TW510960B - Multiple pressure condensation installation - Google Patents

Description

510960 A7 Β7 本發明係關於根據所附申請專利部份 五、發明說明（1 ) 及自多重冷凝裝置中取出不凝結氣態介質之方法。 使用多重壓力冷凝裝置爲蒸汽輪機引擎業中已知者。此 方面，蒸汽在多重壓力級之每一級中之一冷凝管被冷凝， 各冷凝管之壓力一般爲各約25至40 mb ar。在特殊空氣及 放射性氣體中，不冷凝成分必須自冷凝器中取出。因此， 使用除氣抽取器，其連接於冷凝管之抽取方式爲在蒸氣壓 力取低及氣體濃度取南處抽取。多重壓力冷凝哭中，一 # 爲不使用除氣抽取器於每一壓力級，但使用一共同除氣抽 取器於全部各級。除氣抽取器連^於最下方壓力級之冷凝 器，及來自較高壓力級之各除氣管路分別進入一下方壓力 級之冷凝器中。各限制點安裝於各壓力級間之連接管中， 以限制在預定壓力差之質量流速及限制通過每一情況至下 方壓力之介質流速。此外，已知各壓力級之冷凝管之除氣 管路被引入通至除氣抽取器之一收集管。已知在此情1 下，來自較高壓力級之冷凝器之流動介質由於限制質量流 速之膜而被減低至一普通壓力水準。此一共同壓力水準小 於或等於最下方壓力級之壓力。 因此，除氣抽取器必須充分大至足以運送所需之最大除 氣質量流速至自低於最下方壓力級壓力開始之大氣。因 此，首先必須安裝一擴大高性能抽取器。其次，即 縱電力驅動抽取器時，此項電力不應來自電廠之電：輸 出。此-性質之内部能量消耗基本上極重 ： 輸出規定及電廠效率規則不變。 仃嚴格 --------------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -4 -

本紙張尺度適 297公釐）

五、發明說明（2 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明尋技此等問題之補救。如申請專利部份所指出， 發月之目的爲提供在開始中説明一種多重壓力冷凝裝 ^ 有減v所而動力能力而驅動除氣抽取器，同時保持 相同除氣容量。根據本發明，此點藉t請專利部份第1項 <特點及使用申請專利部份第14項説明之方法而達成。 、、因此’本發明之要點爲利用流出屬於較高壓力級之流出 成m進人除氣系統。如所説明，雖然總壓力損失僅爲數 mbar ’、所產生足結果爲經過壓力變化之體積流速。然而， 、f之淨壓力，，瓦過之速度甚至高於下方除氣介質流 速，最後產生根據以往技藝來使」^之相當大工作容量。另 方面，流動流體之靜壓必須除去至低於連接於一收集管 <最下方壓力級之靜壓；除氣介質流速亦應藉此壓力減低 裝置予以限制。 爲減低在進入與來自一下方壓力級之一中間級之一較低 壓力級混合時，根據本發明之噴射器用以代替限制膜。在 $中來自二壓力級會聚之一集管中，屬於較高壓力級之管 叹有減少連續長度斷面之長度，亦即一次音速噴射器。較 佳者’此噴射器配置於管口。管之有利配置方式爲自孔射 出之自由噴射流具有與立即連接於集管下游之一對收集管 <行程平行。在一集管中置於一起之各管原則上可爲介質 屬於不同納入壓力之任何所需之除氣及收集管配合。由於 屬於較高級壓力級之管之口之便利斷面剖面，屬於較高壓 力之介質被加速及靜壓被降低，同時總壓力保持實質2不 變。原則上，集管因此形成其中自口射出之自由噴射流施 -5- 本紙張尺度liiTii家標準（CNS)A4規格⑵Q χ撕公爱） -------------------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 510960 A7

方式 加吸力於屬於次一恩力、級之進人集管之介奸 下，來自較高壓力級之介質被用於增加除氣^

本發明之概念可總括成屬於較高 I 況能與-較祕力介質混合並能經二：:= 以用作驅動已知設計之-噴射器之能量。根據本;= 此屬於不㈣力之介質之集管製成作用成噴射器。_ 發明，屬於較高壓力之介質用作在—噴射H切脹之^ 介質，及作用成屬於-較低壓力之介質之輸送介質。 第-種較佳變化中’集管構成—收集管之管集件

