CN113465403B - 一种具有高稳定性的汽轮机辅机水冷凝汽器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及凝汽器技术领域，特别地，涉及一种具有高稳定性的汽轮机辅机水冷凝汽器，包括凝汽器主体、与凝气器主体连接的喉部和热井，还包括连接在喉部与凝气器主体之间的预冷机构；所述预冷机构包括两端敞口的壳体，以及设于壳体内的换热单元；所述换热单元包括若干并排间隔设置的第一板片，以及设于相邻两第一板片之间的第二板片，第一板片与第二板片内分别设有供冷却水流动的第一流道和第二流道；第一板片与第二板片之间围设形成汽冷区域。本方案中，通过设置预冷机构可以在气流进入冷凝器主体内之前进行预冷冷凝，使得后续汽流可以在冷凝器主体内进行更好的冷凝。

Description

一种具有高稳定性的汽轮机辅机水冷凝汽器

技术领域

本发明涉及凝汽器技术领域，特别地，涉及一种具有高稳定性的汽轮机辅机水冷凝汽器。

背景技术

凝汽器，是将汽轮机排汽冷凝成水的一种换热器。凝汽器属于汽轮机辅机设备，分为水冷凝汽器和空冷凝汽器两种。

现有的水冷凝汽器主要由凝汽器主体、喉部和热井组成，由喉部将热汽导入凝汽器主体内进行冷凝，冷凝后形成的冷凝水进入热井中。

然而现有的这种凝汽器，其一般是直接将热汽直接通过喉部导入冷凝器主体内的，未对其进行预冷，这样会造成后续的冷凝效果较为一般，不够稳定。

发明内容

有鉴于此，本发明目的是提供一种具有高稳定性的汽轮机辅机水冷凝汽器。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种具有高稳定性的汽轮机辅机水冷凝汽器，包括凝汽器主体、与凝气器主体连接的喉部和热井，还包括连接在喉部与凝气器主体之间的预冷机构；所述预冷机构包括两端敞口的壳体，以及设于壳体内的换热单元；所述换热单元包括若干并排间隔设置的第一板片，以及设于相邻两第一板片之间的第二板片，第一板片与第二板片内分别设有供冷却水流动的第一流道和第二流道；第一板片与第二板片之间围设形成汽冷区域；所述壳体的内下部向两侧凸出形成耳室，所述第一板片的两端向下延伸形成延伸段，所述延伸段设于耳室的侧方与耳室底壁固定；两延伸段之间固定连接有导板，其中导板的两端分别固定连接在两延伸段中部位置。

采用本方案的优点在于：

首先，本方案中，通过设置预冷机构可以在气流进入冷凝器主体内之前进行预冷冷凝，使得后续汽流可以在冷凝器主体内进行更好的冷凝。

其次，本方案中设置的预冷机构可以进行5次换热(具体的换热过程在具体实施方式部分进行具体阐述)，可以更好的起到预冷效果。

再者，本方案中第一板片和第二板片是相互叠压的，如此第一板片和第二板片之间便可以起到一个相互限位效果，使得第二板片之间的间隙，以及第一板片之间的间隙较为稳定，不易改变。

最后，第一板片和第二板片相互叠压的方式进行组装，可以方便组装工作，在实际操作时，无需特地的去控制校准第一板片之间的间隔或第二板片之间的间隔。

进一步的，所述第一板片中部呈上凸的弧形结构，第二板片的中部呈下凹的弧形结构；所述第一板片与第二板片的两侧重叠形成重叠区域；所述重叠区域通过连接组件连接。

进一步的，所述连接组件包括穿设在重叠区域的固定杆，以及螺纹连接在所述固定杆的两端的螺母，第一板片和第二板片压紧在第一螺母和第二螺母之间。

进一步的，所述第一板片位于重叠区域位置向内凸出形成第一导流段，第二板片位于重叠区域位置向内凸出形成第二导流段；

第一流道包括设于两延伸段内的第一侧流道、设于第一板片上凸的弧段内的第一中流道，以及设于两第一导流段内的第一分流道；所述第一分流道两端分别与第一侧流道和第一中流道连通；

