CN1755065A - 汽轮发电机制冷式凝汽和空冷设备及其热能回收系统 - Google Patents

Abstract

一种汽轮发电电机制冷式凝汽和空冷设备及其热能回收系统汽轮机是热能转化为动能的机器，而进入汽轮机的热能只有30％转化成动能，余下的70％被凝汽器冷却。这些热能被白白浪费，现今的凝汽器是用水冷却，这就意味每年大量的水被蒸发。凝汽器铜管结垢及循环水温都会影响凝汽器真空。本技术利用液态制冷剂汽化时吸热，冷凝时放热的原理，来冷却汽轮机排汽、空抽器的冷却的部分和降低发电机的风温，并用吸收来的热量加热凝结水。这样及减少了水资源的浪费。凝汽器铜管结垢问题和真空的可靠性也得到了解决，汽轮机凝结器、空抽器和发电机的工作效率也得到提高，由于回收了热能汽轮机的热经济性也得到极大提高。

Description

汽轮发电机制冷式凝汽和空冷设备及其热能回收系统

本技术属电力生产系统

当今凝汽设备一般由凝汽器、循环水泵、抽气器(或真空泵)和凝结水泵、冷却塔等主要部件及它们之间的连接管道和附件组成。

最简单的汽轮机设备示意图如附图1——汽轮机凝汽设备示意系统图，图中1、凝汽器，2、循环泵，3、凝结水泵，4、抽汽器，5、冷却塔。

汽轮机的排汽进入凝汽器(1)，循环泵(2)不断地把冷却水送入凝汽器(1)，吸入蒸汽凝结放出的热量，蒸汽被冷却并凝结成水，凝结水被凝结泵(3)从凝汽器底部抽出，送往锅炉作为给水。在凝汽器中，蒸汽和凝结水是共存的，蒸汽压力是凝结温度所对应的饱和压力。只要冷却水温不高，在正常情况下，蒸汽凝结温度一般为30°左右，30°左右度的蒸汽凝结温度所对应的饱和压力约为4——5Kpa，大大低于大气压力，形成高度真空。此时，处于负压的凝汽设备及管道接口并非绝对严密，外界空气会漏入，为了避免这些在常温条件下不能凝结的空气在凝汽器中逐渐积累造成凝汽器中的压力升高，一般采用抽气器(4)不断地将空气从凝汽器中抽出以维持凝汽器内的高真空。冷却水吸收了蒸汽凝结放出的热量后被送往冷却塔(5)将热量散放后继续被循环泵(2)送入凝汽器。

汽轮机是将热能转化为动能的机器，而进入汽轮机的热能只有30％转化成了动能，余下的70％只能被凝汽器冷却。现今的凝汽器因为是使用水冷却使蒸汽凝结成凝结水，这就意味每年大量的水被冷却塔蒸发造成很大的水资源和热能资源的浪费。有运行经验的厂家一定知道，凝汽器的真空会随季节的变化而高低起伏，因为夏天天气热循环水温度高而不能更好地吸收凝汽器内部的排汽热量，蒸汽不能顺利凝结成水，使真空下降，同时由于凝汽器内部铜管的结垢也会使凝汽器的真空降低影响发电量，所以为了解决凝汽器内铜管结垢问题，设备制造厂家及使用方都想了很多方法，如在凝汽器水侧增加胶球设备，往循环水加酸等。虽然这些方法对铜管结垢有一些遏制作用，但都不能一劳永逸得根绝这一问题，每隔一断时间，发电厂都要停机清洗铜管，清洗冷却塔等，这样即浪费了资源、金钱，还要影响发电量。

凝汽系统中，使凝汽器内部建立和保持真空的抽气器(或真空泵)的冷却部分也用的是循环水，所以铜管结垢及水温的不稳定也会影响抽气设备的运行效果。虽然射汽式抽气器多用凝结水冷却蒸汽，但是由于凝结水温度高所以使抽气效率降低。

