CN109307440A - 一种提高水环式真空泵效率的系统及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高水环式真空泵效率的系统及装置，所述水环式真空泵抽气(汽)管道连接凝汽器和混合式换热器，混合式换热器与抽气(汽)管道接口上方安装有环形除盐水管道，所述供水管道上安装有一定数量和一定倾斜角度的雾化喷嘴，使抽气(汽)管道中的水蒸汽与除盐水充分换热，凝结气‑汽混合物中的水蒸汽，提高真空泵抽气效率。本发明同时还给出了相应的提高水环式真空泵抽气(汽)的系统及装置。本发明将除盐冷却水雾化后持续不断地喷洒到真空泵抽气(汽)的混合式换热器中，使除盐水与抽气管道中的水蒸汽充分混合换热凝结，弥补了真空泵出力不足的问题，本发明解决了真空泵效率低、改善了凝汽器真空，提高了机组的热经济性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于提高电厂水环式真空泵效率的系统及装置，属于发电技术领域。
背景技术
在汽轮机组运行过程中，其低压缸排汽口不断向凝汽器排汽，目前大多数机组都是利用循环冷却水通过表面式换热器来冷凝机组的排汽。凝汽器系统主要由凝汽器、水环式真空泵、抽空气管道及有关的辅助设备组成。为了维持凝汽器的真空，凝汽器通过管道与水环式真空泵相连接，水环式真空泵连续不断的将凝汽器中的不凝结气体抽出，水环式真空泵在工作过程中抽出的是气-汽混合物。被抽出的气-汽与水环式真空泵中的工作液混合使得水蒸汽凝结，由于气-汽混合物具有一定的温度，这势必会导致水环式真空泵的工作液温度升高，致使水环式真空泵工作效率降低。
现有系统中，凝汽器至水环式真空泵的抽空气管道中没有任何辅助设备或系统，由于气-汽混合物具有一定的温度将使得水环式真空泵的效率急剧降低。
专利号为201320706698.X的文件1：水环式真空泵冷却系统。该文件1在工作水管道与水环式真空泵之间设置了热交换器，热交换器的设置使得气-汽混合物达到了冷却效果，但是该换热器的设置不仅增加了气阻而且增加了真空泵的功耗，随着工作时间的增加气-汽混合物中蒸汽将凝结，蒸汽凝结后的水会使热交换器的效率逐渐降低，最后堵塞热交换器，致使后期真空泵中抽入的是热交换器中的凝结水。
专利号为CN201620169703.1的文件2：一种凝汽器抽空气管道冷凝装置。问题1：结合文件2中权利要求1和权利要求2及结构示意图和实施方案，结合A-A、B-B、C-C剖面图和流场知识可知，该结构的设置大大阻碍了气-汽混合物的流动，非常不利于流体的流动，无疑会降低凝汽器的抽空气效果。问题2：文件2中冷凝器的入水口工作介质为化学水或制冷装置的冷冻水，多余的化学水或冷冻水可通过管道排入凝汽器。根据专业知识可知，冷冻水是品质很差的水，不应该排入凝汽器，此处设计存在很大问题。问题3：该系统中还设置有气封装置，更进一步增加了加工工艺的困难程度。综上所述文件2在系统的设置上及结构的设计中均存在一定程度的问题，不适宜在电厂中推广。
发明内容
在火电厂或核电厂凝汽器水环式真空泵系统中，从凝汽器抽出的气-汽混合物中，三分之二是水蒸汽，三分之一是空气，由于水蒸汽遇冷可发生相变，空气不发生相变。本发明解决的技术问题是提供一种提高水环式真空泵效率的系统及装置，进一步改善真空泵工作状态，提高机组的热经济性。
本发明解决技术问题的技术方案为：1.在真空泵与凝汽器连通的管道上设计混合式换热器，在距离混合式换热器进口上方一定位置紧贴壁面处设计环形除盐水供水管道，在除盐水管道上安装一定倾斜角度和一定数量的雾化喷嘴。气-汽混合物进入换热器中与雾化的除盐水充分混合，水蒸汽便会凝结，汇集到换热器底部，汇流入凝汽器中；不凝结气体在真空泵作用下被抽出换热器。2.设计真空泵工作液换热器。带有一定温度的不凝结气体与真空泵工作液混合换热后，使得工作液温度升高，降低真空泵效率。该处换热器热源工质为真空泵工作液，冷源工质为空调冷冻水(循环水作为补充水源)。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明可以有效的将抽真空管道中水蒸汽充分凝结，所设计的结构合理，有效解决了文件2所设计结构的流场问题，提高了真空泵工作效率。本发明回收了高品质凝结水，改善了混合式换热器流场，合理利用了空调冷冻水，提高了真空泵工作效率，改善了机组真空。
