CN217764654U - 一种具有凝汽器冷端调直功能的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种具有凝汽器冷端调直功能的装置。该装置采用流线形网条十字交叉互为镶嵌平面布置的井字型栅格结构的流场调直栅格网芯，极小的流线形流动阻力系数，保证了冷端流场调直效果好，压头损失小，结构尺寸小。采用销齿传动轮和调直栅格轮网分开布置方式，既保证了传动力矩，消除了旋转网芯卡死现象，提高了运行可靠性，增强了转动部件旋转灵活性，又进一步增加了调直栅格轮网的过流面积，减小了过网压力损失。采用调直栅格轮网旋转方式可以有效清除流场调直过程中栅格网芯上过滤净化掉的污物，由于调直栅格轮网旋转工作，使得污物清理时将旋转冲洗和负压反冲洗两种除污机理有机结合，保证除污效果更佳。

Description

一种具有凝汽器冷端调直功能的装置

技术领域

本实用新型专利是属于流体力学的流场改善技术领域，特别涉及一种具有凝汽器冷端调直功能的装置，具体说是对工业循环水系统进入凝汽器前部冷端的循环流体进行流场调直。

背景技术

凝汽器是凝汽式汽轮发电机组冷端的重要设备，被称为汽轮发电机组的“冷源”。它的主要用途是在汽轮机排汽口处建立并维持要求的真空，使蒸汽在汽轮机组内膨胀到指定的凝汽压力，将更多的焓转变为机械功，同时将汽轮机的排汽凝结为水，作为锅炉给水，继续参加到热力循环中去。由此可见，凝汽器实际上就是一个壳侧压力为负压很大的管壳式汽水换热器。凝汽器(管壳式汽水换热器)在电力、石化、水泥等工业循环水领域被广泛应用。凝汽器现场管路布置变化较多，且在运行中都有循环流体流速不稳现象，导致进入凝汽器前部冷端循环的流体容易形成较大的死区和涡流区，同时流体中携带的杂质和污物极易造成凝汽器的积污、堵塞和结垢现象，特别是采用循环冷却水冷却的冷凝器、水冷器等。凝汽器的死区、涡流区会导致设备的传热系数降低，能耗增大，同时会造成局部管子内流体流动减缓甚至不流动，近而出现堵管或污垢沉积而导致设备无法正常运行，所以说死区和涡流区的部分极易结垢，结垢后还会形成垢下腐蚀，缩短了换热设备的使用寿命。目前，凝汽器普遍应用：在线海绵胶球清洗技术结合二次滤网净化技术来解决堵管和结垢问题。但是在线海绵胶球清洗装置的待注入流体(包含胶球)进入凝汽器水室明显受到死区和涡流区的影响，使得参与清洗的海绵胶球大部分涡在死区涡流区当中，清洗到的管子只占其中一部分，没被清洗的管子由于死区、涡流区的影响只能进一步造成管子的污物沉积，永远也不会有海绵胶球通过的恶性循环当中。与其结合使用的二次滤网，安装在汽轮发电机组凝汽器的进口循环水管处，作用只是除掉可能堵塞凝汽器管板及管子的杂物。但是，设备结构尺寸大，压头损失高，且无改善凝汽器水室的死区与涡流区的功能，甚至由于二次滤网自身的水阻较大，加剧了凝汽器水室死区、涡流区进一步恶化的可能。

本实用新型专利的目的是为了改善循环水进入凝汽器前水室的流场流动状态，优化凝汽器前水室的流场分布，减小凝汽器前水室的死区、涡流区，提高在线海绵胶球清洗装置的清洗效率，提高凝汽器的换热效率。增强凝汽器循环水过滤净化功能的过滤排污效果和装置自洁率，减小装置的水阻和外形尺寸。

发明内容

针对凝汽器(管壳式汽水换热器)冷端(前水室)的循环流体(循环水)流场调直现有技术的不足，本实用新型专利是一种具有凝汽器冷端调直功能的装置，其特征是对凝汽器冷端(前水室)流场的分布进行有效调直，从而达到改善凝汽器冷端(前水室)流场的目的，同时对流场调直过程中滤出的杂质和污物能够实现自动滤除。

