CN115773162B - 一种排汽装置补水除氧结构及其补水除氧方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种排汽装置补水除氧结构及其补水除氧方法，属于汽轮机装置技术领域；该结构包括排汽装置壳体，所述排汽装置壳体的上部设置有排汽装置喉部，所述排汽装置喉部的上部与汽轮机低压缸连通，所述排汽装置壳体的中部设置有排汽口，在所述排汽口的两侧设置疏水补水除氧区，所述疏水补水除氧区的下部设置有水封结构，在所述疏水补水除氧区的中部设置有疏水消能集管组；本发明在水封作用下自动形成半封闭空间，补水从顶部喷淋，疏水集管流入的蒸汽或疏水闪蒸的蒸汽从底部上升，实现了最佳的换热模型，整个换热过程是在竖直方向上进行冷热介质的逆流换热，喷淋中的颗粒可以被蒸汽流托起，长时间的与蒸汽接触，换热驻留时间长，换热更加充分。
Description
技术领域
本发明涉及一种排汽装置补水除氧结构及其补水除氧方法，属于汽轮机装置技术领域。
背景技术
排汽装置用于直接空冷机组，作为汽轮机排汽到空冷岛的导流通道，兼做为疏水扩容排放、凝结水箱、补水的容器。
在排汽装置中的补水进行除氧，通常的方法是在喉部直接进行喷淋，由于乏汽在排汽装置中的流速较高，可达60m/s,补水与乏汽的接触时间非常短，加热效果有限；尤其是在目前火电厂深度调峰运行，长期低负荷运行的背景下，补水量更大，乏汽量更小，乏汽对补水的加热能力更低，热井凝结水过冷度更大，除氧效果更加不理想。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种排汽装置补水除氧结构及其补水除氧方法，其结构简单可靠，不仅对汽轮机疏水进行消能排放，还能利用其废热进行补水除氧，即使在大流量的补水情况下，也能通过补入蒸汽进行强化除氧。
本发明采用的技术方案如下：
一种排汽装置补水除氧结构，包括排汽装置壳体，所述排汽装置壳体的上部设置有排汽装置喉部，所述排汽装置喉部的上部与汽轮机低压缸连通，其下部与排汽装置壳体连通；
所述排汽装置壳体的中部设置有排汽口，在所述排汽口的两侧设置疏水补水除氧区，所述疏水补水除氧区的下部设置有水封结构，在所述疏水补水除氧区的中部设置有疏水消能集管组，在所述疏水补水除氧区的上部设置有补水机构，在所述疏水补水除氧区的一侧设置有隔板，所述隔板、排汽装置壳体以及水封结构形成半封闭结构；
所述水封结构包括固定设置于排汽装置壳体上的水封积水板，以及固定设置于隔板上的下积水板，所述水封积水板设置于下积水板的下方，在下积水板的下侧面还固定设置有水封板，通过液面没过水封板形成液封。
进一步的，所述水封结构还包括固定设置于排汽装置壳体上的上积水板，所述上积水板位于下积水板的上方，液体从上积水板流向下积水板再流入水封积水板内，并形成折回的路径。
进一步的，所述水封积水板包括底板以及设置于底板远离补汽装置壳体端部的溢流板，所述水封板底部的高度与溢流板顶部高度重叠，或者，所述水封板底部的高度低于溢流板顶部高度。
进一步的，在靠近所述下积水板与水封板连接角处还设置有补汽管，所述补汽管的顶部上设置有多个开孔。
进一步的，所述疏水消能集管组包括多组，每组具有多个疏水消能集管。
进一步的，所述补水机构包括用于供水的补水母管，在所述补水母管的底部还并排设置有多个雾化喷嘴。
进一步的，所述补水机构的上方还设置有上挡板，所述上挡板固定设置于补汽装置壳体上，所述上挡板倾斜设置，且所述上挡板固定于补汽装置的一侧高于相对立的另一侧，上挡板远离补汽装置壳体的一侧的高度低于隔板顶部的高度。
