CN208366105U - 一种双背压凝汽器冷端优化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双背压凝汽器冷端优化装置，包括过渡真空罐、射汽真空泵、喷水减温箱、离心射流泵、工作蒸汽入口管、高压凝结水进口管、回低压凝结水管和控制器，过渡真空罐分别与离心射流泵、喷水减温箱及射汽真空泵连通，射汽真空泵连通于喷水减温箱，工作蒸汽入口管连通于射汽真空泵，高压凝结水进口管连通于喷水减温箱的其中一侧边，低压凝结水管连通于喷水减温箱的下部，射汽真空泵和离心射流泵均电连接控制器。本实用新型有益效果：采用设置过渡真空罐的方式连接高低压凝汽器，减化了设备投资，并引入离心射流真空系统和射汽真空系统组成双回路抽真空回路，提高了冷端优化的安全性。

Description

一种双背压凝汽器冷端优化装置

技术领域

本实用新型涉及节能减排技术领域,尤其是一种双背压凝汽器冷端优化装置。

背景技术

随着汽轮机装机功率的增加，特别是近年来大功率核电站用汽轮机的出现，为减少巨量循环冷却水的动力成本，提升电厂经济性，于是出现了双背压凝汽器，目前国内大型电站中已经开始应用。双背压的凝汽器的平均设计背压低于同等条件下单背压凝汽器背压，相当于增加水蒸汽的热力学焓降，提升了机组经济性。除此之外，另一个极为重要的优点是相对于单背压凝汽式机组其循环水量减少近一半，高低背压凝汽器的循环水管道为串联，流经低压凝汽器后的冷却水继续作为冷却水源进入高背压凝汽器，具备较好的节能减排优势。

目前600MW机组双背压凝汽器设计压力分别为4.4KPa(对应饱和温度 30.6℃)和5.4KPa(对应饱和温度34.3℃)，循环冷却水依次通过低压凝汽器和高压凝汽器，得到充分利用，是一种具备较大应用前景的冷端优化技术。然而，双背压凝汽器设置对真空系统提出了更高的要求，其双背压真空控制系统通常直接采取单一抽汽真空系统抽取高低压凝汽器真空，为提高真空系统安全性配置有多套真空装置大大增加了电站设备成本；另一方面，双背压抽真空系统完全忽视了冬季和夏季工况循环冷却水水温对凝汽器真空度的影响，无法针对冬季和夏季进行节能调节，经济性较低，未能彻底落实十三五对火力发电厂节能减排的政治要求。如果能通过某种技术手段，避开设置单一真空系统抽取双背压凝汽器真空带来的安全性瓶颈，并且能根据冬季、夏季运行工况的差异，自动优化真空系统，拓展双背压凝汽器应用优势，进一步提升冷端优化能力，是非常令人期待的汽轮机冷端优化解决方案，也是大型火电行业极具竞争力的冷端优化方案之一。

专利号ZL201320210639.3公开了一种双背压凝汽器抽真空系统，通过节流方式提升凝凝汽器的双背压效果。专利号ZL201510459725.1公开了一种提高双背压凝汽器抽真空效率的系统，采用母管同时连接高低压凝汽器抽真空的方法提高抽真空效率。专利号ZL201621047591.9公开了一种基于罗茨真空泵组的双背压凝汽器真空系统，采用罗茨真空泵组对高低背压凝汽器进行并联运行，有效提高系统经济性。然而，其解决的本质却都仅限于解决单一抽汽回路如何提高冷凝器真空度的技术方法，且没有考虑冬季和夏季工况不同需采取新的冷却优化思路，其本质是缺少更深层次的技术革新。

因此，对于上述问题有必要提出一种双背压凝汽器冷端优化装置。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种双背压凝汽器冷端优化装置，可以解决上述问题。

