CN210662810U - 一种低加蒸冷段装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低加蒸冷段装置，其特征在于，包括位于蒸冷段的外包壳，外包壳的两端分别与端板密封连接，外包壳内设有内包壳，外包壳、内包壳与端板形成汽室，汽室的顶部设有用于抽汽蒸汽进入低压加热器的蒸汽进口管，内包壳内壁上设有管束，管束包括多根换热管，内包壳的底部设有分隔板，内包壳内设有使蒸汽上下穿梭换热管表面的Hcut型隔板，内包壳上端的一侧设有供蒸汽进入内包壳的进口，内包壳另一侧的端板上设有出口。本实用新型为一种采用Hcut形式的低压加热器蒸冷器，其蒸汽纵向流过隔板的截面比Vcut形式的截面大，可以有效减小壳侧压降，满足机组性能要求。

Description

一种低加蒸冷段装置

技术领域

本实用新型涉及一种低加蒸冷段装置(即低压加热器设备的蒸冷段装置)，应用于电站行业发电机组回热系统中，属于低压加热器设备技术领域。

背景技术

在电厂循环系统中，从冷凝器出来的冷凝水，在进入蒸汽发生器或者锅炉前，用给水加热器进行加热。给水加热器有两种形式，一种叫开式或除氧加热器，由汽机抽汽直接混合并加热给水；一种叫闭式给水加热器，由管子及筒身组成，筒体侧蒸汽中的热量通过管子传导给给水。开式给水加热器只在小型电厂中使用或者只能作为大型电厂的低压加热器。循环系统中采用给水加热器的主要目的是在于提高系统热效率。这种采用给水加热器的循环系统称为“回热蒸汽动力循环”。

给水加热器可分为低加、中加和高加三种，视其在循环系统中的布置位置而定。低压加热器布置在冷凝器与除氧加热器之间，是火电机组配套的重要辅机设备。

闭式给水加热器的壳体侧一般分为三个换热区域：蒸冷段、凝结段、疏冷段。蒸冷段位于壳侧的蒸汽进口部分，分成几段并封闭成一个汽室或一个段，这样可以使过热蒸汽进入，并且利用参数高于筒体侧蒸汽饱和温度的蒸汽加热从凝结段出来进入蒸冷段的给水。设置蒸冷段的加热器可以使给水收到两相流体的加热，从而使给水获得更多的换热。蒸冷段换热面积的设置，要使得管内的给水吸收蒸汽从过热蒸汽冷却到高于筒体侧饱和温度的热量，以保证蒸汽处于干燥状态。其主要功能是将给水出口温度提高到凝结段蒸汽饱和温度以上。

蒸冷段带有一些弓形切口隔板，使蒸汽穿越过管子并沿着管子分成几个回路。所选用的隔板型式会影响蒸冷段筒体侧的膜态热阻，而通过该膜态热阻，可计算获得蒸冷段的总传热率。隔板型式，数量以及它们之间的间隔距离将决定蒸冷段长度及蒸冷段的压降。由用户约定，一般蒸冷段的最大压降极限值为5磅/平方英寸。

由于低压加热器的抽汽压力较低，一般低于1MPa。水在低于1MPa后，对应的饱和温度相较于高于1MPa的时候下降速率大大增加。而设置蒸冷段会使进入凝结段的蒸汽有5磅/平方英寸左右的阻力降，而这阻力降会导致凝结段的壳侧工作饱和温度大大降低。在整个加热器的设计中，蒸冷段一般按吸收总换热量的80％来设计，而加热器的给水出口温度作为边界条件是事先设定好的，那么已知的蒸冷段这部分的换热可以反推出给水进蒸冷段前的温度，也就是凝结段的出口给水温度。那么如果凝结段的壳侧工作饱和温度低于凝结段出口给水温度，那么换热就无法完成。所以低压加热器一般不设置蒸汽冷却段。

随着用户需求的不断变大，机组等级也在不断突破创新。在回热系统内，用户在追求更低的热耗时，对于低压加热器就会提出更高的上端差要求，为响应这部分要求，部分低压加热器就会设置蒸汽冷却段。

针对上端差的要求，低压加热器的蒸汽冷却段的设计需要考虑足够小的壳侧阻力降，以确保凝结段饱和温度不会降的太多。而常规的Vcut形式的隔板壳侧阻力较大，难以满足低压加热器蒸冷段的要求。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：解决了如何减小壳侧压降的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供了一种低加蒸冷段装置，其特征在于，包括位于蒸冷段的外包壳，外包壳的两端分别与端板密封连接，外包壳内设有内包壳，外包壳、内包壳与端板形成汽室，汽室的顶部设有用于抽汽蒸汽进入低压加热器的蒸汽进口管，内包壳内壁上设有管束，管束包括多根换热管，内包壳的底部设有分隔板，内包壳内设有使蒸汽上下穿梭换热管表面的Hcut型隔板，内包壳上端的一侧设有供蒸汽进入内包壳的进口，内包壳另一侧的端板上设有出口。

优选地，所述的外包壳一端的端板靠近管板处。

优选地，所述的蒸汽进口管的正下方设有用于防止蒸汽长期直接冲击内包壳的挡板，挡板设于内包壳上方。

优选地，所述的Hcut型隔板包括将内包壳分隔为多个隔间的多个大隔板和小隔板，小隔板均布在内包壳的上下两侧，大隔板设于上下两层小隔板的中间位置，大隔板和小隔板之间通过起支撑和定位作用的定位管连接在一起。