附图说明：
图1为提高水环式真空泵效率的系统及装置示意图。
图1所示为本发明所涉及的提高水环式真空泵效率的系统及装置包括：换热器1、水泵1、水环式真空泵系统、凝汽器、混合式换热器、水泵2、换热器2、除盐水箱、水泵3、雾化喷嘴。
图2为喷水管道示意图。
图2所示为本发明所涉及的喷水管道示意图，其中，A-A截面处喷水管道靠连接在混合式换热器内壁的环形支撑架支撑或其他形式进行固定，支撑架上安装的雾化喷嘴以一定角度安装在喷水管道上，雾化喷嘴的数量根据冷却水量的多少进行确定。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步描述：
图中各标号为：1.换热器(1)；2.水泵(1)；3.水环式真空泵系统；4.凝汽器；5.混合式换热器；6.水泵(2)；7.换热器(2)；8.除盐水箱；9.水泵(3)；10.雾化喷嘴；
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
水环式真空泵抽真空管道冷却方法：
在水环式真空泵运行过程中，抽气(汽)管道连接凝汽器4与混合式换热器5，混合式换热器5与抽气(汽)管道连接的上方布置有环形管道，环形管道上安装有一定角度一定数量的雾化喷嘴，雾化喷嘴的水来自除盐水箱，当混合式换热器5中有气(汽)流过时，除盐水经雾化后喷入混合式换热器5，气-汽混合物中的水蒸汽将充分凝结，经混合式换热器底部聚集，达到一定水位时，水泵(2)6开始工作，混合式换热器5中的凝结水送入换热器(2)7中，经冷冻水或循环冷却水冷却后返回除盐水箱。
混合式换热器5中的不凝结气体经管道送入水环式真空泵系统3，水环式真空泵系统中设置有适量的水作为工质，当叶轮旋转时，水被叶轮抛向四周，由于离心力的作用，水形成了一个与泵腔形状近似等厚的封闭圆环，叶轮轮毂与水环之间形成若干小腔，水环式真空泵靠泵腔容积的变化实现吸气、压缩和排气的功能，之后排入大气环境。水环式真空泵系统的抽气能力直接影响到凝汽器内不凝结气体的含量，进而影响到机组的效率，而真空泵的抽气能力主要受工质温度的影响。水环式真空泵系统的工质为除盐水，由于抽气管道中不凝结气体具有一定的温度，会致使水环式真空泵工作液温度升高，为此，水环式真空泵工质经水泵(1)2进入换热器(1)1中，与冷冻水或循环水进行换热，回流入除盐水箱，水环式真空泵系统中工作液来自于除盐水箱。
本发明具有以下优点：
(1)除盐冷却水在混合式换热器5经雾化后连续不断地喷入混合式换热器5，机组正常运行时，除盐水与抽汽之间可以不间断地进行换热，使凝结的抽汽量增加，从而改善了真空泵的效率，这对改善机组真空和提高机组热经济性是很有意义的。
(2)冷冻水或循环水与真空泵工作循环液进行换热，降低了真空泵工作循环液的温度，进一步改善了真空泵的效率，有力地保证了真空泵系统的抽气效果。
(3)凝汽器中的空气析出，改善了凝汽器中冷却管和机组排汽的换热效果。
上述实施例仅仅是本发明优选的几个实施方式，并非用于对本发明保护范围的限定，在不脱离本发明核心技术的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明技术方案做出的各种等同变形或改进，均应落入本发明的的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种提高水环式真空泵效率的系统及装置，由换热器(1)、水泵(1)、水环式真空泵系统、凝汽器、混合式换热器、水泵(2)、换热器(2)、除盐水箱、水泵(3)、雾化喷嘴、空调冷冻水储水装置等组成。其特征在于：混合式换热器距离抽气管道与其连接处一定位置的地方布置有除盐水雾化装置。
2.根据权利要求1所述一种提高水环式真空泵效率的系统及装置，在混合式换热器壁面布置有环形除盐水供水管道，供水管道与除盐水箱相连，换热器壁面环形供水管道上安装有一定倾斜角度和一定数量的雾化喷头。
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