Pie♦在軸向及較佳者與各收^管同軸向，與屬於較声 I力級（管具有被導引至收集管之長心及通向收集管每 之-=用作噴射器H游之屬於—或數較低壓力之— 或g管通人集管。此等管通人包圍屬於壓力級且通入—下 游藥之一罜。操作時，通入屬於較高壓力級之管之自由该 體自口流出，及此自由流體由於吸力作用攜帶較低壓力切 之周圍介質。 ' 第一種較佳變化中，集管同樣構成一收集管之管集箱。 然而，此一變化中，屬於下方壓力級之管具有通入收集管 之一長度及向下通入收集管之頭部。在此口上游，屬於一 較咼壓力級之至少一管通入包圍屬於較低壓力級之集管之 一直。例如可爲圓形之此室具有在屬於通入較低壓力級之 位置附近之一狹小流動斷面。此點可達成，例如使屬於下 方壓力級之線被一管向口上游斜縮之圈包圍之一圓形管。 當來自較高壓力級之介質流過其中斷面流動被減小時所形 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------訂---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 510960

發明說明（4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 成之！形f部份時’介質被加速及因而靜壓被減低。所產 生之環形咼速流動再度施加吸力於中心管之介質。 、本發明之發揮最佳功能之一限制條件爲屬於較高壓力級 足介質應儘可能等熵膨脹。且在流動中之任何所需減速度 應儘:能避免損失，而非如以往技藝之限制膜所熟知之^ 於較高壓力級之工作容量消失。此等點之第一要點由噴射 器又決定性影響決定。可選擇由一圓形線段之二線段在縱 斷面中所見形成噴射器之—等高線，此等線爲有利尺度使 圓形線段之曲率半徑具有大級6之上游線寬度。此舉避 免在壁附近之不必要尖銳流動。^理想情況而言，圓形線 段端部準確軸向對準孔，以在此1式下一平行軸向自由流 體。噴射器之來自較高級之介質出口斷面經膨脹，如果一 充分壓力比在於噴射器時，其選擇方式爲在馬赫數自〇9〇 至〇·92之設計質量流速產生於噴射器出口。另一方面，進 入超音速範圍之膨脹應予避免。當然，選擇在最狹小斷面 之嘴射器時之進一步重要邊界條件爲一既定壓力比之質量 流速。就第二點而言，將證實有利方式爲配置於集管之約 8°與10。間之擴散角之一擴散器。自5〇至6〇 m/s之流速 爲在擴散器湍邵之有利者。此外，擴散器可加寬而形成一 細腰斷面，以進一步協助集管之噴射器作用。在此細腰長 度之噴射器頸部，0.85至0.90之局部馬赫數爲有利者。 本發明下文參照圖式予以詳細説明。 •圖1顯示根據本發明之設計成具有多重壓力冷凝裝置之第 一種實例。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 1----.-------------訂---------^9— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Α7 Β7 五、發明說明（5 •圖2、顯示根據本發明之具有—除氣系統 冷凝裝 置又另一實例。 •圖3顯示一集普士〜 H .. 同 心罘一具髌貫例，根據本發明使用之在不 器。〈二氣相，及來自一較高壓力級之一膨脹噴射 •圖4顯示集管之另_種具體實例。 示根據本發明使用之組合成一下游細腰長度之不 壓力級之介質之一集管。 1式僅用以進—步指示本發明之觀念，及不用以限制 知專利部份所界定之保護範圍。 圖1顯示根據本發明之多層壓7冷凝器裝置之第一種 例。此實例中，屬於不同壓力級之四個冷凝器n、12 13及14連接成一共同除氣抽取器2，以抽取不冷凝介質 一般爲自蒸氣輪機單位之空氣進氣及例如藉放射性脱離 心，内生氣體。此具體實例中，u爲屬於最下方壓力 之冷凝器’ 12爲屬於次一較高壓力級之冷凝器，"爲馮 於：較高-壓力級之冷凝器’及14爲屬於最高壓力級之冷 凝器。所示之4個壓力級不限於構成限制性，在大多數 況’將僅使用之或甚至二壓力級1而，具有屬於不同 力級之四個冷凝器經證實適於例示本發明之全面適宜 能。冷凝器1 4以斷面顯示。能看到二管束2 4丨及Μ 2， 之能看到寒冷水流動而冷卻及冷凝流入冷凝内之蒸氣。 一官束141及142設有一連接於空氣冷卻器之除氣裝 1 4 3及1 4 4。此裝置吸出在溫度儘可能低及因此蒸氣濃 同 中 實 訂 冷 級 屬 情 壓 功 藉 每 置 度: -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 510960 A7

