CN111765777B - 复合型汽轮机冷凝器及蒸汽系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽轮机冷却设备领域，提供一种复合型汽轮机冷凝器及蒸汽系统。该复合型汽轮机冷凝器，包括壳体，所述壳体设有蒸汽进口，还包括冷油器，所述冷油器集成于所述壳体内部并对应于所述蒸汽进口设置。本发明提供的复合型汽轮机冷凝器，将冷却润滑油的冷油器和冷却高温蒸汽的冷凝器集成在一起，在解决现有汽轮机冷凝器空间利用不充分问题的同时还能有效减小汽轮机冷却系统所占用的空间。

Description

复合型汽轮机冷凝器及蒸汽系统

技术领域

本发明涉及汽轮机冷却设备技术领域，尤其涉及一种复合型汽轮机冷凝器及蒸汽系统。

背景技术

汽轮机组是火电厂的常见设备，其重要辅机冷凝器构成构成电力热循环中的重要环节，对整个火电厂的建设和安全、经济运行起决定性作用。借助冷凝器将在汽轮机排气口造成较高真空，使蒸汽在汽轮机中膨胀到最低压力，增大蒸汽在汽轮机中的可用焓降，提高循环热效率，同时还可以将汽轮机的低压缸排出的蒸汽凝结成水，重新送回锅炉进行循环。

为了使蒸汽进入冷凝器后快速扩散，常见的冷凝器一般在正对进汽口的部位不布置换热管，对冷凝器内部空间造成一定的浪费。另外，冷凝器仅用于冷却汽轮机排处的蒸汽，功能单一。

发明内容

本发明的目的是提供复合型汽轮机冷凝器及蒸汽系统，用以解决现有的汽轮机冷凝器存在空间浪费且作用单一的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种复合型汽轮机冷凝器，包括壳体，所述壳体设有蒸汽进口，还包括冷油器，所述冷油器集成于所述壳体内部并对应于所述蒸汽进口设置。

在上述实施例基础上，还包括设有多个通孔的挡板，所述壳体的一端设置有出口封头，所述挡板可转动安装于所述出口封头内并与所述冷油器对应设置以调整所述冷油器中的冷却水流量。

在上述实施例基础上，所述壳体上固定安装出口端板，所述出口端板设有出水口，当所述挡板处于关闭位置时，所述通孔与所述出水口一一对应设置。

在上述任一实施例基础上，所述冷油器包括外壳，所述外壳的宽度沿汽轮机蒸汽的流动方向逐渐增大。

在上述实施例基础上，所述外壳的截面呈水滴状。

在上述实施例基础上，当所述通孔的轴线与所述冷油器中换热管的轴线重合时，所述挡板平行于所述壳体的端面。

在上述实施例基础上，所述挡板的边缘处凸设或固定连接转动轴，所述转动轴外伸于所述壳体并与所述壳体转动连接。

在上述实施例基础上，所述转动轴沿所述壳体的长度方向或平行于所述壳体的端面方向延伸。

在上述实施例基础上，所述转动轴与外部旋转驱动相连。

除此之外，本发明实施例还提供了一种蒸汽系统，包括汽轮机及如上所述的复合型汽轮机冷凝器，所述汽轮机的排汽口与所述蒸汽进口相连。

本发明提供的复合型汽轮机冷凝器，将冷却润滑油的冷油器和冷却高温蒸汽的冷凝器集成在一起，在解决现有汽轮机冷凝器空间利用不充分问题的同时还能有效减小汽轮机冷却系统所占用的空间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例复合型汽轮机冷凝器的主视图；

图2为图1所示复合型汽轮机冷凝器在A-A处的剖视图；

图3为图1所示复合型汽轮机冷凝器在B-B处的剖视图。

图中：10、壳体；11、第一换热管；12、蒸汽进口；13、蒸汽出口；14、进口端板；15、出口端板；20、冷油器；21、外壳；22、第二换热管；30、出口封头；40、进口封头；50、挡板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”“第二”是为了清楚说明产品部件进行的编号，不代表任何实质性区别。“上”“下”“左”“右”的方向均以附图所示方向为准。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例复合型汽轮机冷凝器的主视图。如图1所示，该复合型汽轮机冷凝器包括壳体10及集成在壳体10内的冷油器20。图2为图1所示复合型汽轮机冷凝器在A-A处的剖视图。如图2所示，壳体10内设置有多根第一换热管11，第一换热管11内流通海水作为冷却水，第一换热管11外与壳体10内壁之间的空间用于流通汽轮机的高温蒸汽，高温蒸汽与冷却水发生热交换冷凝成水后排出。具体地，如图1和2所示，壳体10上开设有蒸汽进口12和蒸汽出口13，高温蒸汽从蒸汽进口12进入后经海水冷却后产生冷凝水，冷凝水从蒸汽出口13处排出。

