專(zhuān)利名稱(chēng)：多級(jí)壓力冷凝器的制作方法
2001年11月13日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)No.2001-347056所披露的包括說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)、附圖和摘要的全部?jī)?nèi)容被包含在此處用作參考。
當(dāng)冷凝器中由凝結(jié)所形成的冷凝物被供給給水加熱器時(shí)，冷凝物的溫度越高，設(shè)備效率方面獲得的優(yōu)點(diǎn)越多。因此，迄今為止，包括若干處于不同壓力下的室的多級(jí)壓力冷凝器已經(jīng)被用來(lái)用高壓室的蒸汽加熱低壓側(cè)的冷凝物，從而給要被供給鍋爐的冷凝物以高溫。具體地，使低壓側(cè)冷凝物作為液滴或液膜自由地落在高壓蒸汽中，并通過(guò)對(duì)流加熱。使用多級(jí)壓力冷凝器還能加大冷卻水的溫度和飽和蒸汽的溫度之間的溫差，并能減小傳熱表面的面積。
對(duì)于傳統(tǒng)的多級(jí)壓力冷凝器，使低壓側(cè)冷凝物作為液滴或液膜自由地落在高壓蒸汽中，并通過(guò)對(duì)流加熱。因此，延長(zhǎng)液滴或液膜存在于高壓蒸汽中的時(shí)間以進(jìn)行有效的加熱。但是，為了延長(zhǎng)低壓側(cè)冷凝物的液滴或液膜在高壓蒸汽中的時(shí)間，需要增加落下高度，因此阻礙了緊湊性。如果為了實(shí)現(xiàn)緊湊性而使落下高度最小，加熱就不充分，不利于設(shè)備效率。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面，本發(fā)明提供了一種多級(jí)壓力冷凝器，其具有若干處于不同壓力下的室并用于匯合和壓力輸送聚積在所述若干室中的冷凝物，包括一個(gè)再熱室，其在低壓室下部用阻壓件隔開(kāi)，用于引入并聚積低壓側(cè)冷凝物，低壓室為位于低壓側(cè)上的室；高壓蒸汽引入裝置，用于將高壓室中的高壓蒸汽引入再熱室，高壓室為位于高壓側(cè)上的室；和旁通裝置，用于匯合旁通過(guò)再熱室的高壓側(cè)冷凝物和從再熱室排出的低壓側(cè)冷凝物，以升高冷凝物的溫度。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，低壓側(cè)冷凝物可以在再熱室中被加熱，而且高壓側(cè)冷凝物可以與低壓側(cè)冷凝物匯合，而沒(méi)有處于高壓側(cè)冷凝物溫度中的液滴。結(jié)果，可以向冷凝泵輸送大量熱交換中的冷凝物。因此，可以構(gòu)造實(shí)現(xiàn)緊湊性和動(dòng)力設(shè)備高效率的多級(jí)壓力冷凝器。
第二方面，本發(fā)明提供了一種多級(jí)壓力冷凝器，其具有若干處于不同壓力下的室并用于匯合和壓力輸送聚積在所述若干室中的冷凝物，包括一個(gè)再熱室，其在低壓室下部用阻壓件隔開(kāi)，用于引入并聚積低壓側(cè)冷凝物，低壓室為位于低壓側(cè)上的室；高壓蒸汽引入裝置，用于將高壓室中的高壓蒸汽引入再熱室，高壓室為位于高壓側(cè)上的室；低壓冷凝物引入裝置，用于將低壓冷凝物引入再熱室；和循環(huán)流動(dòng)產(chǎn)生裝置，用于在再熱室的冷凝物中產(chǎn)生循環(huán)流動(dòng)以引起表面湍流傳熱，從而促進(jìn)高壓側(cè)蒸汽對(duì)冷凝物的傳熱。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，由于高壓側(cè)蒸汽的對(duì)流加熱和由循環(huán)流動(dòng)所引起的表面湍流傳熱，低壓側(cè)冷凝物在再熱室中進(jìn)行令人滿意的傳熱并有效地升高溫度。因此，不需要延長(zhǎng)液滴在高壓蒸汽中停留的時(shí)間，而且加熱有效地進(jìn)行。也就是說(shuō)，隨著用于落下的空間為緊湊性而最小化，低壓側(cè)冷凝物的加熱被有效地進(jìn)行。因此，可以構(gòu)造一種容許緊湊性和動(dòng)力設(shè)備高效率的多級(jí)壓力冷凝器。