另外由于建立高真空那么与其相对应的凝结水的温度将会降低，那用于加热凝结水的机组抽汽将会增加。而凝汽器内蒸汽凝结而放出的热量却被循环水白白放掉，大大影响热效益。

现在风冷式发电机的空冷器也用循环水冷却，所以凝汽器内铜管结垢的问题，空冷器也同样存在，影响了发电机的风温冷却效果。

综上所述本发明试图解决如下的问题：1、减少冷却循环水的消耗量；2、减少季节温度的变化对凝汽器真空的影响，消除凝汽器铜管的结垢问题。提高凝汽器真空的稳定性、可靠性；3、回收蒸汽凝结的热量，减少因建立凝汽器真空所须的能量消耗，提高机组的热经济效益；4、冷却发电机并回收其热量；5、减小冷却塔体积，减少其占地面积及建厂资金投入。

为了解决上述问题，本技术舍去原先直接用循环水为凝汽器的冷却工质冷却凝结汽轮机排汽、空气抽气器的冷却器和发电机空冷器的方法，引用蒸汽压缩式制冷原理，就是利用液态制冷剂汽化时吸热，蒸汽冷凝时放热的原理，来冷却汽轮机排汽，抽气器须冷却部分，降低发电机入口风温并利用吸收来的热量加热凝结水。其原理如附图2——蒸气压缩式制冷原理图，图中1、压缩机，2、冷却剂冷凝装置，3、毛细管，4、冷却剂蒸发器。首先在蒸发器(4)内造成一定的低压环境，使液体制冷剂在低压条件下迅速汽化吸热(降低凝汽器，抽气器冷却器，发电机空冷器等须制冷设备的温度)。然后通过压缩机(1)将低压蒸汽变为高温高压蒸汽，并送入冷却剂冷凝装置(2)冷却，使蒸汽冷凝为液体，当常温高压液体经过节流阀或毛细管(3)降压后再送回到冷却剂蒸发器(4)吸热完成制冷循环。

在以上的制冷循环中作为制冷工质的制冷剂要合理选择，理想的制冷剂要求其化学性质是无毒、无刺激性气味，对金属腐蚀要小，与润滑油不起化学反应，不易燃烧，不易爆炸，并且要有良好的热力学性质，即在大气压力下，它的蒸发器内的蒸发温度要低，蒸发压力最好与大气压力相近，冷凝温·度对应的压力要适中，单位制冷量和汽化热要大，液体制冷剂比热要小，气体制冷剂的比热要大、要求制冷剂的物理性质是；凝固温度要低，临界温度要高，导热系数和放热系数要大，密度和粘度要小，渗透性应效弱，泄漏性要小，如发生渗漏应容易被发现并确定渗漏处；对油要有一定的溶解性，对水要有一定的溶解性，对人体无损害，价格要低廉，并易于取得；要求制冷剂不仅有好的绝缘性能，而且电流通过时不改变其特性。

附图3是汽轮发电机制冷式凝汽和空冷设备及其热能回收系统图。图中1、电动机，2、压缩机，3、凝结水三次初步加热器，4、凝结水二次初步加热器，5、凝结水一次初步加热器，6、制冷剂冷却装置，7、制冷剂干燥过滤器，8、汽轮机凝汽器，9、发电机空冷器。10、抽气器冷却器，11、凝结泵，12、低压加热器，13、压缩机入口阀门，14、压缩机出口逆止门，15、压缩机出口门，16、三次初加制冷剂入口阀门，17、三次初加制冷剂出口门，18、三次初加制冷剂旁路门，19、二次初加制冷剂入口门，20、二次初加制冷剂出口门，21、二次初加制冷剂旁路门，22、一次初加制冷剂入口门，23、一次初加制冷剂出口门，24、一次初加制冷剂旁路门，25、制冷剂冷却装置制冷剂入口门，26、制冷剂冷却装置制冷剂出口门，27、制冷剂冷却装置制冷剂旁路门，28、凝汽器制冷剂入口门，29、电磁阀，30、膨胀阀，31、凝汽器制冷剂出口门，32、发电机空冷器制冷剂入口门，33、电磁阀，34、膨胀阀，35、发电机空冷器出口门，36、空抽器冷却器制冷剂入口门，37、电磁阀，38、膨胀阀，39、空抽器冷却器制冷剂出口门，40、凝结泵入口门，41、凝结泵出口逆止门，42、凝结泵出口门，43、一次初加凝结水入口门，44、一次初加凝结水出口门，45、一次初加凝结水旁路门，46、二次初加凝结水入口门，47、二次初加凝结水出口门，48、二次初加凝结水旁路门，49、三次初加凝结水入口门，50、三次初加凝结水出口门，51、三次初加凝结水旁路门，52、凝结水再循环门，53、低加凝结水入口门，54、低加凝结水出口门，55、低加凝结水旁路门，56、空抽器蒸汽入口门，57、一段抽汽进汽门，58、二段抽汽进汽门，59、凝汽器空气门，60、空抽器空气进口门，61、空抽器排大气，62、空抽器二段抽器疏水门，63、制冷剂冷却装置循环泵入口门，64、制冷剂冷却装置冷却水循环泵，65、制冷剂却装置循环泵出口逆止门，66、制冷剂却装置循环泵出口门，67、制冷剂冷却装置淋水盘入口门，68、制冷剂冷却装置冷却水淋水盘。