进一步的，所述补水机构设置于上挡板远离补汽装置壳体的一侧与隔板的之间，其所述补水机构所在的位置不高于上挡板远离补汽装置壳体的一侧。
一种排汽装置补水除氧方法，采用上述的一种排汽装置补水除氧结构，包括以下步骤：
常规运行工况时，补水通过补水母管，进入雾化喷嘴，在隔板、下积水板、水封板、水封积水板形成的半封闭空间内顶部进行雾化喷淋，然后在底部上积水板上汇集，形成水膜流入下积水板再次汇集；再次形成水膜流入水封积水板，在水封板的作用下形成水封，补水最后通过水封积水板形成水膜与排汽装置壳体中的乏汽再次换热后排入排汽装置水箱；
深度调峰运行工况时，当机组深度调峰运行时，虽然汽轮机排汽量较小，但此时汽轮机更易产生疏水，疏水量较大，提供给补水加热的热量较多，整个运行过程与常规运行工况一致；
大流量补水运行工况时，机组大流量补水时，疏水提供的热量不足，在半封闭空间内换热后，内部压力降低，乏汽自动通过上挡板以及隔板形成的空间进入半封闭空间与补水进行换热；充分利用疏水热量及乏汽热量；通过补汽管将品质较低的蒸汽引入作为热源参与换热，蒸汽从补汽管喷出，在与下积水板水膜、上积水板水膜进行换热后，逆流与雾化喷嘴的喷水换热。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明的一种补汽装置补水除氧结构及其补水除氧方法在水封作用下自动形成半封闭空间，补水从顶部喷淋，疏水集管流入的蒸汽或疏水闪蒸的蒸汽从底部上升，实现了最佳的换热模型，整个换热过程是在竖直方向上进行冷热介质的逆流换热，喷淋中的颗粒可以被蒸汽流托起，长时间的与蒸汽接触，换热驻留时间长，换热更加充分；
2、本发明的一种补汽装置补水除氧结构及其补水除氧方法，充分利用汽轮机疏水的废热对补水进行加热，不仅节能降耗，还能消除常规疏水扩容器运行温度较高的问题，提高运行安全，同时，在补水初期过冷度较大，采用雾化形式，增加与蒸汽的接触面积，后期过冷度降低，采用膜化形式，更利于克服水的表面张力，利于氧气的析出，达到深度除氧；
3、本发明的一种补汽装置补水除氧结构及其补水除氧方法，在大流量补水期间，从底部补入蒸汽，依次通过多层水膜换热、雾化换热，相对通常的热井开孔鼓泡的除氧方式，补入蒸汽热的利用率高，同时也提升了补水除氧的适用范围，结构简单，使用期间基本无需维护，对于新机建设或老机组的改造都十分便利。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明疏水补水除氧区内部的结构示意图。
图中标记：1-排汽装置喉部，2-排汽装置壳体，3-排汽口，4-疏水消能集管，5-隔板，6-上挡板，7-上积水板，8-下积水板，9-水封板，10-水封积水板，11-补汽管，12-补水母管，13-雾化喷嘴。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例1
一种排汽装置补水除氧结构，如图1和图2所示，包括排汽装置壳体2，所述排汽装置壳体2的上部设置有排汽装置喉部1，所述排汽装置喉部1的上部与汽轮机低压缸连通，其下部与排汽装置壳体2连通；
所述排汽装置壳体2的中部设置有排汽口3，在所述排汽口3的两侧设置疏水补水除氧区，所述疏水补水除氧区的下部设置有水封结构，在所述疏水补水除氧区的中部设置有疏水消能集管4组，在所述疏水补水除氧区的上部设置有补水机构，在所述疏水补水除氧区的一侧设置有隔板5，所述隔板5、排汽装置壳体2以及水封结构形成半封闭结构。
