CN206609306U - 抽真空设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种抽真空设备，用于与带冷却水系统的凝汽器配合使用，包括：真空装置和蒸汽喷射装置，所述真空装置的入口通过连接管与凝汽器连接，所述蒸汽喷射装置与连接管连接，所述蒸汽喷射装置包括第一出口和第二出口，所述蒸汽喷射装置的第一出口与真空装置的入口连接，第二出口与凝汽器连接。本技术方案的蒸汽喷射装置设计的极限工作压力比真空装置的极限工作压力低，同时，蒸汽喷射装置能在极限压力时保证其抽吸特性，且不受环境温度变化的影响，因此采用蒸汽喷射装置比传统抽真空设备维持更高的真空率，提升效率。

Description

抽真空设备

技术领域

本实用新型涉及能源领域，一种抽真空设备。

背景技术

凝汽器是将汽轮机的排汽冷凝成水供锅炉重新使用的一种换热器，汽轮机和凝汽器在运行过程中由于本身结构的不严密性，环境中的少量空气会进到凝汽器中，如果不及时将不凝结气体抽出，就会导致设备内部的压力升高，对汽轮机的安全产生负面影响；且凝汽器保持真空可增大蒸汽在汽轮机中的焓降，从而提高机组的循环热效率。为了保证汽轮机安全及效率，必须建立和维持凝汽器的真空。

凝汽器内真空的形成可分为两种情况，第一种情况，在启动或停机过程中，凝汽器内的真空是由抽真空设备将其内部空气抽出而形成的。第二种情况，在正常运行时，凝汽器内的真空是由汽轮机排汽在凝汽器内被循环水冷却骤然凝结成水时，其比容急剧缩小而形成的，抽真空设备将不凝结的气体和空气连续不断地抽出，起到维持真空的作用，此时真空的形成主要靠蒸汽的凝结。电厂常用水环真空泵作为抽真空设备来维持凝汽器的真空。

现有的抽真空设备，例如水环真空泵在机组正常运行时，抽气的裕量过大，耗能严重。凝汽器在正常设计背压下工作时，由于水环真空泵的抽吸特性，随着真空泵入口压力的减小，其抽吸能力急剧下降；另一方面，水环真空泵入口压力的下降使得该压力所对应的饱和温度降低，发生汽蚀现象的可能性大大增加。特别是夏季随着环境温度的升高，水环真空泵的汽蚀现象加重，抽吸性能急剧下降，导致水环真空泵的振动和噪音，进而使凝汽器真空变差，机组效率大大降低。

实用新型内容

基于此，本实用新型在于克服现有技术真空泵抽吸能力不足，效率低下的缺陷，提供一种抽真空设备。

其技术方案如下：

一种抽真空设备，用于与带冷却水系统的凝汽器配合使用，包括：真空装置和蒸汽喷射装置，所述真空装置的入口通过连接管与凝汽器连接，所述蒸汽喷射装置与连接管连接，所述蒸汽喷射装置包括第一出口和第二出口，所述蒸汽喷射装置的第一出口与真空装置的入口连接，第二出口与凝汽器连接。所述蒸汽喷射装置通过连接管将凝汽器内的汽气混合物抽出，其中被抽气体中的水蒸汽冷凝成水，通过第二出口回收至凝汽器内二次利用，不凝结的汽气混合物通过第一出口进入真空装置进行真空处理。本技术方案的蒸汽喷射装置设计的极限工作压力比真空装置的极限工作压力低，同时，蒸汽喷射装置能在极限压力时保证其抽吸特性，且不受环境温度变化的影响，因此采用蒸汽喷射装置比传统抽真空设备维持更高的真空率，提升效率。另外，蒸汽喷射装置投入运行后，真空装置的入口处的压力较传统方案要高，汽气混合物的体积流量减少，因此真空装置的负载电流更低，节能效果明显，并且，通过提高真空装置入口处的压力，使真空装置工作液的汽化温度得到提高，有效避免汽蚀现象的发生；被抽气体中的水蒸汽冷凝成水，通过第二出口回收至凝汽器内二次利用，进一步节能。

在其中一个实施例中，所述蒸汽喷射装置包括蒸汽喷射泵组件和与蒸汽喷射泵组件连接的换热器，所述连接管与蒸汽喷射泵组件连接，所述第一出口和第二出口设于换热器上，所述第一出口与真空装置的入口连接，第二出口与凝汽器连接。