510960 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 級 集 A7 五、發明說明（ 經一集管33共同置於連接於抽取裝置2之一共同收集管23 中。 屬於各不同壓力級之各管最後共同放置在一起係#視所 能達成之視特殊情況及壓力等級而定。 參知、圖1及2説明之例示性具體實例中，集管3 1、3 2、 3 3設計成噴射器，此等噴射器可被設計成各種方式。此種 噴射器集管之較佳具體實例示於圖3。來自一較高級之管4 及來自一較低壓力級之一管5通入實際集管3。來自較高壓 力級之管在其開口設有一喷射器6。如縱向圖中所見，噴 射器6由一圓形之二凸面6 1構成，較佳者，此種圓形線段 之曲率半徑爲噴射器入口之線之全寬度Di之至少〇.6倍， 故在噴射器之邊緣無過度流動曲折，否則將導致總壓力損 失。此等圓形線段與在管口成直接之一軸向正交相交，故 自噴射器發出之流動亦實際爲純軸向。來自一較高壓力級 之流入集管3之介質4 1在此噴射器中加速度，及處於處理 膨脹至低於來自較低壓力級5 1之介質之靜壓。自噴射器6 流出之尚速介質攜帶來自較低壓力級5 1之介質由於其吸入 進入收集管7。 另一較佳具體貫例示於圖4。雖然此一具體實例不將較 高壓力級之壓力有效轉移成前述噴射器集管。但可爲必要 者’由於特定配置而選擇此一設計。此一情況中，來自下 方壓力級之管5被軸向導入噴射器集管。來自較高壓力 之管4進入包圍管4之環形室。管5之開口位於集管中， 管之外壁具有一斜形段。結果，處於流動方向之環形室 -10- 各紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -----------裝·--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明t觸（8 ) " "~~ ，面結構形成於管5與集管外壁之間。追隨來自較高壓力 Z〈介質在環形噴射器6中加速度，及靜壓被減至低於 μ級5 1之介質之壓力。由於在膨脹介質之高速流出，介 貝51被管5帶入收集管7,因而協助自連接於管5之一下方 壓力級之一體積取出介質51。 、因此’根據本發明，屬於不同壓力之各介質集管被設計 成各噴射器。根據本發明，處於較高壓力之一介質用作一 推進J貝，在一噴射器中膨脹及作用成自一較低壓力 介質。 若如圖5所示，噴射作用被協在集管3之下游配置有 一細腰斷面剖面之長度8。 名詞對照表 2 抽取裝置 3 噴射器集管 4 來自較高壓力級之管 5 來自較低壓力級之管 6 擴張來自一較高級之噴射器 7 收集管 8 細腰長度 11 屬於最低壓力級之冷凝管 12 冷凝器 13 冷凝器 14 屬於最高壓力級之冷凝器 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 裝 /-------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 510960 A7 B7_ 五、發明說明（9 ) 2 1 收集管 22 收集管 23 收集管 3 1 集管 32 集管 3 3 集管 4 1 來自較高壓力級之中間値 5 1 來自較低壓力級之中間値 6 1 圓形線段 111 除氣管 112 除氣管 113 除氣管 1 14 屬於最高壓力級之除氣管 14 1 熱交換器管束 14 2 熱交換器管束 143 除氣裝置 144 除氣裝置

Di 管之全寬度 R 一圓之線段6 1之曲率半徑 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） r-----------裝·--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