在附图3系统图中：电机(1)是带动压缩机的动力源；压缩机(2)是制冷剂在整个制冷循环中的动力，为了延长压缩机的使用寿命，本系统设两台压缩机交替运行。

凝结水三次初步加热器(3)，二次初步加热器(4)，一次初步加热器(5)，是一种表面式热交换器，起到用制冷剂从凝器，发电机空冷器和空气抽气器的冷却器处得到的热能来加热凝结水的作用。它利用了汽轮机的排汽热能，使得汽轮机用来加热凝结水的抽汽量减少，从而提高了汽轮机的热效益。三台凝结水初步加热器可以是立式也可以是卧式的，其结构如附图4——凝结水初步加热器结构图，图中1、制冷剂入口，2、制冷剂出口，3、凝结水入口，4、凝结水出口，5、U型管，6、隔板，7、防冲板，8、防冲板，9、管板，10、制冷剂室分隔板，11、热交换室分隔板，12、放空气门。从压缩机出来的高温高压制冷剂从制冷剂入口(1)进入初加器到U型管(5)加热从凝水入口(3)进入初加的凝结水后，从制冷剂出口(2)流出。被加热后的凝结水则从凝结水出口(4)出来，隔板(6)使凝结水沿着加热器长度方向均匀分布并起到支撑U型加热管的作用。防水板(7)、(8)布置在制冷剂的入口及凝结水的入口处使制冷剂和凝结水不直接冲刷管束以免管子受冲蚀。为了维修方便加热器设计为可拆卸壳体结构，以便检修。

制冷剂冷却装置(6)：是为了进一步降低制冷剂温度，从而使冷却效果更好，它的传热部分是由裸管式翅片管组成的盘管组，一部分浸没在水中，一部分被架置在空中，制冷剂通过制冷剂入口阀(25)流入。从底部至上部分别到每一个盘形管内流动冷凝，从制冷剂出口阀(26)流出。冷却水从盘形管外侧自上而下喷射淋下，同时吸入大量的冷却风，促使冷却水吸取制冷剂的热量而蒸发，蒸发后的水蒸汽被空气带走，制冷剂则放出热量进一步液化。喷射淋下的冷却水用循环泵(64)输送：从水池底部经循环泵入口阀门(63)到循环泵(64)，被加压后经出口逆止阀(65)，出口阀(66)，经淋水盘入口阀(67)，到淋水盘(68)，将水淋下。为防止水份散失，在淋水盘上方装有挡水网格板，使蒸发的水份凝结滴落。当空气的温度低于水的温度时，空气也直到了冷却的作用。

制冷剂干燥过滤器(7)是由干燥器和过滤器两部分组成，过滤器的作用是滤去制冷剂中的杂质，如金属屑，尘砂等。过滤器一般装在制冷剂冷却装置与节流装置之间的制冷剂液体管路上。在压缩机吸汽侧也可装低压过滤器，防止有杂质被吸到压缩机内，损伤阀片和汽缸，但这种过滤器必须有较大的过滤面积，以避免产生压力损失。干燥器的作用是消除制冷系统中的残留水份，防止产生冰塞(冻堵)，减少对设备和管道的腐蚀，干燥过滤器也可分成干燥器与过滤器分别安装。