第二流道包括设于第二板片下凹的弧段内的第二中流道，以及设于两第二导流段内的第二分流道；所述第二中流道两端分别与两第二分流道连通。

进一步的，还包括第一进水管、第二进水管、第一出水管，以及第二出水管；

两第一侧流道中，其中一个与第一进水管与连通，另一个与第一出水管连通；

两第二分流道中，其中一个与第二进水管连通，另一个与第二出水管连通。

进一步的，所述凝汽器主体包括机壳、设于机壳内的两隔板，以及设于机壳内的管束；通过两隔板将机壳内部分隔成中间的凝汽室，以及两侧的进水室和出水室；所述管束固定安装在凝汽室中，且管束的进水端与进水室连通，出水端与出水室连通。

进一步的，所述第一进水管和第二进水管均与出水室连通。

进一步的，所述导板两侧分别呈向两延伸段倾斜的斜面结构，且该斜面结构的较低端位于延伸段位置。

本方案的其他优点和效果在具体实施方式部分进行具体的阐述。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为预冷机构的外部示意图；

图3为预冷机构的内部结构示意图；

图4为换热单元的结构示意图；

图5为预冷机构的截面图；

图6为连接组件的结构示意图；

图7为第一板片的内部结构示意图；

图8为第二板片的内部结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详述，以使本发明技术方案更易于理解和掌握。

实施例：

如图1所示，本实施例提供一种具有高稳定性的汽轮机辅机水冷凝汽器，包括凝汽器主体1、与凝气器主体1连接的喉部2和热井3。

本实施例中，所述凝汽器主体1包括机壳11、设于机壳11内的两隔板12，以及设于机壳11内的管束13；

两隔板12竖直设置在机壳11内，通过两隔板12将机壳11内部分隔成中间的凝汽室14，以及两侧的进水室15和出水室16，换言之，凝汽室14一侧为进水室15，用于注入冷却水，另一侧为出水室16，用于排出冷却水；所述管束13固定安装在凝汽室14中，本实施例中管束13可以采用蛇形管，当然也可直接采用直管，在此不做限定，管束13两侧直接固定在两隔板12上；管束13的进水端与进水室15连通，管束13的出水端与出水室16连通，如此进水室15内的冷却水进入管束13内沿管束13流动，最终流入出水室16中排出，其中在进水室15上设有进水口，出水室16上设有出水口。

本实施例提供的凝汽器还包括连接在喉部2与凝气器主体1之间的预冷机构；如图2-图4所示，所述预冷机构包括壳体41，以及设于壳体41内的换热单元；壳体41两端敞口，其中一个敞口端与喉部2的出气端连接，另一个敞口端与凝汽室14上部连通，如此进入喉部2的热汽会先进入壳体41内被壳体41内的换热单元进行预冷换热，再进入凝汽室14内进行冷凝，如此便可提高冷凝效果。

本实施例中，所述换热单元包括若干并排间隔设置的第一板片42，以及设于相邻两第一板片42之间的第二板片43，第二板片43并排设置，换言之，第一板片42与第二板片43交错设置。需要说明的是第一板片42和第二板片43均为导热材质，比如铜片、铝片等。

如图7所示，第一板片42内设有供冷却水流动的第一流道，冷却水在第一流道内流动时，使得第一板片42处于低温状态，以对热汽进行换热预冷，如图8所示，第二板片43内设有供冷却水流动的第二流道，同样冷却水在第二流道内流动时，使得第二板片43处于低温状态，以对热汽进行换热预冷。

结合图5所示，第一板片42与第二板片43之间围设形成汽冷区域40，需要说明的是第一板片42在汽冷区域40上方间隔设置，以供气流通过，第二板片43在汽冷区域40下方间隔设置，以供气流通过。