本实用新型为一种采用Hcut形式的低压加热器蒸冷器，其蒸汽纵向流过隔板的截面比Vcut形式的截面大，可以有效减小壳侧压降，满足机组性能要求。

本实用新型提供的低加蒸冷段装置，给水和蒸汽流动方向全程都是逆流的形式，其安装于低压加热器内蒸汽进口部分，利用汽轮机抽汽的过热度，对给水进行加热，增强低压加热器的换热，减少整个低加的换热面积。Hcut型水平(切割)隔板布置采用强制流动的方式，隔板的间距以满足压降要求和防止管束振动为前提根据热力计算确定。

附图说明

图1为一种低加蒸冷段装置的结构示意图；

图2为大隔板的结构示意图；

图3为小隔板的结构示意图；

图4为一种低加蒸冷段装置内蒸汽流动的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

本实用新型为一种低加蒸冷段装置，如图1所示，其包括蒸汽进口管5、汽室6、挡板4、内包壳3、外包壳2、端板1、定位管9、管束10、分隔板11，以及Hcut型水平(切割)隔板(即大隔板7和小隔板8)。蒸汽进口管5用于抽汽蒸汽进入低压加热器；汽室6由外包壳2、内包壳3和端板1形成一个空间，蒸汽进入汽室6后，由内包壳3上端的进口进入内包壳3；挡板4位于内包壳3上方、蒸汽进口管5下方，用于防止蒸汽长期直接冲击内包壳3；一个端板1位于蒸冷段靠近管板处，用于封闭汽室6；定位管9为各隔板之间起支撑和定位作用，贯穿各个隔板；管束10包括多根换热管，换热管外包裹有内包壳3；分隔板11位于内包壳3底部；Hcut型水平(切割)隔板(即大隔板7和小隔板8，如图2、图3所示)，位于内包壳3内，将内包壳3分隔为若干个隔间，使蒸汽上下穿梭换热管表面，经过蒸冷段的换热后进入凝结段。

内包壳3另一侧的端板1上设有出口。Hcut型隔板包括将内包壳3分隔为多个隔间的多个大隔板7和小隔板8，小隔板8均布在内包壳3的上下两侧，大隔板7设于上下两层小隔板8的中间位置，大隔板7和小隔板8之间通过起支撑和定位作用的定位管9连接在一起。

本实用新型的设备运行时，如图4所示，蒸汽从蒸汽进口管5进入由外包壳2、内包壳3、端板1形成的汽室6，经内包壳3上方的开口进入内包壳3，在内包壳3内，由于大隔板7和小隔板8的设置，蒸汽上下穿梭流经管束10表面进行换热，然后从蒸冷段尾端流出内包壳3，进入凝结段。给水在管束10内流动，与蒸汽按逆流形式换热。

本实用新型提供的低加蒸冷段装置安装于低压加热器内蒸汽进口部分，利用汽轮机抽汽的过热度，对给水进行加热，增强低压加热器的换热，降低壳侧阻力，同时满足机组的高性能要求，进一步提高机组热效率。

其中，上述“Hcut型”主要是指内包壳内隔板的布置的一种形式，“H”即horizontal水平的，“Hcut型”是指隔板在内包壳内的布置使得内包壳区域内形成一条水平的切割线，让蒸汽形成强制上下流动穿过各隔板的流动形式。相对于“Vcut型”(其中“V”即“vertical”垂直的)，主要区别是使得蒸汽在内包壳内的强制流动形式，“Hcut”会使得蒸汽上下穿过各个隔板形成的流通路线，“Vcut”会使得蒸汽左右穿过各个隔板形成的流通路线。

综上，“Hcut型”即为“水平布置隔板型式”，“Vcut型”即为“垂直布置隔板形式”。

Claims (4)

1.一种低加蒸冷段装置，其特征在于，包括位于蒸冷段的外包壳(2)，外包壳(2)的两端分别与端板(1)密封连接，外包壳(2)内设有内包壳(3)，外包壳(2)、内包壳(3)与端板(1)形成汽室(6)，汽室(6)的顶部设有用于抽汽蒸汽进入低压加热器的蒸汽进口管(5)，内包壳(3)内壁上设有管束(10)，管束(10)包括多根换热管，内包壳(3)的底部设有分隔板(11)，内包壳(3)内设有使蒸汽上下穿梭换热管表面的Hcut型隔板，内包壳(3)上端的一侧设有供蒸汽进入内包壳(3)的进口，内包壳(3)另一侧的端板(1)上设有出口。

2.如权利要求1所述的一种低加蒸冷段装置，其特征在于，所述的外包壳(2)一端的端板(1)靠近管板处。

3.如权利要求1所述的一种低加蒸冷段装置，其特征在于，所述的蒸汽进口管(5)的正下方设有用于防止蒸汽长期直接冲击内包壳(3)的挡板(4)，挡板(4)设于内包壳(3)上方。

4.如权利要求1所述的一种低加蒸冷段装置，其特征在于，所述的Hcut型隔板包括将内包壳(3)分隔为多个隔间的多个大隔板(7)和小隔板(8)，小隔板(8)均布在内包壳(3)的上下两侧，大隔板(7)设于上下两层小隔板(8)的中间位置，大隔板(7)和小隔板(8)之间通过起支撑和定位作用的定位管(9)连接在一起。

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