CN113266816A - 一种组合式高压加热器 - Google Patents

Abstract

一种组合式高压加热器，涉及一种高压加热器。本发明解决了现有蛇形管高压加热器虽然管路布置简单，但其造价过高，制造难度大的问题。本发明筒体(1)水平设置，且筒体(1)的上端中部开设上级疏水入口(1‑1)，筒体(1)的下端中部开设接管(1‑2)；它还包括左管板(2)、右管板(3)、左水室(4)、右水室(5)、左换热单元和右换热单元；左管板(2)和右管板(3)分别左右对称安装在筒体(1)的左右两个端部，左水室(4)和右水室(5)分别安装在左管板(2)的外侧和右管板(3)的外侧，左换热单元和右换热单元左右对称安装在筒体(1)内部。本发明用于火电发热机组。

Description

一种组合式高压加热器

技术领域

本发明涉及一种高压加热器，具体涉及一种组合式高压加热器。

背景技术

火力发电机组通常配有高压加热器，从最初的5MW～660MW超超临界机组，高压加热器一般以U型管式高压加热器为主，而1000MW超超临界二次再热机组，由于其压力过高，导致U型管高加的管板及水室封头过厚，材料和制造技术遇到了一定的瓶颈，而被迫采用双列布置形式或者采用蛇形管高于加热器。双列布置的高压加热器具有附件多，管路复杂的特点；而蛇形管高压加热器虽然管路布置简单，但其造价过高，制造难度大。

因此，迫切需要一种结构相对简单，造价低廉一点的加热器。

发明内容

本发明为了解决现有蛇形管高压加热器虽然管路布置简单，但其造价过高，制造难度大的问题。提供了一种组合式高压加热器。

本发明的技术方案是一种组合式高压加热器，它包括筒体1，筒体1水平设置，且筒体1的上端中部开设上级疏水入口1-1，筒体1的下端中部开设接管1-2；它还包括左管板2、右管板3、左水室4、右水室5、左换热单元和右换热单元；左管板2和右管板3分别左右对称安装在筒体1的左右两个端部，左水室4和右水室5分别安装在左管板2的外侧和右管板3的外侧，左换热单元和右换热单元左右对称安装在筒体1内部；左水室4和右水室5均为半圆形水室，左水室4的圆弧段上水平开设左人孔4-1，左水室4的圆弧段左上部和左下部分别开设左给水出口4-2和左给水进口4-3，右水室5的圆弧段上水平开设右人孔5-1，右水室5的圆弧段右上部和右下部分别开设右给水出口5-2和右给水进口5-3。

左换热单元包括左换热器6、左疏水冷却段7、左凝结段8和左过热蒸汽冷却段9，左换热器6水平安装在筒体1内的左侧，且左换热器6与左管板2连接，左凝结段8安装在左换热器6的右侧上，筒体1的上部开设左蒸汽进口1-3，筒体1的下部开设左疏水出口1-4，左过热蒸汽冷却段9安装在左换热器6的左侧上部，左疏水冷却段7安装在左换热器6的左侧下部，左疏水冷却段7和左过热蒸汽冷却段9分别与左蒸汽进口1-3和左疏水出口1-4连通。

右换热单元包括右换热器10、右疏水冷却段11、右凝结段12和右过热蒸汽冷却段13，右换热器10水平安装在筒体1内的右侧，且右换热器10与右管板3连接，右凝结段12安装在右换热器10的左侧上，右过热蒸汽冷却段13安装在右换热器10的右侧上部，右疏水冷却段11安装在右换热器10的右侧下部，筒体1的右侧上部开设有右蒸汽进口1-5，筒体1的右侧下部开设有右疏水出口1-6，右疏水冷却段11与右疏水出口1-6连通，右过热蒸汽冷却段13与右蒸汽进口1-5连通。