汽轮机凝汽器(8)是汽轮机的主要组成部分它的主要任务是：①在汽轮机的排汽口建立并保持高度的真空；②把汽轮机的排汽凝结成水，再由凝结水泵选至除氧器，成为供给锅炉的给水；③有一定的真空除氧作用。其结构如附图5——凝汽器结构简图，图中1、外壳，2、蒸汽入口，3、热井，4、制冷剂铜管，5、喉部，6、凝汽器汽侧空间，7、抽空气口，8、空气冷却区，9、冷却剂进口母管，10、冷却剂导流分配管，11、冷却剂回液导流管，12、冷却剂回液母管，13、管板，14、隔板。凝汽器的外壳(1)通常呈圆柱形、椭圆形或矩形，数目甚多的制冷剂铜管(4)装在管板(13)上，管板起固定铜管的作用，同时增加管子的钢性，改善管子的振动性避免共振。经过膨胀阀(或毛细管)降压节流的制冷剂从制冷剂进口母管(9)进来经制冷剂导流分配管(10)，被分配到所有的制冷铜管(4)开始蒸发汽化吸热再经制冷剂回液导流管(11)，从制冷剂回液母管(12)出来。汽轮机的排汽从蒸汽进入(2)进入凝汽器，蒸汽和制冷剂的铜管外壁接触，开始凝结成水，所有的凝结水最后聚在热井(3)中然后由凝结泵抽走。在凝汽器壳体右下侧有抽空气口(7)。为了减轻抽气器的负荷，空气与少量蒸汽的混合物在从凝汽器抽出之前，再进一步冷却以减少蒸汽含量，并降低蒸汽空气混合物的比体积，为此把一部分制冷管束用隔板(14)与其它管束隔开，形成空气冷却区(8)。制冷剂管束排列的合理与否直接影响凝汽器的工作效率。一般制冷剂管在管板上基本排列方式有三种如附图6——管束的基本排列方式图，图中1、三角形排列，2、转移轴线排列，3、辐向排列，其排列布置一般应遵循下列原则：

1、蒸汽刚进入管束时，流量最大，通流面积突变，此处汽阻占总汽阻相当大的比例，应把最初几排管子排的较稀。

2、为了避免内层管束的热负荷过低，应当有通道使蒸汽能直接深入内层管束，并且沿汽流方向的管子排数应尽可能地少，以减少主凝结区的汽阻。

3、为了消除凝结水的过冷现象，减少热损失，应有一定的通道使蒸汽能自由地流向热井，以使用排汽来加热凝结水。

4、由凝汽器进汽口到抽气口的路径应力求直捷，以使流向抽气口的整个路程上的压力降较小，这样当抽气口的压力一定时，凝汽器内的真空可维持的较高。

5、为更有效地冷却空气以及使残余的少量蒸汽继续凝结，以增大排出的蒸汽空气混合物的过冷却度，减少工质损失，从而减小抽气器的负荷，必须划出部分制冷铜管作为空气冷却区，为了提高空气冷却区的传热效果，空气蒸汽混合物应有较高的流速，故需在空气冷却区加设适当的挡板，且管束布置较密。

6、为了防止蒸汽不经过主要管束而直接进入空气冷却区，以及蒸汽空气混合物不经过空气冷却区而直接流向抽气口，必须在管束与壳体之间加设挡板。

7、为了减少凝结水的过冷却度，凝结水和空气混合物应从不同的地方分别引出，相互之间距离应远一点。

8、为了控制凝结水下落时在管束外侧被冷却，应在管束之间按装凝结水收集板，收集板的位置与方向应符合汽流汽动的规律，以减少汽阻。制冷剂在凝汽器内部的走势方式有很多种情况，这里仅提供了最简单的两种走势实例情况；如附图7——空冷器凝汽器内部制冷剂管道走势图，图中1、制冷剂入口母管，2、制冷剂导流分配管，3、冷却管，4、制冷剂回液导流管，5、制冷剂回液母管。制冷剂入口母管(1)和回液母管(5)均被安装在凝汽器外壳上的同一处。这样做可以减少空气的渗漏渠道，增加凝汽器的严密性。为了进一步冷却制冷剂入口母管(1)内的制冷剂，提高制冷量，在制冷剂进入到导流分配管之间，制冷剂入口母管(1)要和低压回液母管(5)贴紧，使其充分地进行热交换进行过冷，制冷剂导流分配管(2)的作用是使制冷剂流经每根冷却管(3)，制冷剂回液导流管(4)是为了使所有的制冷剂从冷却管回收到制冷剂回液母管(5)，流出凝汽器。

