接高度分为多级，在本实施例中，疏水管系6分为三级（除此之外，可以是其它数量，例如两级、四级、五级等等，具体根据使用要求而定），即位置较低的一级疏水管61、位置居中的二级疏水管62和位置较高的三级疏水管63。一级疏水管61的进水端在水封室8上的连接位置略高于凝结水室7的口部位置，二级疏水管62的进水端在水封室8上的连接位置略高于一级疏水管61的进水端位置，同理，三级疏水管63的进水端在水封室8上的连接位置略高于二级疏水管62的进水端位置。各级疏水管（61、62、63）的横截面积按从低到高的排级顺序呈由大到小的规律变化，即位置较低的一级疏水管61的横截面积最大，位置居中的二级疏水管62的横截面积比一级疏水管61的横截面积较小，位置较高的三级疏水管63的横截面积比二级疏水管62的横截面积较小。

基于本发明疏水管的多级布置结构，可以考虑最低一级的疏水管在水封室上的连接位置至少齐平于凝结水室的口部，其它各级的疏水管在水封室上的连接位置高于凝结水室的口部。

本发明的工作过程简要说明如下（参见图6和图7）：将不同流量和能级的流体通过对应规格的输送管经流体接入管3送入疏水室2进行扩容膨胀之后，流体被喷水管4所喷冷却水进行减温消能处理，在疏水室2内所形成的蒸汽向上、通过壳体1上的通汽口5进入凝汽器12，疏水和凝结水向下流入凝结水室7中；由于疏水室2内的工作压力高于凝汽器12内的工作压力，凝结水室7中的疏水会进入水封室8，进而在水封室8内形成一定的水位，并通过疏水管系6安全排入凝汽器12内；通常情况下，水封室8内的疏水通过一级疏水管61排出，若进入疏水室2的疏水流量较大，则进入水封室8的疏水水位会被抬高，此时二级疏水管62参与进来、连同一级疏水管61一起排水，类似地，若进入疏水室2的疏水流量进一步增大，则进入水封室8的疏水水位被进一步抬高，此时三级疏水管63亦参与进来、连同一级疏水管61和二级疏水管62一起排水，从而保证本发明疏水室2内的水位不会过高，不会淹没流体接入管3，确保机组安全运行。

实施例2

本实施例的其它内容与实施例1相同，不同之处在于：凝结水室和水封室集成在同一壳体内，疏水室布置在另一壳体内，两个壳体按照实施例1的相对结构位置组合在一起，它们之间的通流部分通过对应的管道连接即可，相邻水室之间过渡处的通流面积及凝结水室的通流面积和水封室的通流面积分别相等。

实施例3

本实施例的其它内容与实施例1或2相同，不同之处在于：凝结水室和水封室分别为一间，它们以相对位置组合在疏水室的一个端部。

以上各实施例仅用以说明本发明，而非对其限制；尽管参照上述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：本发明依然可以对上述各实施例中的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的精神和范围。

Claims (7)

1.一种流体消能装置，所述消能装置具有疏水室（2），所述疏水室（2）上设有流体接入管（3）、喷水管（4）、通汽口（5）和疏水管系（6），其特征在于：所述消能装置还具有凝结水室（7）和水封室（8），所述凝结水室（7）布置在疏水室（2）的底部、且与疏水室（2）相通，所述水封室（8）与凝结水室（7）的底部相通，在水封室（8）上设有连接凝汽器（12）用的压力平衡口（10），水封室（8）高于凝结水室（7）的部位连接疏水管系（6）的进水端，所述疏水管系（6）按进水端在水封室（8）上的不同连接高度分为多级，各级疏水管的横截面积按从低到高的排级顺序呈由大到小的规律变化。

2.根据权利要求1所述流体消能装置，其特征在于：所述凝结水室（7）、水封室（8）、以及凝结水室（7）和水封室（8）过渡处的通流面积分别相等。

3.根据权利要求1或2所述流体消能装置，其特征在于：所述凝结水室（7）、水封室（8）和疏水室（2）集成在同一壳体（1）内。

4.根据权利要求3所述流体消能装置，其特征在于：所述凝结水室（7）和水封室（8）分别为两间，它们以一一对应配套的方式分成两组、分置在疏水室（2）的两端；每组凝结水室（7）和水封室（8）由隔板（9）分隔，凝结水室（7）和水封室（8）之间以存水弯结构过渡。

5.根据权利要求1所述流体消能装置，其特征在于：所述喷水管（4）为环形结构。

6.根据权利要求1或2所述流体消能装置，其特征在于：所述凝结水室（7）、水封室（8）或凝结水室（7）与水封室（8）之间的过渡处设有带阀门的放水口（11）。

7.根据权利要求1所述流体消能装置，其特征在于：所述疏水管系（6）的出水端从疏水室（2）的底部引出、接入凝汽器（12）内。