一种双背压凝汽器冷端优化装置，包括过渡真空罐、射汽真空泵、喷水减温箱、离心射流泵、工作蒸汽入口管、高压凝结水进口管、回低压凝结水管和控制器，所述过渡真空罐分别与所述离心射流泵、所述喷水减温箱及所述射汽真空泵连通，所述射汽真空泵连通于所述喷水减温箱，所述工作蒸汽入口管连通于所述射汽真空泵，所述高压凝结水进口管连通于所述喷水减温箱的其中一侧边，所述低压凝结水管连通于所述喷水减温箱的下部，所述射汽真空泵和离心射流泵均电连接所述控制器。

与现有技术相比，本实用新型有益效果：采用设置过渡真空罐的方式连接高低压凝汽器，减化了设备投资，并引入离心射流真空系统和射汽真空系统组成双回路抽真空回路，提高了冷端优化的安全性；通过调整双回路抽真空系统的运行方式，冬季仅需离心射流真空泵开启，相对现有冷端抽真空方式节约近68％的电力成本；夏季通过双回路的配合使用，可以平均提高冷凝器真空度1～1.5KPa，使得每度电的煤耗降低约5g，产生巨大的经济效益；利用双背压凝汽器凝结水间压力差，巧妙引入高压凝结水对射汽真空泵出口蒸汽进行喷水减温混合换热，混合后的凝结水流入低压凝汽器侧的凝结水中，该技术方法是节能改造的再一次深度优化，应用推广价值大。

进一步的，所述过渡真空罐的其中一侧边分别设有高压凝汽器侧口和低压凝汽器侧口，所述高压凝汽器侧口固定连接有节流装置。

采用进一步的技术方案有益效果：节流装置可以起到节流作用。

进一步的，所述过渡真空罐的下部设有疏水出口。

采用进一步的技术方案有益效果：疏水出口回收疏水，节约水处理成本。

进一步的，所述离心射流泵设置有2个，所述离心射流泵分别设有工作进水口和工作出水口。

采用进一步的技术方案有益效果：2个离心射流泵提高离心效果，同时可以提高离心效率；正常运行在50％运转符合，当一台泵出现故障时，另一台泵切换至满负荷工作状态。

进一步的，所述过渡真空罐与离心射流泵之间连通有第一管路，所述过渡真空罐与射汽真空泵之间连通有第二管路，所述喷水减温箱与离心射流泵连通有第三管路，所述第一管路、第二管路和第三管路分别固定连接有第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀，所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀均电连接所述控制器。

采用进一步的技术方案有益效果：电磁阀的开启可以调节管内流体的流速，控制器控制第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀可以提高控制效率。

进一步的，所述喷水减温箱包括箱体，所述箱体的内顶部设置有微型水泵电机和喷头，所述微型水泵电机的底座固定于所述箱体，所述微型水泵电机的输出端固定于所述喷头。

采用进一步的技术方案有益效果：喷水可起到降温作用，喷头的喷水口，强化换热能力，使射汽真空泵乏汽全部凝结成液体。

附图说明

图1是本实用新型的结构图；

图2是本实用新型的喷水减温箱结构图；

图中附图标记：1、过渡真空罐；2、射汽真空泵；3、喷水减温箱；31、箱体；4、离心射流泵；5、高压凝汽器汽侧口；6、低压凝汽器汽侧口；7、工作蒸汽入口管；8、高压凝结水进口管；9、低压凝结水管；10、工作水进口；11、工作水出口；12、节流装置；13、疏水出口；14、微型水泵电机； 15、喷头；16、第一管路；17、第二管路；18、第三管路；a、第一电磁阀； b、第二电磁阀；c、第三电磁阀。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1并结合图2所示，一种双背压凝汽器冷端优化装置，包括过渡真空罐1、射汽真空泵2、喷水减温箱3、离心射流泵4、工作蒸汽入口管7、高压凝结水进口管8、回低压凝结水管9和控制器，所述过渡真空罐1分别与所述离心射流泵4、所述喷水减温箱3及所述射汽真空泵2连通，所述射汽真空泵2连通于所述喷水减温箱3，所述工作蒸汽入口管7连通于所述射汽真空泵 2，所述高压凝结水进口管8连通于所述喷水减温箱3的其中一侧边，所述9低压凝结水管连通于所述喷水减温箱3的下部，所述射汽真空泵2和离心射流泵4均电连接所述控制器。