本实施例中，在水封作用下自动形成半封闭空间，补水从顶部喷出，疏水集管流入的蒸汽或疏水闪蒸的蒸汽从底部上升，实现了较好的换热模型，整个换热过程是在竖直方向上进行冷热介质的逆流换热，延长与蒸汽接触的接触时间，换热更加充分。
在上述具体的设计基础上，作为更加具体的设计，所述补水机构包括用于供水的补水母管12，在所述补水母管12的底部还并排设置有多个雾化喷嘴13。
在本设计中，与传统结构不同的是，本结构的设计采用雾喷嘴实现补水进入时能够实现呈雾状的形态，也就说明，液体呈颗粒状进入到疏水补水除氧区，而在该设计的基础上，呈小直径颗粒状的液体能够在蒸汽的作用下具有一定托起的效果，而该效果促使颗粒状的液体能够更长时间与蒸汽接触，在热交换的作用效果上更好，更利于除氧的效果。
在上述具体的设计基础上，作为更加具体的设计，所述水封结构包括固定设置于排汽装置壳体2上的水封积水板10，以及固定设置于隔板5上的下积水板，所述水封积水板10设置于下积水板8的下方，在下积水板8的下侧面还固定设置有水封板9，通过液面没过水封板9形成液封。
更进一步的设计，所述水封结构还包括固定设置于排汽装置壳体2上的上积水板7，所述上积水板7位于下积水板8的上方，液体从上积水板7流向下积水板8再流入水封积水板10内，并形成折回的路径。
作为更加具体的说明，上积水板7的端部与隔板5之间存在液体流通的间隙，下积水板8的端部与补汽装置壳体之间具有用于液体流通的间隙，然后进入到水封积水板10中，由于水封板9的设置，在液体一定的液面高度从而实现液封的效果。在本设计中，作为其突出的作用效果，由于液体是逐步积累至上积水板7上的，其在依次通过下积水板8流入水封积水板10内时，是形成水膜进入。一方面基于折回的效果增加液体流动的路程，另一方面通过水膜的方式加热的效果更加。结合上述的作用有效的实现补水加热更加充分，从而更好的实现除氧的效果。
基于上述具体的设计基础上，作为更加具体的设计，所述水封积水板10包括底板以及设置于底板远离补汽装置壳体端部的溢流板，所述水封板9底部的高度与溢流板顶部高度重叠，或者，所述水封板9底部的高度低于溢流板顶部高度。在本设计中，作为优选的，所述水封板9底部的高度与溢流板顶部高度重叠。但是，更要说明的是，即使水封板9底部的高度低于溢流板顶部高度，水封板9底部与底板之间也存在液体流通的通道。
在上述具体设计的基础上，更进一步的设计，以图1作为说明，在靠近所述下积水板8与水封板9连接角处还设置有补汽管11，所述补汽管11的顶部上设置有多个开孔。基于补气管的设计，其具体结构为管体结构的设计，而在具体的结构设计上，所述补汽管11的顶部上设置有多个开孔，多个所述开孔呈一字型排列，并均匀分布在补汽管11的顶部。
作为更加具体的设计，所述疏水消能集管4组包括多组，每组具有多个疏水消能集管4。以图2为示意，所述疏水消能集管4组包括2组，每组疏水消能集管4呈一字型等间距均匀设置。而具体的装配关系设计上，所述疏水消能集管4组焊接固定在补汽装置壳体上。
进一步的优化设计，在具体的结构设计中，所述补水机构的上方还设置有上挡板6，所述上挡板6固定设置于补汽装置壳体上，所述上挡板6倾斜设置，且所述上挡板6固定于补汽装置的一侧高于相对立的另一侧，上挡板6远离补汽装置壳体的一侧的高度低于隔板5顶部的高度。