结合图4和图5所示，所述壳体41的内下部向两侧凸出形成耳室411，耳室411的存在目的在于提供汽流流动的空间，其中耳室411的底壁可以设置成向下的斜面结构；所述第一板片42的两端竖直向下延伸形成延伸段421，所述延伸段421设于耳室411的侧方与耳室411底壁固定，这里所有的延伸段421整体形成一个类似于侧墙结构，挡在耳室411的内侧方，不同的是，由于第一板片42是间隔设置的，故而该侧墙可以供汽流通过；两延伸段421之间固定连接有导板46，其中导板46的两端分别固定连接在两延伸段421中部位置，通过导板46将延伸段421分成上下两部分，其目的在于将延伸段421分隔成上下两部分，从而使得汽流可以2次经过延伸段421进行预冷。

在本实施例中，所述导板46两侧分别呈向两延伸段421倾斜的斜面结构，且该斜面结构的较低端位于延伸段421位置，斜面结构的导板46可以更好的将汽流导向两侧。

预冷时，将冷却液分别导入第一流道和第二流道中，工作时，如图5所示，图5中箭头表示汽流方向，汽流由喉部2进入壳体41内，首先会通过第一板片42的间隔，如此在该间隔处进行第一次换热预冷，接着进入汽冷区域40内，在汽冷区域40内进行第二次换热预冷，接着通过第二板片43的间隔时，进行第三次换热预冷，气流继续向下，在导板46的阻流下，汽流向两侧流动，如此便会从延伸段421上部间隔之间通过进入耳室411，如此便进行了第四次换热预冷；耳室411内的汽流接着会从延伸段421的下部间隔通过，如此便可进行第五次换热预冷，最终由壳体41的下端进入凝汽室14内进行最终的冷凝。由此可见，本方案的预冷机构可以对汽流进行5次换热预冷，可以大大提高预冷效果。

而且第一板片42和第二板片43是相互叠压的，如此第一板片42和第二板片43之间便可以起到一个相互限位效果，具体的，在第一板片42的限制下，相邻两第二板片43难以向中间收拢；同样，在第二板片43的限制下，相邻的两第一板片42也难以向中间收拢，如此以保证第二板片43之间的间隙，以及第一板片42之间的间隙较为稳定，不易改变。

同时，这种第一板片42和第二板片43相互叠压的方式进行组装，可以方便组装工作，在实际操作时，无需特地的去控制校准第一板片42之间的间隔或第二板片43之间的间隔，因为只要将第二板片43置于两第一板片42之间与二者抵紧，此时两第一板片42之间的间隔便被固定，即第二板片43的厚度，同样，两第二板片43之间的间隔可由第一板片42厚度决定，如此在实际组装时，只用按照1个第一板片42，1个第二板片43的方式依次叠压便可快速的完成整个换热机构的组装，而无需花费精力去控制第一板片42的间隔，或第二板片43之间的间隔。

在本实施例中，所述第一板片42中部呈上凸的弧形结构，第二板片43的中部呈下凹的弧形结构；所述第一板片42与第二板片43的两侧重叠形成重叠区域，该重叠区域主要供第一板片42和第二板片43的组装固定，具体的，所述重叠区域通过连接组件连接。

需要说明的是，第二板片43的两端可以是竖直段，其固定在壳体41的内上部与壳体41的内壁固定，所述竖直段从重叠区域向上凸出一段形成凸出段(如图5中a部所示的阴影区域)，为了减少气流进入壳体41上方后从相邻两凸出段之间通过漏汽量，本实施例中，可以在相邻的两凸出段之间垫设密封垫，或者直接在相邻两凸出段之间填充密封胶，以堵住两凸出段之间的间隔，减少气流从该间隔逸出量。