与现有技术相比，本实用新型有益效果：采用设置过渡真空罐1的方式连接高低压凝汽器，减化了设备投资，并引入离心射流泵4和射汽真空泵2 组成双回路抽真空回路，提高了冷端优化的安全性；通过调整双回路抽真空系统的运行方式，冬季仅需离心射流真空泵4开启，相对现有冷端抽真空方式节约近68％的电力成本；夏季通过双回路的配合使用，可以平均提高冷凝器真空度1～1.5KPa，使得每度电的煤耗降低约5g，产生巨大的经济效益；利用双背压凝汽器凝结水间压力差，巧妙引入高压凝结水对射汽真空泵2出口蒸汽进行喷水减温混合换热，混合后的凝结水流入低压凝汽器侧的凝结水中，该技术方法是节能改造的再一次深度优化，应用推广价值大。

优选地，所述过渡真空罐1的其中一侧边分别设有高压凝汽器侧口5和低压凝汽器侧口6，所述高压凝汽器侧口5固定连接有节流装置12。

采用优选地技术方案有益效果：节流装置12可以起到节流作用。

优选地，所述过渡真空罐1的下部设有疏水出口13。

采用优选地技术方案有益效果：疏水出口13回收疏水，节约水处理成本。

优选地，所述离心射流泵4设置有2个，所述离心射流泵4分别设有工作进水口10和工作出水口11。

采用优选地技术方案有益效果：2个离心射流泵4提高离心效果，同时可以提高离心效率；正常运行在50％运转符合，当一台泵出现故障时，另一台泵切换至满负荷工作状态。

优选地，所述过渡真空罐1与离心射流泵4之间连通有第一管路16，所述过渡真空罐1与射汽真空泵2之间连通有第二管路17，所述喷水减温箱3 与离心射流泵2连通有第三管路18，所述第一管路16、第二管路17和第三管路18分别固定连接有第一电磁阀a、第二电磁阀b和第三电磁阀c，所述第一电磁阀a、第二电磁阀b和第三电磁阀c均电连接所述控制器。

采用优选地技术方案有益效果：电磁阀的开启可以调节管内流体的流速，控制器控制第一电磁阀a、第二电磁阀b和第三电磁阀c可以提高控制效率。

优选地，所述喷水减温箱3包括箱体31，所述箱体31的内顶部设置有微型水泵电机14和喷头15，所述微型水泵电机14的底座固定于所述箱体31，所述微型水泵电机14的输出端固定于所述喷头15。

采用优选地技术方案有益效果：喷水可起到降温作用，喷头15的喷水口，强化换热能力，使射汽真空泵2乏汽全部凝结成液体。

所述射汽真空泵2的工作蒸汽为汽轮机抽汽，抽汽压力约为1.0MPa；所述凝结水预热系统的凝结水进口管与高压凝汽器凝结水连通，回凝结水管与低压凝汽器凝结水连通，提高凝给水热力学效率；凝结水预热系统的喷水减温箱内凝结水通过喷淋方式与射汽真空系统输入蒸汽混合换热，未凝结的气体通过离心射流真空系统抽出。

其中控制器型号为美国英特尔生产的SC7314SJW0B3YA，射汽真空泵2型号为OTS-750W-30L，离心射流泵4的型号为PV10K，第一电磁阀a、第二电磁阀b和第三电磁阀c的型号为CVKR-0300。