发电机空冷器(9)内部的冷却剂的走势也是这样的，如附图7。也是由众多管束组成的主要冷却区。管子内通制冷剂，需要冷却的空气在管束之间循环通过而得到冷却，为了增加冷却接触面积，加强传热，冷却管的外表可装有铝质合金鳞片状薄片或螺旋形散热丝。

空冷器是发电机的重要组成部分，发电机运行时和其它电机一样要产生能量损耗，这部分损耗功率在发电机内部转变为热量，使电机转子和定子线圈发热，为了不使发电机线圈的绝缘材料因温度过高而降低其绝缘程度，引起绝缘损坏，就必须排出这些由损耗而产生的热量。空冷器正是要排出发电机电磁损耗而产生的热量，以保证发电机在允许的温度下正常运转。

抽气器在汽轮机凝汽设备中是必不可少的重要组成部分，其任务是建立保持凝汽器内的高度真空。在附图3中所示为射汽式抽气器，但在实际机组中抽气器可分1、容积式真空泵；主要有滑阀式真空泵，机械增压泵和液环泵等。2、射流式真空泵；主要是射汽抽气器和射水抽气器等。无论是哪一种抽气设备，都有须要冷却的部分。如在射汽式抽气器中，蒸汽需要凝结；在射水式抽气器或机械离心式真空泵及水环式真空泵等抽气设备中，其所用介质水需冷却，抽气器冷却器(10)的传热部分是由制冷管束组成的，管束内走制冷剂，管束外侧是需冷却的介质，制冷剂在抽气器冷却器内的制冷剂流向走势也可参考图七。

电磁阀(29)、(33)、(37)是制冷系统中的电动阀门，它的电源除了受压缩机启动器的控制外，还分别受来自凝汽器、空冷器、抽气器冷却器的温控器的电信号控制。电磁阀串接在制冷系统中与膨胀阀配合，以控制制冷系统中流体的通过或断开，它通常与压缩机同接一启动开关。配合压缩机的停、开自动接通或切断制冷剂。当压缩机停车时，可以切断制冷剂进入凝汽器、空冷器、抽气器冷却器等设备，以防压缩机停机时湿蒸汽进入压缩机而产生液击。当凝汽器、空冷器、抽气器冷却器的温度低于允许正常工作值时，与之相对应的电磁阀接受来自相应的温控器的关闭信号而关闭，当其温度回升到预先设定的工作温度时，电磁阀接受相应的温控器传来的信号而开启。当制冷系统中所有的电磁阀关闭时，压缩机停止运行。当其中有一电磁阀开启，压缩机也立即启动投入运行。当然这要有热工电路来协助完成。

膨胀阀30、34、38是制冷系统的调节装置，用来调节制冷剂的流量，膨胀阀的形式很多，但它们的基本原理都是一样的，其中都有一个适应制冷剂流量的小孔，使制冷剂通过小孔时，受到很大的阻力，从小孔中喷出的制冷剂压力下降，流速增大，当液态制冷剂在由高压变为低压时，要蒸发汽化吸热，达到制冷目的。膨胀阀的作用一是把高压制冷剂节流降为低压制冷剂，使制冷剂沸腾膨胀为蒸汽；二是调节制冷剂的循环量，以适应整个制冷系统制冷量的变化需要，制冷量大时，热负荷加重，膨胀阀的供液量相应的增加，制冷量小时，热负荷小，膨胀阀的供液量相应也减小。