在本设计中，作为具体的说明，上挡板6的设计的主要目的是为了给蒸汽提供一个阻力，避免蒸汽的直接向上流走，同时，在具体的结构设计上，采用的本设计的倾斜设置，能够有效的使蒸汽在上升过程中受到上挡板6的阻力再次返回至疏水补水除氧区内，从而促使热交换的效果更加，充分将热能进行利用。
同时考虑到蒸汽的充分利用，作为更加具体的设计，所述补水机构设置于上挡板6远离补汽装置壳体的一侧与隔板5的之间，其所述补水机构所在的位置不高于上挡板6远离补汽装置壳体的一侧。
实施例2
汽轮机低压缸排汽依次通过补汽装置喉部、补汽装置壳体、排汽口3排出到空冷岛。
一种排汽装置补水除氧方法，采用实施例1中所述的一种排汽装置补水除氧结构，包括多种工况的工作状态，基于上述结构的设计，实现多工况的正常运行，具体的步骤如下：
常规运行工况时，补水通过补水母管12，进入雾化喷嘴13，在隔板5、下积水板8、水封板9、水封积水板10形成的半封闭空间内顶部进行雾化喷淋，然后在底部上积水板7上汇集，形成水膜流入下积水板8再次汇集；再次形成水膜流入水封积水板10，在水封板9的作用下形成水封，补水最后通过水封积水板10形成水膜与排汽装置壳体2中的乏汽再次换热后排入排汽装置水箱；
深度调峰运行工况时，当机组深度调峰运行时，虽然汽轮机排汽量较小，但此时汽轮机更易产生疏水，疏水量较大，提供给补水加热的热量较多，整个运行过程与常规运行工况一致；
大流量补水运行工况时，机组大流量补水时，疏水提供的热量不足，在半封闭空间内换热后，内部压力降低，乏汽自动通过上挡板6以及隔板5形成的空间进入半封闭空间与补水进行换热；充分利用疏水热量及乏汽热量；通过补汽管11将品质较低的蒸汽引入作为热源参与换热，蒸汽从补汽管11喷出，在与下积水板8水膜、上积水板7水膜进行换热后，逆流与雾化喷嘴13的喷水换热。
综上所述：
1、本发明的一种补汽装置补水除氧结构及其补水除氧方法在水封作用下自动形成半封闭空间，补水从顶部喷淋，疏水集管流入的蒸汽或疏水闪蒸的蒸汽从底部上升，实现了最佳的换热模型，整个换热过程是在竖直方向上进行冷热介质的逆流换热，喷淋中的颗粒可以被蒸汽流托起，长时间的与蒸汽接触，换热驻留时间长，换热更加充分；
2、本发明的一种补汽装置补水除氧结构及其补水除氧方法，充分利用汽轮机疏水的废热对补水进行加热，不仅节能降耗，还能消除常规疏水扩容器运行温度较高的问题，提高运行安全，同时，在补水初期过冷度较大，采用雾化形式，增加与蒸汽的接触面积，后期过冷度降低，采用膜化形式，更利于克服水的表面张力，利于氧气的析出，达到深度除氧；
3、本发明的一种补汽装置补水除氧结构及其补水除氧方法，在大流量补水期间，从底部补入蒸汽，依次通过多层水膜换热、雾化换热，相对通常的热井开孔鼓泡的除氧方式，补入蒸汽热的利用率高，同时也提升了补水除氧的适用范围，结构简单，使用期间基本无需维护，对于新机建设或老机组的改造都十分便利
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (9)
1.一种排汽装置补水除氧结构，其特征在于：包括排汽装置壳体(2)，所述排汽装置壳体(2)的上部设置有排汽装置喉部(1)，所述排汽装置喉部(1)的上部与汽轮机低压缸连通，其下部与排汽装置壳体(2)连通；
所述排汽装置壳体(2)的中部设置有排汽口(3)，在所述排汽口(3)的两侧设置疏水补水除氧区，所述疏水补水除氧区的下部设置有水封结构，在所述疏水补水除氧区的中部设置有疏水消能集管(4)组，在所述疏水补水除氧区的上部设置有补水机构，在所述疏水补水除氧区的一侧设置有隔板(5)，所述隔板(5)、排汽装置壳体(2)以及水封结构形成半封闭结构；