工作原理：冬季工况下，第一电磁阀a和第二电磁阀b关闭，仅过渡真空系统和离心射流真空系统投入运行，将过渡真空罐1内的压力抽到4.4KPa，低压凝汽器汽侧与过渡真空罐直接连通，保证低压凝汽器真空压力为4.4KPa；高压凝汽器汽侧抽汽管路上设置有节流装置12，由于节流作用，可维持高压凝汽器真空压力为5.4KPa。采用离心射流泵取代现有抽真空系统中的水环式真空泵直接节约电力成本近68％，对于一座600MW发电厂，可将现有电厂配置 160KW的水环真空系统减少到仅需50KW的离心射流真空泵，每天节约2650度电，以0.5元/度计算，仅这一项改变每年节约48.2万元。

夏季工况下，由于离心射流泵工作水温升高，仅依靠离心射流真空系统不能抽到4.4KPa的低真空，实际工作中甚至只能保证在11.8KPa，远不够凝汽器的要求真空，需配置一套辅助抽真空系统，射汽真空泵2。夏季工况下，第一电磁阀a、第二电磁阀b和第三电磁阀c全部打开，离心射流真空系统和射汽真空系统组成双回路运行模式，可保证夏季工况下仍能位置4.4KPa的额定真空度，较现有最先进的抽真空方法可以提高真空1～1.5KPa，使每度电的发电煤耗降低5g，具有极其重大的经济效应。

夏季工况下，为减少高温工作蒸汽能量损失，引入一套凝结水预热系统，巧妙借助双背压凝汽器压力差优势，利用高压凝汽器凝结水与射汽真空泵出口乏汽进行混合换热成水，升温后的凝结水沿着管路流入低压凝汽器中，凝结水预热系统的引入进一步扩展了本发明的节能效果。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种双背压凝汽器冷端优化装置，其特征在于：包括过渡真空罐(1)、射汽真空泵(2)、喷水减温箱(3)、离心射流泵(4)、工作蒸汽入口管(7)、高压凝结水进口管(8)、回低压凝结水管(9)和控制器，所述过渡真空罐(1)分别与所述离心射流泵(4)、所述喷水减温箱(3)及所述射汽真空泵(2)连通，所述射汽真空泵(2)连通于所述喷水减温箱(3)，所述工作蒸汽入口管(7)连通于所述射汽真空泵(2)，所述高压凝结水进口管(8)连通于所述喷水减温箱(3)的其中一侧边，所述低压凝结水管(9)连通于所述喷水减温箱(3)的下部，所述射汽真空泵(2)和离心射流泵(4)均电连接所述控制器。

2.如权利要求1所述的一种双背压凝汽器冷端优化装置，其特征在于：所述过渡真空罐(1)的其中一侧边分别设有高压凝汽器侧口(5)和低压凝汽器侧口(6)，所述高压凝汽器侧口(5)固定连接有节流装置(12)。

3.如权利要求2所述的一种双背压凝汽器冷端优化装置，其特征在于：所述过渡真空罐(1)的下部设有疏水出口(13)。

4.如权利要求3所述的一种双背压凝汽器冷端优化装置，其特征在于：所述离心射流泵(4)设置有2个，所述离心射流泵(4)分别设有工作进水口(10)和工作出水口(11)。

5.如权利要求4所述的一种双背压凝汽器冷端优化装置，其特征在于：所述过渡真空罐(1)与离心射流泵(4)之间连通有第一管路(16)，所述过渡真空罐(1)与射汽真空泵(2)之间连通有第二管路(17)，所述喷水减温箱(3)与离心射流泵(4)连通有第三管路(18)。

6.如权利要求5所述的一种双背压凝汽器冷端优化装置，其特征在于：所述第一管路(16)、第二管路(17)和第三管路(18)分别固定连接有第一电磁阀(a)、第二电磁阀(b)和第三电磁阀(c)，所述第一电磁阀(a)、第二电磁阀(b)和第三电磁阀(c)均电连接所述控制器。

7.如权利要求6所述的一种双背压凝汽器冷端优化装置，其特征在于：所述喷水减温箱(3)包括箱体(31)，所述箱体(31)的内顶部设置有微型水泵电机(14)和喷头(15)，所述微型水泵电机(14)的底座固定于所述箱体(31)，所述微型水泵电机(14)的输出端固定于所述喷头(15)。