本实施例中，如图6所示，所述连接组件包括穿设在重叠区域的固定杆51，以及螺纹连接在所述固定杆51的两端的螺母52，具体的，固定杆51两端均设有与螺母52适配的螺纹，第一板片42和第二板片43压紧在第一螺母52和第二螺母52之间，具体的，第一板片42和第二板片43位于重叠区域位置均开设有供固定杆51穿过的穿孔，安装时，将第一板片42和第二板片43通过穿孔，依次交叉穿设在两固定杆51上，然后在固定杆51的两端分别旋上螺母52，当然为了提高锁紧效果，可以先在固定杆51两端穿设垫片53，再旋上螺母52，不断旋紧螺母52，使螺母52最终通过垫片53将第一板片42和第二板片43压紧。

本实施例中，最外侧的两板片均为第一板片42，这里的最外侧指的是按照第一板片42和第二板片43的叠压方向最外侧，该两第一板片42分别抵靠贴靠在壳体41两侧的内壁上(这里的壳体41两侧指的是平行于第二板片43板面的内侧壁)；由于螺母52和固定杆51端部的存在，使得该两第一板片42难以贴靠壳体41两侧内壁，故而可以在该壳体41的两侧内壁上开设供垫片53、螺母52和固定杆51端部嵌入的让位槽(图中未示出)。

由于需要穿设固定杆51来组装第一板片42和第二板片43，故而使得需要在第一板片42和第二板片43上开孔，若直接在第二板片43和第一板片42上开孔，会直接破坏第一流道和第二流道，故而，本方案做进一步的改进：

所述第一板片42位于重叠区域位置向内凸出形成第一导流段422，第二板片43位于重叠区域位置向内凸出形成第二导流段431；第一导流段422和第二导流段431向均呈弧形。第一导流段422和第二导流段431目的在于改变第一流道和第二流道的走向，使其绕开第一板片42和第二板片43的穿孔位置。

其中，如图7所示，第一流道包括设于两延伸段421内的第一侧流道423、设于第一板片42上凸的弧段内的第一中流道424，以及设于两第一导流段422内的第一分流道425；所述第一分流道425两端分别与第一侧流道423和第一中流道424连通，如此通过第一分流道425来衔接第一侧流道423和第一中流道424，使得整个第一流道形成一条完整的流道，使得冷却水可以从整个第一板片42内流动，值得说明的是两第一侧流道423下端均固定连接有第一支管44，两第一支管44，其中一个为冷却水进入的进口，另一个则为冷却水流出的出口。

如图8所示，第二流道包括设于第二板片43下凹的弧段内的第二中流道432，以及设于两第二导流段431内的第二分流道433；所述第二中流道432两端分别与两第二分流道433连通，如此通过第二分流道433来衔接第二中流道432，使得整个第二流道形成一条完整的流道，值得说明的是，第二板片43的两端设有两分别与两第二分流道433连通的第二支管45，两第二支管45，其中一个为冷却水进入的进口，另一个则为冷却水流出的出口。

需要说明的是，这里设置第一导流段422和第二导流段431的作用不仅可以绕开第一板片42的穿孔位置，保证固定杆51可以正常穿设，而且由于第一导流段422和第二导流段431均向内凸出，如此第一导流段422和第二导流段431便伸入汽冷区域40内，如此第一导流段422和第二导流段431可以进一步提高汽冷区域40的冷却效果，换言之，第一导流段422和第二导流段431可以压缩整个汽冷区域40内部空间，使得汽流在汽冷区域40内部可以更好的被冷凝。

为了给第一板片42和第二板片43供给冷却水和排出冷却水，本实施例还包括第一进水管61、第二进水管71、第一出水管62，以及第二出水管72；

两第一侧流道423中，其中一个与第一进水管61与连通，另一个与第一出水管62连通；具体的，作为进口的第一支管44均连接在第一进水管61上，作为出口的第一支管44均连接在第一出水管62上，至于第一进水管61和第一出水管62的位置可根据实际需要选择安装，本实施例展示的是，第一进水管61和第一出水管62均安装在壳体41外侧。

两第二分流道433中，其中一个与第二进水管71连通，另一个与第二出水管72连通，具体的，作为进口的第二支管45均连接在第二进水管71上，作为出口的第二支管45均连接至第二出水管72上，第二进水管71和第二出水管72均固定穿设在壳体41内。