本实用新型的技术方案为一种具有凝汽器冷端调直功能的装置，其特征是：装在壳体中部的具有流场调直功能的栅格网是整体旋转栅格轮网，旋转栅格轮网由集污轮式框架、扇形栅格网芯和固定扇形栅格网芯的压架组成。所述4-8个(360度等分)扇形栅格网芯顺序布置于扇形辐轮的集污轮式框架上，集污框架和压架用螺栓连接，将调直流场的4-8个扇形栅格网芯固定在集污框架和压架中间。所述封闭式滚动轴承位于旋转栅格轮网中心轮毂的轴承室内，并用内六角螺钉连接固定轮毂与轴承室，轴承室是密闭式的结构，在轴承室内有两套对称安装的推力调心滚子轴承，由承力盘和两只止退圆螺母将其定位于中心主轴上，轴承室的下部有骨架油封将主轴密封，上部有密封垫和传动轴的固定螺栓连接封闭，目的是保证整体旋转栅格轮网中心轮毂内轴承的密闭性和长期工作的润滑性。所述中心轴支撑座位于壳体下部中心位置，由支承筋板和排污斗与外壳连接，中心轴嵌入中心轴支撑座的轴座孔内，用内六角螺钉固定连接，排污斗的上边缘装有弹性密封件。所述位于集污轮式框架和压架中间的扇形栅格网芯是流线形不锈钢网条纵横十字交叉、互为镶嵌式连接的平面井字形栅格结构。所述凝汽器冷端调直功能的装置装在壳体上部的电动传动机构带动旋转传动轮与整体旋转栅格轮网一起转动，传动轮的转速为10分钟旋转一圈，销齿传动方式能将进入传动销齿间的小于φ5mm硬杂物破碎掉，另外传动轮布置在经过栅格轮网调直过滤后的循环水中，保证了传动部件工作的介质的清洁度，避免了大尺寸的杂物存在的可能。

本实用新型的一种具有凝汽器冷端调直功能的装置的有益实现是：采用销齿传动带动具有流场调直功能栅格轮网的栅格网芯旋转，网芯为由阻力系数极小的流线形不锈钢网条纵横十字交叉、互为镶嵌式连接的平面井字形栅格结构，既能够消除掉进入栅格网芯的里、外两侧水流的速度头偏差、对凝汽器冷端流体的流场实现调直作用，又能够过滤掉大于网孔直径的杂质。因流线型网条的阻力系数最小，所以整个装置的水阻和外形尺寸都减小了。扇形排污斗装有弹性密封件，增加了排污斗内形成的负压，加大了排污力度，提高了排污效果。传动销轮与调直栅格轮网分开布置，既保证传动效果，又进一步加大了流场调直过程中调直栅格轮网的通流面积。

本实用新型与同样口径和相同流量的其他型式过滤净化设备相比具备以下显著特征：由流线形不锈钢网条纵横十字交叉、互为镶嵌式连接的平面井字形栅格结构，阻力系数更小，因此通流能力更强，过网的阻力损失更小，压头损失一般在2～3kPa。旋转栅格轮网不会被杂质污物卡死、转动灵活、安全可靠。排污斗内形成的反冲洗力度大，旋转栅格轮网旋转冲洗结合排污斗负压反冲洗自洁率达到最佳，排污效果更好。等径设计，重量轻，外形高度尺寸小，同时具有其他型式过滤净化设备完全不具备的旋转冲洗和负压反冲洗两种除污功能。能够有效改善循环水流动状态，调整速度头偏差，优化凝汽器前水室流场，提高换热效率。

附图说明

本实用新型的图面说明：

图1是根据本实用新型专利提出的一种具有凝汽器冷端调直功能的装置的结构剖面图与局部放大图图中：1.壳体；2.传动轮；3.传动销杆；4.压架；5.栅格网芯；6.集污及支撑框架；7.密封件；8.排污门；9. 排污斗；10.中心支撑座；11.轮毂；12.轴承室；13.中心主轴；14.支承筋板；15.栅格网芯结构局部放大图； 16.中心轴紧固螺钉；17.骨架油封；18.推力调心滚子轴承；19.轮毂与轴承室紧固螺钉；20.承力盘；21.密封环；22.传动轴与轮毂紧固螺钉；23.止退螺帽；24.传动轴；25.含有传动齿轮的电动传动箱；26.传动轮紧固螺帽。