本发明与现有技术相比具有以下改进效果：

1、本发明提出了一种相对简单的组合式新型高压加热器，本发明将双列(左侧为A列和右侧为B列)高压加热器壳程合二为一，原双列高压加热器需要的蒸汽管道和疏水管道为独立的管路，采用本组合式加热器后，可采用一根管路，仅在加热器入口处分成两段，节约了管道；原双列高压加热器为两组独立的壳程，分别配有水位仪表和安全阀等附件，本发明所述的加热器壳程仅为一组，节约了50％的水位仪表和安全阀，大大降低了高压加热器的造价。

2、本发明针对的是1000MW二次再热机组高压加热器，结构简单，运行安全可靠性，解决了采用传统双列高压加热器及蛇形管高压加热器存在的成本高、投资大的问题(双列高压加热器为传统的U型管式，布置成相同的两路，每列分担50％的给水流量；蛇形管高压加热器为采用两组联箱、蛇形换热管、壳体组成，其相比U管高加重、体积大)。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式：结合图1说明本实施方式，一种组合式高压加热器包括筒体1，筒体1水平设置，且筒体1的上端中部开设上级疏水入口1-1，筒体1的下端中部开设接管1-2；它还包括左管板2、右管板3、左水室4、右水室5、左换热单元和右换热单元；左管板2和右管板3分别左右对称安装在筒体1的左右两个端部，左水室4和右水室5分别安装在左管板2的外侧和右管板3的外侧，左换热单元和右换热单元左右对称安装在筒体1内部；左水室4和右水室5均为半圆形水室，左水室4的圆弧段上水平开设左人孔4-1，左水室4的圆弧段左上部和左下部分别开设左给水出口4-2和左给水进口4-3，右水室5的圆弧段上水平开设右人孔5-1，右水室5的圆弧段右上部和右下部分别开设右给水出口5-2和右给水进口5-3。

本实施方式与传统的双列U型管高压加热器相比，具有两块管板，两组换热管，两组过热蒸汽冷却段和疏水冷却段。其排列结构不同，这种不同的排列形式不仅仅是现有技术的简单组合，而是通过对称的结构设置，在满足使用要求的情况下，结构简单，有效的节省了蒸汽管道和疏水管道，还有水位仪表，进而进一步降低生产成本。

本发明主要应用于1000MW超超临界二次再热机组高压加热器系统，代替传统的双列高压加热器和蛇形管高压加热器。

本实施方式在实际使用时，筒体1优选为圆形筒体或方形筒体。筒体在实际生产制造过程中，采用焊接的形式进行加工制造。当采用方形筒体时，便于对筒体的结构进行相应检修。

本实施方式的左管板2和右管板3为圆形管板组件时，左管板2和右管板3的管径大于圆形筒体1的管径，便于与左、右换热单元进行无缝连接。同时，左管板2和右管板3两侧的左水室4和右水室5在与左、右换热单元进行配合换热时，介质在经过左管板2和右管板3与介质经过左、右换热单元的换热器时，具有压差，保证换热的顺利进行，而且还能够有效的防止左、右换热单元中的换热器长期使用后，易出现换热管内结渣和堵塞的问题，通过介质压差和换热循环能够有效避免换热管的堵塞和结渣问题。

本实施方式的左水室4和右水室5外侧部之所以采用了半圆球形的设计，综合考虑了换热介质在进出水室时的流体受力情况，避免介质在流出时对采用其他形状的水室内侧壁造成过大的流体冲击，保证换热安全有效的进行。

本发明的左换热单元包括左换热器6、左疏水冷却段7、左凝结段8和左过热蒸汽冷却段9，左换热器6水平安装在筒体1内的左侧，且左换热器6与左管板2连接，左凝结段8安装在左换热器6的右侧上，筒体1的上部开设左蒸汽进口1-3，筒体1的下部开设左疏水出口1-4，左过热蒸汽冷却段9安装在左换热器6的左侧上部，左疏水冷却段7安装在左换热器6的左侧下部，左疏水冷却段7和左过热蒸汽冷却段9分别与左蒸汽进口1-3和左疏水出口1-4连通。