下面是关于汽轮发电机制冷式凝汽和空冷设备及其热能回收系统图3的流程介绍：

首先凝汽器(8)，空冷器(9)，抽气器冷却器(10)内的制冷剂在低压环境下迅速汽化吸热，然后通过压缩机(2)将低温低压蒸汽变为高温高压蒸汽，从压缩机出口逆止阀(14)、压缩机出口阀(15)打出，经阀门(16)进入凝结水三次初步加热器(3)，加热凝结水后从阀门(17)流出，路经阀门(19)进入凝结水二次初步加热器(4)，再一次加热凝结水后从阀门(20)流出，经阀门(22)进入凝结水一次初步加热器(5)，加热凝结水。再从阀门(23)流出，经管道引至阀门(25)进入制冷剂却装置(6)，将制冷剂进一步冷却变为低温液态制冷剂后，经阀门(26)流出到达制冷剂干燥过滤器(7)，将制冷剂内的水份及杂质微粒除去，然后制冷剂被分为三路：第一路，经阀门(36)到达电磁阀(37)，经膨胀阀(38)节流降压后进入空气抽气器冷却器(10)，对需要冷却的介质进行冷却。吸热汽化后的制冷剂经阀门(39)、阀门(13)进入到压缩机(2)。

第二路，经阀门(28)，到达电磁阀(29)，经膨胀(30)节流降压后进入汽轮机凝汽器(8)，对汽轮机排汽进行冷却使其凝结，吸热汽化后的制冷剂经阀门(31)、阀门(13)进入压缩机(2)；第三路，经阀门(32)，到电磁阀(33)，经膨胀阀(34)节流降压后进入发电机空冷器，冷却进入发电机的空气，降低发电机风温，吸热汽化后的制冷剂经阀门(35)、阀门(13)，进入压缩机(2)。

被凝汽器冷却的凝结水，经过阀门(40)被凝结泵(11)从逆止阀(41)，凝结泵出口阀(42)打出，经阀门(43)进入凝结水一次初步加热器(5)，被高温高压制冷剂加热后，从阀门(44)流出，经阀门(46)进入凝结水二次初步加热器(4)，又一次被高温高压制冷剂加热后，从阀门(47)流出，经阀门(29)进入凝结水三次初步加热器(3)，再一次被高温高压制冷加热后从阀门(50)流出，经阀门(53)进入低压加热器(12)，从阀门(54)流出至低加最后至除氧器。凝结水再循环阀(52)是在汽轮机启、停机时或汽轮机负荷较少时，为保证凝汽器加井水位而设的。

制冷剂冷却装置(6)中的冷却循环水，经水池底部阀门(63)被冷却水循环泵(64)从逆止阀(65)，循环泵出口阀(66)打出经阀门(67)到达冷却水盘(68)，淋到内部流动着制冷剂，由裸管式翅片管组成的盘管组上，最后回到循环水池中。

为了便于维修，在凝结水一次初步加热器，凝结水二次初步加热器，凝结水三次初步加热器的制冷剂侧及凝结水侧装有旁路阀；在制冷剂冷却装置的制冷剂侧也装有旁路阀。以便其中有一设备须检修时，将其与系统切断。

为了便于绘图说明，所以本系统图中有三个凝结水初步加热器，而实际上这三个初步加热器是一个初步加热组。

凝汽器中少量没有凝结的蒸汽及由于各种原因漏入的空气经由阀门(59)，阀门(60)到达抽气器冷却器(10)，被不断地抽出，排到大气中，如果所用抽气设备是射汽式抽气器，其蒸汽经阀门(56)到空气抽气器的一段抽器(57)、二段抽气(58)，做功后进入冷却室被制冷剂冷却后，经U型管和阀门(62)排入汽轮机凝汽器(8)。

本技术由于采用制冷剂冷却汽轮机排汽，凝汽设备中的抽气器的冷却器及发电机空冷器，所以减少了大量水资源的浪费，而且不可能再存在凝汽器内铜管结垢的现象，提高了凝汽器真空的稳定性，可靠性。从而减少了清洗凝汽器铜管污垢的所有费用；消除了随季节变化对凝汽器真空的影响，空冷器和空抽器的工作效率也得到提高。

由于没有了巨大的冷却塔，所以建设资金及面积因此减少，由于凝结水初步加热器提高了凝结水的温度，汽轮机用于加热凝结水的抽汽量可以相应的减少。使汽轮机的功率可以相应增加，提高了汽轮机的热经济性。