在其中一个实施例中，所述蒸汽喷射泵组件包括蒸汽喷射泵本体和与蒸汽喷射泵本体连接的辅汽母管；所述蒸汽喷射泵本体包括第一入口和第二入口，所述第一入口与连接管连接，第二入口与辅汽母管连接。蒸汽喷射泵本体采用第二入口的辅汽作为动力蒸汽，动力蒸汽和第一入口抽入的气体中的水蒸气经过换热器后冷凝成水，通过第二出口回收至凝汽器，不凝结的汽气混合物则通过第一出口进入真空装置。

在其中一个实施例中，所述蒸汽喷射泵本体包括依次连接的动力喷嘴、喷射泵扩压管、喉部混合喷嘴和扩散器；所述辅汽母管与动力喷嘴连接，所述换热器与扩散器连接。动力蒸汽通过辅汽母管进入蒸汽喷射泵本体后，从动力喷嘴中喷射出超音速射流，通过喷射泵扩压管前端的喉部混合喷嘴，使喉部混合喷嘴内形成高真空，将凝汽器内汽气混合物吸入，并随同高速蒸汽一起进入扩散器；在扩散器中，蒸汽的流速降低，压力增加至设定压力值并进入换热器。在换热器内的汽气混合物又被冷却水冷却，其汽气混合物进入真空装置入口，而冷凝水则排入凝汽器，回收工质。

在其中一个实施例中，所述换热器与凝汽器的冷却水系统连接。一方面，换热器无需另外增设冷却水系统；另一方面，动力蒸汽的辅汽热量可被回收至冷却水系统，供凝汽器二次使用，节能降耗。

在其中一个实施例中，所述蒸汽喷射装置集成于真空装置的底座上。蒸汽喷射装置集装在真空装置上，不单独考虑用地，节省占地，提升效率、节能降耗的同时不增大整个设备的占地面积。

在其中一个实施例中，所述真空装置包括互相连接的水环真空泵、分离器和热交换器，所述连接管与水环真空泵的入口连接。所述水环真空泵的出口端与分离器连接，水环真空泵的内部工作系统与热交换器构成回路。

在其中一个实施例中，所述真空装置的数量不少于2，各真空装置并联连接；所述连接管包括各真空装置并联支路上的第一支路管，以及各第一支路管汇合的母管，所述第一支路管一端与母管汇合，另一端连接至真空装置入口处，所述母管与凝汽器连接。为了在初始时刻快速建立真空环境，可根据实际情况选择真空装置的数量。

在其中一个实施例中，所述蒸汽喷射装置的前端设有第一阀门。当关闭第一阀门时，蒸汽喷射装置不启动，当打开第一阀门时，蒸汽喷射装置投入使用。

在其中一个实施例中，所述真空装置的入口处设有至少一个第二阀门，所述蒸汽喷射装置的第一出口连接至真空装置入口处最后一道第二阀门前。当真空装置有多个时，启动后的抽真空设备正常运行后，无需多个真空装置，可关闭相应的真空装置的第二阀门。

本实用新型的有益效果在于：

本技术方案的蒸汽喷射装置设计的极限工作压力比真空装置的极限工作压力低，同时，蒸汽喷射装置能在极限压力时保证其抽吸特性，且不受环境温度变化的影响，因此采用蒸汽喷射装置比传统抽真空设备维持更高的真空率，提升效率。另外，蒸汽喷射装置投入运行后，真空装置的入口处的压力较传统方案要高，汽气混合物的体积流量减少，因此真空装置的负载电流更低，节能效果明显，并且，通过提高真空装置入口处的压力，使真空装置工作液的汽化温度得到提高，有效避免汽蚀现象的发生；被抽气体中的水蒸汽冷凝成水，通过第二出口回收至凝汽器内二次利用，进一步节能。

动力蒸汽通过辅汽母管进入蒸汽喷射泵本体后，从动力喷嘴中喷射出超音速射流，通过喷射泵扩压管前端的喉部混合喷嘴，使喉部混合喷嘴内形成高真空，将凝汽器内汽气混合物吸入，并随同高速蒸汽一起进入扩散器；在扩散器中，蒸汽的流速降低，压力增加至设定压力值并进入换热器。在换热器内的汽气混合物又被冷却水冷却，其汽气混合物进入真空装置入口，而冷凝水则排入凝汽器，回收工质。