本实施方式中的左换热单元中的左疏水冷却段7和左过热蒸汽冷却段9上均安装有多个隔板，多个隔板上下布置，且相邻两个隔板上下交错设置，隔板的一端分别于顶板和底板连接，隔板的另一端与顶板和底板之间留有间隙，所述间隙为隔板长度的五分之一至四分之一。

之所以采用上述技术手段，主要是为了能够保证水介质或者蒸汽介质在流动时，能够以蛇形的形式流经换热器，增加与换热器的接触面积和接触时间，进而实现换热效率的提高。

另外，对于隔板与顶板或者底板之间的间隙选择上，采用本发明的间隙设置，是为了保证介质的流通速度能够满足在与换热器充分接触的同时，还能够加快流速，达到热效率的最大化转化。

如果间隙过大，则会导致换热效果差，介质与换热器的接触时间过少。如果间隙过少，又会导致单位时间内，介质的换热量少，换热效率低。

做为优选，本实施方式中的左过热蒸汽冷却段9中，当蒸汽首先通过左蒸汽进口1-3进入的时候，是先与换热器平行流动的，当遇到了左过热蒸汽冷却段9的竖直挡板时，介质向下流动，在隔板的阻隔下向下运动，直到介质(指蒸汽)在隔板与底板之间的间隙处向上运动，形成蛇形运动。

其中，图1中的箭头方向表示的就是蒸汽介质和水介质的流动方向，尤其是蒸汽介质和水介质的蛇形流动方向。

本实施方式中的右换热单元包括右换热器10、右疏水冷却段11、右凝结段12和右过热蒸汽冷却段13，右换热器10水平安装在筒体1内的右侧，且右换热器10与右管板3连接，右凝结段12安装在右换热器10的左侧上，右过热蒸汽冷却段13安装在右换热器10的右侧上部，右疏水冷却段11安装在右换热器10的右侧下部，筒体1的右侧上部开设有右蒸汽进口1-5，筒体1的右侧下部开设有右疏水出口1-6，右疏水冷却段11与右疏水出口1-6连通，右过热蒸汽冷却段13与右蒸汽进口1-5连通。

本实施方式与左换热单元对称设置，其结构也呈对称的形式布置。

本实施方式的左疏水冷却段7和左过热蒸汽冷却段9、右疏水冷却段11和右过热蒸汽冷却段13的介质流动方向均为蛇形。

采用蛇形的介质流动方向，介质换热效率可靠。

优选地，接管1-2为蒸汽疏水进口接管或危急疏水圆形接管。

优选地，左给水出口4-2的管段中心线和左给水进口4-3的管段中心线与竖直方向向左呈30度夹角；右给水出口5-2的管段中心线和右给水进口5-3的管段中心线与竖直方向向右呈30度夹角。

本实施方式对给水进口和出口管的管段中心线偏移的角度进行了限定，便于水室在实现循环的过程中，没有阻力。

本实施方式在实际使用时，能够快速有效的实现介质在换热器的换热循环。

结合图1说明本发明的工作原理：

首先，组合式高压加热器给水分别从左给水进口4-3和右给水进口5-3进入左换热器和右换热器的换热管中。

其次，介质经左疏水冷却段7和右疏水冷却段11、左凝结段8和右凝结段12、左过热蒸汽冷却段9和右过热蒸汽冷却段13.

第三：介质被加热后，从左给水出口4-2和右给水出口5-2流出；

第四：汽轮机的抽汽经两根管道分别从左蒸汽进口1-3、右蒸汽进口1-5进入；

第五：蒸汽通过蒸汽通道进入左过热蒸汽冷却段9和右过热蒸汽冷却段13，被左换热器6和右换热器10中的换热管管内给水冷却后，分别进入左凝结段8和右凝结段12中；

第六：左凝结段8和右凝结段12中的介质继续被换热管内的给水冷却，冷凝成为凝结水，凝结水落到筒体底部，然后分别进入左疏水冷却段7和右疏水冷却段11，被换热管内给水进一步冷却段后最终分别从左疏水出口1-4和右疏水出口1-6流出。