其中，第一进水管61和第二进水管71均一端封闭，另一端连接至冷却水供给系统，由冷却水供给系统通过第一进水管61为第一流道内供给冷却水，通过第二进水管71为第二流道内供给冷却水，第一出水管62和第二出水管72均至少一端敞口，用于排出冷却水。

当然，在本实施例中，第一进水管61和第二进水管71的进水端也可直接连接在出水室16的出水口上，由出水室16排出的冷却水来作为冷媒进行预冷。

以上只是本发明的典型实例，除此之外，本发明还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种具有高稳定性的汽轮机辅机水冷凝汽器，包括凝汽器主体、与凝气器主体连接的喉部和热井，其特征在于，还包括连接在喉部与凝气器主体之间的预冷机构；所述预冷机构包括两端敞口的壳体，以及设于壳体内的换热单元；所述换热单元包括若干并排间隔设置的第一板片，以及设于相邻两第一板片之间的第二板片，第一板片与第二板片内分别设有供冷却水流动的第一流道和第二流道；第一板片与第二板片之间围设形成汽冷区域；所述壳体的内下部向两侧凸出形成耳室，所述第一板片的两端向下延伸形成延伸段，所述延伸段设于耳室的侧方与耳室底壁固定；两延伸段之间固定连接有导板，其中导板的两端分别固定连接在两延伸段中部位置。

2.根据权利要求1所述的一种具有高稳定性的汽轮机辅机水冷凝汽器，其特征在于，所述第一板片中部呈上凸的弧形结构，第二板片的中部呈下凹的弧形结构；所述第一板片与第二板片的两侧重叠形成重叠区域；所述重叠区域通过连接组件连接。

3.根据权利要求2所述的一种具有高稳定性的汽轮机辅机水冷凝汽器，其特征在于，所述连接组件包括穿设在重叠区域的固定杆，以及螺纹连接在所述固定杆的两端的螺母，第一板片和第二板片压紧在第一螺母和第二螺母之间。

4.根据权利要求2或3所述的一种具有高稳定性的汽轮机辅机水冷凝汽器，其特征在于，所述第一板片位于重叠区域位置向内凸出形成第一导流段，第二板片位于重叠区域位置向内凸出形成第二导流段；

第一流道包括设于两延伸段内的第一侧流道、设于第一板片上凸的弧段内的第一中流道，以及设于两第一导流段内的第一分流道；所述第一分流道两端分别与第一侧流道和第一中流道连通；

第二流道包括设于第二板片下凹的弧段内的第二中流道，以及设于两第二导流段内的第二分流道；所述第二中流道两端分别与两第二分流道连通。

5.根据权利要求4所述的一种具有高稳定性的汽轮机辅机水冷凝汽器，其特征在于，还包括第一进水管、第二进水管、第一出水管，以及第二出水管；

两第一侧流道中，其中一个与第一进水管与连通，另一个与第一出水管连通；

两第二分流道中，其中一个与第二进水管连通，另一个与第二出水管连通。

6.根据权利要求5所述的一种具有高稳定性的汽轮机辅机水冷凝汽器，其特征在于，所述凝汽器主体包括机壳、设于机壳内的两隔板，以及设于机壳内的管束；通过两隔板将机壳内部分隔成中间的凝汽室，以及两侧的进水室和出水室；所述管束固定安装在凝汽室中，且管束的进水端与进水室连通，出水端与出水室连通。

7.根据权利要求6所述的一种具有高稳定性的汽轮机辅机水冷凝汽器，其特征在于，所述第一进水管和第二进水管均与出水室连通，或，所述第一进水管和第二进水管均外接至冷却水供给系统。

8.根据权利要求1所述的一种具有高稳定性的汽轮机辅机水冷凝汽器，其特征在于，所述导板两侧分别呈向两延伸段倾斜的斜面结构，且该斜面结构的较低端位于延伸段位置。

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