1. 510960

   ι· 一種多重壓力冷凝裝置，具有一除氣系統，多層壓力冷 凝裝置包括至少一較低壓力級（11)之至少一冷凝管及屬 於較高壓力級（12, 13, 14)之至少一冷凝器，至少某些冷 凝器連接於取出不冷凝氣體介質之一除氣系統，除氣系 統包括除氣管（111, 112, 113, 114)及至少一收集管（21，22 23) ’每一收集管包括至少一集管（3, 3 ι 32 33)，其中集 管具有通至除氣系統之二管（4, 5)，此等管屬於一較高級 一較低壓力級，其方式為介質（41，5丨）處於不同靜納入壓 力及在集管（3)中混合，降低靜壓之一裝置（6)配置於介 免（41)之至少一流動通路流出而屬於較高壓力級（4 )之 管’在降低此介質（41)之靜壓之前先與來自一下方壓力 級之介質（51)混合，其中降低壓力之裝置（6)為具有連續 下降流動斷面之一長度。 2·如申請專利範圍第1項之多重壓力冷凝裝置，其中至少 二通氣管通入集管。 3·如申請專利範圍第1項之多重壓力冷凝裝置，其中至少 二收集管通入集管。 4·如申請專利範圍第1項之多重壓力冷凝裝置，其中至少 一除氣管及至少一收集管通入集管。 5·如申請專利範圍第1項之多重壓力冷凝裝置，其中流動 下降斷面配置於其中屬於較高壓力級之通入集管之位 置。 6·如申請專利範圍第5項之多重壓力冷凝裝置，其中屬於 較高壓力級之管（4)依集管（3)内之方向之一長度並與位 _13_ 本紙張尺度適财@时標準(CNS) A4規格(21()χ 297公⑹-：------ A8 B8 C8 ---------D8 _ :利範圍 ^~〜 置立即在集管下游之收集管（7)之部份平行，及其中屬 於較高壓力級之管之位置配置成立即於此長度下游。 7·如申請專利範圍第6項之多重壓力冷凝裝置，其中屬於 下方壓力級之管（5)進入在屬於較高壓力級之管（4)伸出 之位置上游之集管（3)。 8·如申請專利範圍第1項之多重壓力冷凝裝置，其中屬於 較低壓力級之管（5 )進入在集管（3 )内流動方向之一長度 並與位置立即在集管下游之一段收集管（7)平行，屬於 下方壓力級之管配置成立即在此長度下游，屬於較高壓 力級（4)之管配置成在屬於下方壓力級之管伸出之上 游，及屬於下方壓力級之管連同集管構成具有向下游不 降之一流動斷面之一包圍間隙，及降低自屬於較高壓力 級之介質（41)之壓力之一裝置（6)。 9·如申請專利範圍第8項之多重壓力冷凝裝置，其中屬於 不同壓力級之各管開啟，屬於較低壓力級之管具有一恒 定外方斷面，及在相同軸向區中之集管具有減小流動方 向之一内方斷面。 10·如申请專利範圍第5項之多重壓力冷凝裝置，其中屬於 較高壓力級之管（4)開口處包括一圓形之二凸出線段 (61 )，如縱向圖中所示。 11·如申請專利範圍第1 〇項之多重壓力冷凝裝置，其中各圓 形線段（61)具有一曲率半徑R/Dl，大於或等於〇·6 ,其中 R代表圓形線段之曲率半徑及D !代表在縱向斷面之噴射 為出口之線之全長度。 -14 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 510960 A B c D ι、申請專利範圍 12.如申請專利範圍第1項之多重壓力冷凝裝置，其中降低 壓力之裝置（6)之斷面剖面經選定在通過屬於較高壓力 級之管之流動設計點，結果為在最狹小斷面為〇 9〇與 〇·92間之馬赫數。 13·如申請專利範圍第1項之多重壓力冷凝裝置，其中具有 一細腰流動斷面剖面（8 )立即配置於集管（3 )之下游。 14·如申請專利範圍第丨項之多重壓力冷凝裝置，其中不冷 凝介質自不同壓力級（11，12, 13, 14)藉一共同抽取裝置 (2)自各冷凝器取出，每一例中屬於較高壓力之介質（41) 與處於較低壓力放在一共同集管（3)中，及將兩種介質 混合之前，將較高壓力級之介質之靜壓減低至少至來自 下方壓力級之介質（51)之靜壓，其中壓力減低係藉在降 低靜壓之一裝置（6)中膨脹，裝置設計成一噴射器，動 壓力成分被保持，及根據噴射器原理，被來自較高壓力 級之介質（41)形成之流體液之吸力被用以協助抽取來自 較低壓力級之介質（51)。 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇X297公釐)