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)

1.一种组合式高压加热器，它包括筒体(1)，筒体(1)水平设置，且筒体(1)的上端中部开设上级疏水入口(1-1)，筒体(1)的下端中部开设接管(1-2)；其特征在于：它还包括左管板(2)、右管板(3)、左水室(4)、右水室(5)、左换热单元和右换热单元；

左管板(2)和右管板(3)分别左右对称安装在筒体(1)的左右两个端部，左水室(4)和右水室(5)分别安装在左管板(2)的外侧和右管板(3)的外侧，左换热单元和右换热单元左右对称安装在筒体(1)内部；

左水室(4)和右水室(5)均为半圆形水室，左水室(4)的圆弧段上水平开设左人孔(4-1)，左水室(4)的圆弧段左上部和左下部分别开设左给水出口(4-2)和左给水进口(4-3)，右水室(5)的圆弧段上水平开设右人孔(5-1)，右水室(5)的圆弧段右上部和右下部分别开设右给水出口(5-2)和右给水进口(5-3)。

2.根据权利要求1的一种组合式高压加热器，其特征在于：左给水出口(4-2)的管段中心线和左给水进口(4-3)的管段中心线与竖直方向呈30度夹角；右给水出口(5-2)的管段中心线和右给水进口(5-3)的管段中心线与竖直方向呈30度夹角。

3.根据权利要求2的一种组合式高压加热器，其特征在于：左换热单元包括左换热器(6)、左疏水冷却段(7)、左凝结段(8)和左过热蒸汽冷却段(9)，左换热器(6)水平安装在筒体(1)内的左侧，且左换热器(6)与左管板(2)连接，左凝结段(8)安装在左换热器(6)的右侧上，筒体(1)的上部开设左蒸汽进口(1-3)，筒体(1)的下部开设左疏水出口(1-4)，左过热蒸汽冷却段(9)安装在左换热器(6)的左侧上部，左疏水冷却段(7)安装在左换热器(6)的左侧下部，左疏水冷却段(7)和左过热蒸汽冷却段(9)分别与左蒸汽进口(1-3)和左疏水出口(1-4)连通。

4.根据权利要求3的一种组合式高压加热器，其特征在于：左换热管(6)为U型换热管。

5.根据权利要求4的一种组合式高压加热器，其特征在于：左疏水冷却段(7)和左过热蒸汽冷却段(9)的介质流动方向均为蛇形。

6.根据权利要求5的一种组合式高压加热器，其特征在于：右换热单元包括右换热器(10)、右疏水冷却段(11)、右凝结段(12)和右过热蒸汽冷却段(13)，右换热器(10)水平安装在筒体(1)内的右侧，且右换热器(10)与右管板(3)连接，右凝结段(12)安装在右换热器(10)的左侧上，右过热蒸汽冷却段(13)安装在右换热器(10)的右侧上部，右疏水冷却段(11)安装在右换热器(10)的右侧下部，筒体(1)的右侧上部开设有右蒸汽进口(1-5)，筒体(1)的右侧下部开设有右疏水出口(1-6)，右疏水冷却段(11)与右疏水出口(1-6)连通，右过热蒸汽冷却段(13)与右蒸汽进口(1-5)连通。

7.根据权利要求6的一种组合式高压加热器，其特征在于：右换热器(10)为U型换热管。

8.根据权利要求7的一种组合式高压加热器，其特征在于：右疏水冷却段(11)和右过热蒸汽冷却段(13)的介质流动方向均为蛇形。

9.根据权利要求1或8的一种组合式高压加热器，其特征在于：接管(1-2)为蒸汽疏水进口接管或危急疏水圆形接管。

10.根据权利要求9的一种组合式高压加热器，其特征在于：左给水出口(4-2)的管段中心线和左给水进口(4-3)的管段中心线与竖直方向向左呈30度夹角；右给水出口(5-2)的管段中心线和右给水进口(5-3)的管段中心线与竖直方向向右呈30度夹角。

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