附图说明

图1为本实用新型的抽真空设备的结构示意图。

附图标记说明：

10、凝汽器；11、冷却水系统；20、真空装置；21、真空装置入口；22、水环真空泵；23、分离器；24、热交换器；25、第二阀门；30、蒸汽喷射装置；31、第一出口；32、第二出口；33、蒸汽喷射泵组件；331、蒸汽喷射泵本体；332、辅汽母管；34、换热器；35、第一阀门；40、连接管；41、第一支路管；42、母管。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围。

如图1所示的一种抽真空设备，用于与带冷却水系统的凝汽器10配合使用，包括：真空装置20和蒸汽喷射装置30，所述真空装置20的入口通过连接管40与凝汽器10连接，所述蒸汽喷射装置30与连接管40连接，所述蒸汽喷射装置30包括第一出口31和第二出口32，所述蒸汽喷射装置30的第一出口31与真空装置入口21处连接，第二出口32与凝汽器10连接。所述蒸汽喷射装置30通过连接管将凝汽器10内的汽气混合物抽出，其中被抽气体中的水蒸汽冷凝成水，通过第二出口32回收至凝汽器10内二次利用，不凝结的汽气混合物通过第一出口31进入真空装置20进行真空处理。本实施方式的蒸汽喷射装置30设计的极限工作压力比真空装置20的极限工作压力低，同时，蒸汽喷射装置30能在极限压力时保证其抽吸特性，且不受环境温度变化的影响，因此采用蒸汽喷射装置30比传统抽真空设备维持更高的真空率，提升效率。另外，蒸汽喷射装置30投入运行后，真空装置入口21处的压力较传统方案要高，汽气混合物的体积流量减少，因此真空装置20的负载电流更低，节能效果明显，并且，通过提高真空装置入口21处的压力，使真空装置20工作液的汽化温度得到提高，有效避免汽蚀现象的发生；被抽气体中的水蒸汽冷凝成水，通过第二出口32回收至凝汽器10内二次利用，进一步节能。

进一步地，所述蒸汽喷射装置30包括蒸汽喷射泵组件33和与蒸汽喷射泵组件33连接的换热器34，所述连接管40与蒸汽喷射泵组件33连接，所述第一出口31和第二出口32设于换热器34上，所述第一出口31与真空装置入口21处连接，第二出口32与凝汽器10连接。具体地，所述换热器34为管式换热器。

进一步地，所述蒸汽喷射泵组件33包括蒸汽喷射泵本体331和与蒸汽喷射泵本体331连接的辅汽母管332；所述蒸汽喷射泵本体331包括第一入口和第二入口，所述第一入口与连接管40连接，第二入口与辅汽母管332连接。蒸汽喷射泵本体331采用第二入口的辅汽作为动力蒸汽，动力蒸汽和第一入口抽入的气体中的水蒸气经过换热器后冷凝成水，通过第二出口32回收至凝汽器，不凝结的汽气混合物则通过第一出口31进入真空装置。

进一步地，所述蒸汽喷射泵本体331包括依次连接的动力喷嘴、喷射泵扩压管、喉部混合喷嘴和扩散器；所述辅汽母管332与动力喷嘴连接，所述换热器34与扩散器连接。动力蒸汽通过辅汽母管332进入蒸汽喷射泵本体331后，从动力喷嘴中喷射出超音速射流，通过喷射泵扩压管前端的喉部混合喷嘴，使喉部混合喷嘴内形成高真空，将凝汽器10内汽气混合物吸入，并随同高速蒸汽一起进入扩散器；在扩散器中，蒸汽的流速降低，压力增加至设定压力值并进入换热器34。在换热器34内的汽气混合物又被冷却水冷却，其汽气混合物进入真空装置入口21，而冷凝水则排入凝汽器10的热井，回收工质。

进一步地，所述换热器34与凝汽器10的冷却水系统11连接。一方面，换热器34无需另外增设冷却水系统；另一方面，动力蒸汽的辅汽热量可被回收至冷却水系统11，供凝汽器10二次使用，节能降耗。具体地，换热器34和凝汽器10可采用开式水作为冷却水源。

进一步地，所述蒸汽喷射装置30集成于真空装置20的底座上。蒸汽喷射装置30集装在真空装置20上，不单独考虑用地，节省占地，提升效率、节能降耗的同时不增大整个设备的占地面积。

进一步地，所述真空装置20包括互相连接的水环真空泵22、分离器23和热交换器24，所述真空装置20的入口21设于水环真空泵22上，所述连接管40与水环真空泵22连接。所述水环真空泵22的出口端与分离器23连接，水环真空泵22的内部工作系统与热交换器24构成回路。