冷油器20集成在壳体10的内部。图3为图1所示复合型汽轮机冷凝器在B-B处的剖视图，如图2和图3所示，冷油器20包括外壳21及设置在外壳21内的多根第二换热管22；第二换热管22内流通海水作为冷却水，第二换热管22与外壳21之间的孔隙用于流通润滑油；润滑油经过海水冷却后排出供再次使用。由此，本发明实施例提供的复合型汽轮机冷凝器将冷却润滑油的冷油器和冷却高温蒸汽的冷凝器集成在一起，在解决现有汽轮机冷凝器空间利用不充分问题的同时还能有效减小汽轮机冷却系统所占用的空间。

如图1所示，壳体10的一端设置有出口封头30，另一端设置有进口封头40；出口封头30与进口封头40属于本领域的常规设置，具体连接关系不再展开描述。在上述实施例基础上，如图1所示，本发明实施例提供的复合型汽轮机冷凝器还包括挡板50，挡板50可转动安装于出口封头30内并与冷油器20对应设置。在挡板50上设有多个通孔，随着挡板50的转动，至少部分通孔的轴线可与第二换热管22的轴线重合。需要说明的是，通孔的数量可以多于冷油器20内第二换热管22的数量，也可以少于或等于第二换热管22的数量，对此本发明实施例不做具体限定。

该复合型汽轮机冷凝器，挡板50转动后，其上的通孔与第二换热管22的对应关系发生变化。需要说明的是，挡板50对壳体10中第一换热管11流出的冷却水不起阻挡作用。也即，挡板50旋转过程中，挡板50在壳体10纵向截面上的投影仅对应于相应的冷油器20。壳体10的纵向指的是平行于壳体10的端面的方向，横向指的是壳体10的长度方向。具体地，在某一位置处，通孔的孔轴与第二换热管22的轴线重叠，此时挡板50的阻挡作用最小，第二换热管22中的冷却水沿通孔快速流出，定义该位置为挡板50的关闭位置。当冷油器20内的冷却水需求量减小时，转动挡板50，挡板50阻挡第二换热管22排出的冷却水，由此导致冷油器20中冷却水的出口流动阻力增大，而安装在第一换热管11中冷却水的出口流动阻力基本不变，从而可以调整第二换热管22和第一换热管11之间的冷却水流量分配情况，进而适应不同工况。

本发明实施例提供的复合型汽轮机冷凝器，出口封头30内布设有挡板50，借助旋转安装的挡板50可以调节壳体10中第一换热管11和冷油器20之间的冷却水流量分配，以适应不同的工况。

具体地，如图1所示，壳体10上固定安装进口端板14及出口端板15，冷油器20的两端分别固定安装于进口端板14和出口端板15，壳体10内的第一换热管11架设在进口端板14和出口端板15上。进口端板14对应壳体10内的第一换热管11和冷油器20内的第二换热管22开设有进水口，海水进入进口封头40后分散从进水口进入第一换热管11和第二换热管22；出口端板15对应壳体10内的第一换热管11和冷油器20内的第二换热管22开设有出水口，以便升温后的冷却水顺利排出。当挡板50处于关闭状态时，至少部分通孔与出水口同轴。

在上述实施例的基础上，通孔与出水口一一对应设置，也即通孔的数量与冷油器20内第二换热管22的数量相一致，从而优化挡板50需要加工的孔结构数量，降低加工成本。

其中，挡板50的形状与冷油器20中外壳21内截面的形状一致。比如，冷油器20的外壳21为圆筒状，对应的，挡板50为圆形板。

本发明实施例提供的复合型汽轮机冷凝器，外壳21沿汽轮机蒸汽的流动方向逐渐增大，也即沿蒸汽进口12到蒸汽出口13的方向外壳21外形逐渐增大，以便充分引导蒸汽快速扩散到壳体10内部。比如，外壳21的外表面呈水滴状。当然，外壳21的外壁可以弧线渐变或者直线渐变，对此本发明实施例不做具体限定。