下面为附图图面说明

图1为汽轮机凝汽设备示意系统图，其中1、凝汽器，2、循环泵，3、凝结水泵，4、抽汽器，5、冷却塔，

图2为蒸气压缩式制冷原理图，其中1、压缩机，2、冷却剂冷凝装置，3、毛细管，4、冷却剂蒸发器，

图3为汽轮发电机制冷式凝汽器和空冷器及其热能回收系统图，其中1、电动机，2、压缩机，3、凝结水三次初步加热器，4、凝结水二次初步加热器，5、凝结水一次初步加热器，6、制冷剂冷却装置，7、制冷剂干燥过滤器，8、汽轮机凝汽器，9、发电机空冷器，10、抽气器冷却器，11、凝结泵，12、低压加热器，13、压缩机入口阀门，14、压缩机出口逆止门，15、压缩机出口门，16、三次初加制冷剂入口阀门，17、三次初加制冷剂出口门，18、三次初加制冷剂旁路门，19、二次初加制冷剂入口门，20、二次初加制冷剂出口门，21、二次初加制冷剂旁路门，22、一次初加制冷剂入口门，23、一次初加制冷剂出口门，24、一次初加制冷剂旁路门，25、制冷剂冷却装置制冷剂入口门，26、制冷剂冷却装置制冷剂出口门，27、制冷剂冷却装置制冷剂旁路门，28、凝汽器制冷剂入口门，29、电磁阀，30、膨胀阀，31、凝汽器制冷剂出口门，32、发电机空冷器制冷剂入口门，33、电磁阀，34、膨胀阀，35、发电机空冷器出口门，36、空抽器冷却器制冷剂入口门，37、电磁阀，38、膨胀阀，39、空抽器冷却器制冷剂出口门，40、凝结泵入口门，41、凝结泵出口逆止门，42、凝结泵出口门，43、一次初加凝结水入口门，44、一次初加凝结水出口门，45、一次初加凝结水旁路门，46、二次初加凝结水入口门，47、二次初加凝结水出口门，48、二次初加凝结水旁路门，49、三次初加凝结水入口门，50、三次初加凝结水出口门，51、三次初加凝结水旁路门，52、凝结水再循环门，53、低加凝结水入口门，54、低加凝结水出口门，55、低加凝结水旁路门，56、空抽器蒸汽入口门，57、一段抽汽进汽门，58、二段抽汽进汽门，59、凝汽器空气门，60、空抽器空气进口门，61、空抽器排大气，62、空抽器二段抽器疏水门，63、制冷剂冷却装置循环泵入口门，64、制冷剂冷却装置冷却水循环泵，65、制冷剂却装置循环泵出口逆止门，66、制冷剂却装置循环泵出口门，67、制冷剂冷却装置淋水盘入口门，68、制冷剂冷却装置冷却水淋水盘，

图4为凝结水初步加热器结构图，其中1、制冷剂入口，2、制冷剂出口，3、凝结水入口，4、凝结水出口，5、U型管，6、隔板，7、防冲板，8、防冲板，9、管板，10、制冷剂室分隔板，11、热交换室分隔板，12、放空气门

图5为凝汽器结构简图，其中1、外壳，2、蒸汽入口，3、热井，4、制冷剂铜管，5、喉部，6、凝汽器汽侧空间，7、抽空气口，8、空气冷却区，9、冷却剂进口母管，10、冷却剂导流分配管，11、冷却剂回液导流管，12、冷却剂回液母管，13、管板，14、隔板

图6为管束的基本排列方式图，其中1、三角形排列，2、转移轴线排列，3、辐向排列，

图7为空冷器凝汽器内部制冷剂管道走势图，其中1、制冷剂入口母管，2、制冷剂导流分配管，3、冷却管，4、制冷剂回液导流管，5、制冷剂回液母管。

Claims (1)