进一步地，所述真空装置20的数量不少于2，各真空装置20并联连接；所述连接管40包括各真空装置20并联支路上的第一支路管41，以及各第一支路管41汇合的母管42，所述第一支路管41一端与母管42汇合，另一端连接至真空装置入口21处，所述母管42与凝汽器10连接。为了在初始时刻快速建立真空环境，可根据实际情况选择真空装置的数量。本实施例中所述真空装置20的数量为2，在其他实施例中还可适当增加。

进一步地，所述蒸汽喷射装置30的前端设有第一阀门35。所述第一阀门35设于所述第一入口前，当关闭第一阀门35时，蒸汽喷射装置30不启动，当打开第一阀门35时，蒸汽喷射装置30投入使用。

进一步地，所述真空装置入口21处设有至少一个第二阀门25，所述蒸汽喷射装置30的第一出口31连接至真空装置入口21处最后一道第二阀门25前。当真空装置20有多个时，启动后的抽真空设备正常运行后，无需多个真空装置，可关闭相应的真空装置20的第二阀门25。

本实施例中，当抽水设备启动时，采用2台水环真空泵22同时运行，快速建立真空环境；设备正常运行后，打开第一阀门35，蒸汽喷射装置30投入运行，此时，可关闭其中一台水环真空泵22所在真空装置20的第二阀门25，此真空装置20关闭，仅运行剩余一组真空装置20的水环真空泵22即可满足维持并提高抽真空设备的真空需要，另一组真空装置20备用。另外，水环真空泵22工作时会有少量的水环水损失，可在其他实施例中考虑采用自凝结水的补水，并连接冷却水系统来冷却降低因转动和抽出高温混合气体引起的升温。本实施方式的蒸汽喷射泵组件33与换热器34之间无转动部件连接，维护工作量少，运行稳定，安全可靠。通过提高抽真空设备的真空度和节电回收热量等方式，可为用户持续带来可观的经济收益，与传统设计方案相比所增加的投资仅需2年左右便可收回。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种抽真空设备，用于与带冷却水系统的凝汽器配合使用，其特征在于，包括：真空装置和蒸汽喷射装置，所述真空装置入口处通过连接管与凝汽器连接，所述蒸汽喷射装置与连接管连接，所述蒸汽喷射装置包括第一出口和第二出口，所述蒸汽喷射装置的第一出口与真空装置的入口连接，第二出口与凝汽器连接。

2.根据权利要求1所述的抽真空设备，其特征在于，所述蒸汽喷射装置包括蒸汽喷射泵组件和与蒸汽喷射泵组件连接的换热器，所述连接管与蒸汽喷射泵组件连接，所述第一出口和第二出口设于换热器上。

3.根据权利要求2所述的抽真空设备，其特征在于，所述蒸汽喷射泵组件包括蒸汽喷射泵本体和与蒸汽喷射泵本体连接的辅汽母管；所述蒸汽喷射泵本体包括第一入口和第二入口，所述第一入口与连接管连接，第二入口与辅汽母管连接。

4.根据权利要求3所述的抽真空设备，其特征在于，所述蒸汽喷射泵本体包括依次连接的动力喷嘴、喷射泵扩压管、喉部混合喷嘴和扩散器；所述辅汽母管与动力喷嘴连接，所述换热器与扩散器连接。

5.根据权利要求4所述的抽真空设备，其特征在于，所述换热器与凝汽器的冷却水系统连接。

6.根据权利要求5所述的抽真空设备，其特征在于，所述蒸汽喷射装置集成于真空装置的底座上。

7.根据权利要求6所述的抽真空设备，其特征在于，所述真空装置包括互相连接的水环真空泵、分离器和热交换器，所述真空装置的入口设于水环真空泵上，所述连接管与水环真空泵连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的抽真空设备，其特征在于，所述真空装置的数量不少于2，各真空装置并联连接；所述连接管包括各真空装置并联支路上的第一支路管，以及各第一支路管汇合的母管，所述第一支路管一端与母管汇合，另一端连接至真空装置入口处，所述母管与凝汽器连接。

9.根据权利要求8所述的抽真空设备，其特征在于，所述蒸汽喷射装置的前端设有第一阀门。

10.根据权利要求9所述的抽真空设备，其特征在于，所述真空装置的入口处设有至少一个第二阀门，所述蒸汽喷射装置的第一出口连接至真空装置入口处最后一道第二阀门前。