图2是图1的俯视图

图中：2.传动轮.；4.压架；5.栅格网芯；25.含有传动齿轮的电动传动箱；26.传动轮紧固螺帽；27.集污室。

具体实施方式

如附图所示，一种具有凝汽器冷端调直功能的装置至少包括：含有传动齿轮的电动传动箱25安装在壳体1的上部，与传动轮2上装有的传动销杆3配合装配。与压架4对应的扇形调直栅格网芯5固定嵌压在压架4与集污及支撑框架6中间，用螺栓将压架4固定在集污及支撑框架6上，每个集污及支撑框架6 内含有若干个与排污斗一致的扇形集污室27。每片栅格网芯5由流线形不锈钢网条纵横十字交叉、互为镶嵌式连接成平面井字形栅格结构15，纵横交叉镶嵌式配合，相互之间及弧顶围条之间，用氩弧焊点焊牢固。用支承筋板14和排污斗9将中心轴支撑座10焊接固定在壳体1下部的中心位置，排污斗9的边缘为扇形，在它上边装有弹性密封件7，与集污及支撑框架6下面的密封圆环21水平高度一致。中心主轴13用内六角螺钉16固定在中心轴支撑座10上，轴承室12内部由两套对称安装的推力调心滚子轴承18和骨架油封 17，用内六角螺钉19将轴承室12固定在集污及支撑框架6的轮毂11上，用两只止退圆螺帽23将承力盘 20定位在中心主轴13上，轴承室内充满润滑脂后，用螺栓22同时将传动轴24密闭固定在轮毂11上，紧固螺帽26将传动轮2与传动轴24紧固密封，使传动轮2与集污及支撑框架6形成一个密闭整体，在含有传动齿轮的电动传动箱25的带动下，整体旋转工作。

本实用新型的工作过程分为流场调直工作过程及污物清理过程：1)流场调直工作过程：设备安装在凝汽器循环水管路中，循环水经过流线型网条拼成的井字形栅格结构15的流场调直栅格网芯5，形成无限多束的单束流体，每个单束流体被平衡调直，形成近似理想流体，从而实现消除流体流动过程中的里、外速度头偏差，改善凝汽器冷端水室流场的目的。2)清理工作过程：流体在被进行流场调直过程中，流体当中混含的较大杂质、污物将被滤除在流场调直装置栅格网芯5上，为保证流场调直效果，需要定期清理流场调直装置的栅格网芯5。具体实现：在初始状态和过滤集污状态过程中，排污门8关闭，含有传动齿轮的电动传动箱25和集污及支撑框架6停止转动，当栅格网芯5前后压力差达到定值后，程序就会自动启动清理过程，首先排污蝶门8全部打开，然后含有传动齿轮的电动传动箱25带传动轮2慢速旋转，其转速为10分钟转一圈，当集污及支撑框架6中的扇形集污室27与扇形排污斗9重合时，便形成闭合通路，一部分净化后的循环水在循环水压力与大气压力差的作用下，反向经过调直栅格网芯5，随着集污及支撑框架6的旋转，就会逐个将集污室27中的杂质污物从排污斗9出口经排污门8冲洗掉。该自动除污功能的流场调直装置可以根据网芯前后的压差来自动控制清洗动作，也可以每日按定时自动清洗。

Claims (4)

1.一种具有凝汽器冷端调直功能的装置，其特征在于含有传动齿轮的电动传动箱(25)安装在壳体(1)的上部，与传动轮(2)上装有的传动销杆(3)配合装配，紧固螺帽(26)将传动轮(2)与传动轴(24)紧固密封，用螺栓(22)同时将传动轴(24)密闭固定在集污及支撑框架(6)的轮毂(11)上，使传动轮(2)与集污及支撑框架(6)形成一个整体，在含有传动齿轮的电动传动箱(25)的带动下，整体旋转工作，与压架(4)对应的扇形调直栅格网芯(5)固定嵌压在压架(4)与集污及支撑框架(6)中间，用螺栓将压架(4)固定在集污及支撑框架(6)上，使压架(4)、栅格网芯(5)及集污及支撑框架(6)结合为一个整体，构成整体旋转栅格轮网，每个集污及支撑框架(6)内含有若干个与排污斗一致的扇形集污室(27)。

2.根据权利要求1所述的一种具有凝汽器冷端调直功能的装置，其特征是位于压架(4)和集污及支撑框架(6)中间的扇形栅格网芯(5)，是流线形不锈钢网条纵横十字交叉、互为镶嵌式连接成平面井字形栅格结构(15)。

3.根据权利要求1所述的一种具有凝汽器冷端调直功能的装置，其特征是含有传动齿轮的电动传动箱(25)安装在壳体(1)的上部，与传动轮(2)上装有的传动销杆(3)配合装配，紧固螺帽(26)将传动轮(2)与传动轴(24)紧固密封，用螺栓(22)同时将传动轴(24)密闭固定在集污及支撑框架(6)的轮毂(11)上，使传动轮(2)与集污及支撑框架(6)形成一个整体，在含有传动齿轮的电动传动箱(25)的带动下，整体旋转工作。

4.根据权利要求1或3所述的一种具有凝汽器冷端调直功能的装置，其特征是含有传动齿轮的电动传动箱(25)的齿轮与传动轮(2)上装有的传动销杆(3)配合传动，旋转集污及支撑框架(6)的转速为10分钟转一圈。

Images