1、一种汽轮发电机制冷式凝汽和空冷设备及其热力回收系统，利用液态制冷剂汽化时吸热，冷凝时放热的原理，来冷却汽轮机排汽，凝结器的抽气器须降温的介质(如水，汽)和降低发电机的入口风温，其特证是：制冷剂从压缩机出来经过出口逆止阀、出口阀经管道到凝结水三次初步加热器制冷剂入口阀进入凝结水三次初步加热器，凝结水三次初步加热器是表面式热交换器其传热部分为U型管束，管束内侧走制冷剂，外侧走凝结水，制冷剂和凝结水在凝结水三次初步加热器内的流动方向相反，制冷剂从凝结水三次初步加热器制冷剂出口阀出来，经管道通过凝结水二次初步加热器制冷剂入口阀进入凝结水二次初步加热器，凝结水二次初步加热器是表面式热交换器其传热部分为U型管束，管束内侧走制冷剂，外侧走凝结水，制冷剂和凝结水在凝结水二次初步加热器内的流动方向相反，制冷剂从凝结水二次初步加热器制冷剂出口阀出来，经管道通过凝结水一次初步加热器制冷剂入口阀进入凝结水一次初步加热器，凝结水一次初步加热器是表面式热交换器其传热部分为U型管束，管束内侧走制冷剂，外侧走凝结水，制冷剂和凝结水在凝结水一次初步加热器内的流动方向相反，制冷剂从凝结水一次初步加热器制冷剂出口阀出来，经管道到达制冷剂冷却装置制冷剂入口阀进入制冷剂冷却装置，制冷剂冷却装置的传热部分是由裸管式翅片管组成的盘管组一部分浸没在水池的水中，一部分被架置在空中，制冷剂流入后，从底部至上部分别到每一个盘形管内流动，制冷剂冷却循环水经底部管道导流进入冷却水循环泵，经循环泵加压通过管道到达淋水盘，淋到由裸管式翅片管组成的盘管组上，最后回到循环水池中；制冷剂从冷却装置制制冷剂出口阀出来，经管道到达制冷剂干燥过滤器，然后分为三路：一路经管道引到电磁阀然后通过膨胀阀进入空气抽气器的冷却器，抽气器冷却器的传热部分是由制冷管束组成的，管束内走制冷剂，管束外侧是需冷却的介质，制冷剂从空气抽气器的冷却器制冷剂出口阀出来到制冷剂回液母管经压缩机入口阀进入压缩机，二路经管道引到又一个电磁阀然后通过另一膨胀阀进入发电机凝汽器，凝汽器外壳通常呈圆柱形，椭圆形或矩形，数日甚多的制冷剂铜管装在管板上，制冷剂流动在铜管内侧，从制冷剂入口母管进来经制冷剂导流分配管，分配到每一根制冷铜管内，再经过制冷剂回液导流管汇集到回液母管，从回液母管流出凝汽器，汽轮机排汽从凝汽器顶部与汽轮机排汽缸相接的蒸汽入口进来，和制冷剂铜管的外壁接触，凝结成水，聚集在热井中由凝结泵抽走，制冷剂从凝汽器制冷剂出口阀出来到制冷剂回液母管经压缩机入口阀进入压缩机；三路经管道引到另一个电磁阀，然后通过另一膨胀阀进入发电机空冷器，发电机空冷器是由众多管束组成的主要冷却区，管内通制冷剂，需要冷却的空气在管束之间循环通过而得到冷却，为了增加冷却接触面积加强传热，管子的外表装有铝质合金鳞片或螺旋形散热丝，制冷剂从空冷器制冷剂出口阀出来到制冷剂回液母管经压缩机入口阀进入压缩机；凝结水经过凝结泵入口阀引入凝结泵从凝结泵逆止阀、凝结泵出口阀出来，经管道到凝结水一次初步加热器凝结水入口阀进入凝结水一次初步加热器，从凝结水一次初步加热器凝结水出口阀出来，经管道通过凝结水二次初步加热器凝结水入口阀进入凝结水二次初步加热器，从凝结水二次初步加热器凝结水出口阀出来，经管道通过凝结水三次初步加热器凝结水入口阀进入凝结水三次初步加热器，从凝结水三次初步加热器凝结水出口阀出来，经管道从低压加热器凝结水入口阀进入低压加热器，然后从低压加热器凝结水入口阀出来经管到达除氧器，凝结水到低压加热器的管路上有一再循环阀门及管道通回到凝汽器，凝汽器中少量没有凝结的蒸汽和由于各种原因漏入的空气由抽气器不断地抽出来，以维持凝汽器内的真空状态。

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