在上述任一实施例的基础上，当挡板50处于关闭位置时，通孔的轴线与冷油器20中第二换热管22的轴线重合，此时，挡板50平行于冷油器20的端面，也即，挡板50沿冷油器20的纵向延伸。

其中，挡板50的边缘处凸设或固定连接转动轴，转动轴外伸于壳体10并与壳体10转动连接，借由转动轴转动即可实现挡板50的旋启。转动轴的延伸方向可以沿壳体10的长度方向，此时，旋转转动轴后，挡板50向外壳21的一侧转动，使得通孔与第二换热管22部分对应或不对应，从而调整第二换热管22内冷却水的出口流动阻力；当然，转动轴的延伸方向还可以平行于壳体10的端面，此时旋转挡板50同样可以调整通孔与冷却管管口的对应面积，进而调整出口流动阻力。两种情形下，转动轴均沿自身轴线转动。转动轴与壳体10的连接处设有密封结构，避免内部流体渗出。

转动轴可以仅有一个。当转动轴的延伸方向沿壳体10的长度方向时，优选的，转动轴位于挡板50的非中心位置。当转动轴的延伸方向平行于壳体10的端面时，优选的，如图1所述，转动轴安装在挡板50的顶部，旋转转动轴，则挡板50向外部旋转，由此，挡板50的旋启方向与冷却水的流向一致，有助于快速排出冷却水，提高冷却效率。

其中，为了提高转动的稳定性，挡板50上设置有两个转动轴，两个转动轴相对设置于挡板50。当挡板50为圆形板时，两个转动轴布设在挡板50某一直径的两端。

其中，转动轴与外部旋转驱动相连，以实现自动化控制。当然，也可以采用人工方式调整流量分配。

除此之外，本发明实施例还提供了一种蒸汽系统，包括汽轮机及如上所述的复合型汽轮机冷凝器，汽轮机的排汽口与蒸汽进口12相连，借助复合型汽轮机冷凝器集成蒸汽系统中的传统冷油器和冷凝器，减少空间占用。另外，借助复合型汽轮机冷凝器中的挡板50，可以调整进入第一换热管11和第二换热管22中的冷却水分配情况，进而可以根据蒸汽系统的运行情况进行调整，无需更换设备。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述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：其依然可以对前述各实施例所记载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各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种复合型汽轮机冷凝器，包括壳体，所述壳体设有蒸汽进口，其特征在于，还包括冷油器，所述冷油器集成于所述壳体内部并对应于所述蒸汽进口设置。

2.根据权利要求1所述的复合型汽轮机冷凝器，其特征在于，还包括设有多个通孔的挡板，所述壳体的一端设置有出口封头，所述挡板可转动安装于所述出口封头内并与所述冷油器对应设置以调整所述冷油器中的冷却水流量。

3.根据权利要求2所述的复合型汽轮机冷凝器，其特征在于，所述壳体上固定安装出口端板，所述出口端板设有出水口，当所述挡板处于关闭位置时，所述通孔与所述出水口一一对应设置。

4.根据权利要求1-3任一项所述的复合型汽轮机冷凝器，其特征在于，所述冷油器包括外壳，所述外壳的宽度沿汽轮机蒸汽的流动方向逐渐增大。

5.根据权利要求4所述的复合型汽轮机冷凝器，其特征在于，所述外壳的截面呈水滴状。

6.根据权利要求2或3所述的复合型汽轮机冷凝器，其特征在于，当所述通孔的轴线与所述冷油器中换热管的轴线重合时，所述挡板平行于所述壳体的端面。

7.根据权利要求2或3所述的复合型汽轮机冷凝器，其特征在于，所述挡板的边缘处凸设或固定连接转动轴，所述转动轴外伸于所述壳体并与所述壳体转动连接。

8.根据权利要求7所述的复合型汽轮机冷凝器，其特征在于，所述转动轴沿所述壳体的长度方向或平行于所述壳体的端面方向延伸。

9.根据权利要求7所述的复合型汽轮机冷凝器，其特征在于，所述转动轴与外部旋转驱动相连。

10.一种蒸汽系统，其特征在于，包括汽轮机及如权利要求1-9任一项所述的复合型汽轮机冷凝器，所述汽轮机的排汽口与所述蒸汽进口相连。

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