所述水封结构包括固定设置于排汽装置壳体(2)上的水封积水板(10)，以及固定设置于隔板(5)上的下积水板，所述水封积水板(10)设置于下积水板(8)的下方，在下积水板(8)的下侧面还固定设置有水封板(9)，通过液面没过水封板(9)形成液封。
2.如权利要求1所述的一种排汽装置补水除氧结构，其特征在于：所述水封结构还包括固定设置于排汽装置壳体(2)上的上积水板(7)，所述上积水板(7)位于下积水板(8)的上方，液体从上积水板(7)流向下积水板(8)再流入水封积水板(10)内，并形成折回的路径。
3.如权利要求2所述的一种排汽装置补水除氧结构，其特征在于：所述水封积水板(10)包括底板以及设置于底板远离补汽装置壳体端部的溢流板，所述水封板(9)底部的高度与溢流板顶部高度重叠，或者，所述水封板(9)底部的高度低于溢流板顶部高度。
4.如权利要求3所述的一种排汽装置补水除氧结构，其特征在于：在靠近所述下积水板(8)与水封板(9)连接角处还设置有补汽管(11)，所述补汽管(11)的顶部上设置有多个开孔。
5.如权利要求1或2所述的一种排汽装置补水除氧结构，其特征在于：所述疏水消能集管(4)组包括多组，每组具有多个疏水消能集管(4)。
6.如权利要求1所述的一种排汽装置补水除氧结构，其特征在于：所述补水机构包括用于供水的补水母管(12)，在所述补水母管(12)的底部还并排设置有多个雾化喷嘴(13)。
7.如权利要求1或2所述的一种排汽装置补水除氧结构，其特征在于：所述补水机构的上方还设置有上挡板(6)，所述上挡板(6)固定设置于补汽装置壳体上，所述上挡板(6)倾斜设置，且所述上挡板(6)固定于补汽装置的一侧高于相对立的另一侧，上挡板(6)远离补汽装置壳体的一侧的高度低于隔板(5)顶部的高度。
8.如权利要求7所述的一种排汽装置补水除氧结构，其特征在于：所述补水机构设置于上挡板(6)远离补汽装置壳体的一侧与隔板(5)的之间，其所述补水机构所在的位置不高于上挡板(6)远离补汽装置壳体的一侧。
9.一种排汽装置补水除氧方法，采用权利要求1-8任一项所述的一种排汽装置补水除氧结构，其特征在于：包括以下步骤：
常规运行工况时，补水通过补水母管(12)，进入雾化喷嘴(13)，在隔板(5)、下积水板(8)、水封板(9)、水封积水板(10)形成的半封闭空间内顶部进行雾化喷淋，然后在底部上积水板(7)上汇集，形成水膜流入下积水板(8)再次汇集；再次形成水膜流入水封积水板(10)，在水封板(9)的作用下形成水封，补水最后通过水封积水板(10)形成水膜与排汽装置壳体(2)中的乏汽再次换热后排入排汽装置水箱；
深度调峰运行工况时，当机组深度调峰运行时，虽然汽轮机排汽量较小，但此时汽轮机更易产生疏水，疏水量较大，提供给补水加热的热量较多，整个运行过程与常规运行工况一致；
大流量补水运行工况时，机组大流量补水时，疏水提供的热量不足，在半封闭空间内换热后，内部压力降低，乏汽自动通过上挡板(6)以及隔板(5)形成的空间进入半封闭空间与补水进行换热；充分利用疏水热量及乏汽热量；通过补汽管(11)将品质较低的蒸汽引入作为热源参与换热，蒸汽从补汽管(11)喷出，在与下积水板(8)水膜、上积水板(7)水膜进行换热后，逆流与雾化喷嘴(13)的喷水换热。
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