在多級(jí)壓力冷凝器中，循環(huán)流動(dòng)產(chǎn)生裝置可以被如此構(gòu)成，即在阻壓件中設(shè)置一個(gè)低壓側(cè)冷凝物向下流動(dòng)通過(guò)的流通孔，而且由向下流動(dòng)通過(guò)流通孔的低壓側(cè)冷凝物在再熱室的冷凝物中產(chǎn)生循環(huán)流動(dòng)。
而且，在多級(jí)壓力冷凝器中，循環(huán)流動(dòng)產(chǎn)生裝置可以被如此構(gòu)成，即在阻壓件中設(shè)置一個(gè)低壓側(cè)冷凝物滴下的滴流孔；在再熱室中設(shè)置一個(gè)接收元件，用以聚積從滴流孔滴下的低壓側(cè)冷凝物并容許低壓側(cè)冷凝物溢出；而且通過(guò)溢出接收元件的低壓側(cè)冷凝物在再熱室的冷凝物中產(chǎn)生循環(huán)流動(dòng)。
另外，在多級(jí)壓力冷凝器中，循環(huán)流動(dòng)產(chǎn)生裝置可以被如此構(gòu)成，即在阻壓件中設(shè)置一個(gè)低壓側(cè)冷凝物向下流動(dòng)通過(guò)的流通狹縫；而且由向下流動(dòng)通過(guò)流通狹縫的低壓側(cè)冷凝物在再熱室的冷凝物中產(chǎn)生循環(huán)流動(dòng)，并抑制其反向流動(dòng)。
另外，在多級(jí)壓力冷凝器中，流通狹縫可以具有5或更大的長(zhǎng)寬比。
另外，在多級(jí)壓力冷凝器中，循環(huán)流動(dòng)產(chǎn)生裝置可以是攪動(dòng)裝置，用于直接攪動(dòng)聚積在再熱室中的冷凝物以產(chǎn)生循環(huán)流動(dòng)。
另外，在多級(jí)壓力冷凝器中，循環(huán)流動(dòng)產(chǎn)生裝置可以被如此構(gòu)成，即在阻壓件中設(shè)置一個(gè)朝向再熱室延伸的管；而且由向下流動(dòng)通過(guò)所述管的低壓側(cè)冷凝物在再熱室的冷凝物中產(chǎn)生循環(huán)流動(dòng)。
另外，在多級(jí)壓力冷凝器中，聚積在再熱室中的冷凝物可以被隔壁分隔成若干部位以促進(jìn)循環(huán)流動(dòng)。
另外，在多級(jí)壓力冷凝器中，循環(huán)流動(dòng)產(chǎn)生裝置可以被如此構(gòu)成，即在阻壓件中設(shè)置一個(gè)低壓側(cè)冷凝物通過(guò)的流通部分；而且設(shè)置一個(gè)冷凝物儲(chǔ)器，該儲(chǔ)器在比聚積在再熱室中的冷凝物的水面高的位置處設(shè)有一個(gè)開(kāi)口部分，其中通過(guò)流通部分的低壓側(cè)冷凝物以這樣一種狀態(tài)聚積以便引起循環(huán)流動(dòng)，而且冷凝物儲(chǔ)器容許溢出開(kāi)口部分的低壓側(cè)冷凝物在聚積在再熱室中的冷凝物中產(chǎn)生循環(huán)流動(dòng)。
第三方面，本發(fā)明提供了一種多級(jí)壓力冷凝器，其具有若干處于不同壓力下的室并用于匯合和壓力輸送聚積在所述若干室中的冷凝物，包括一個(gè)再熱室，其在低壓室下部用阻壓件隔開(kāi)，用于引入并聚積低壓側(cè)冷凝物，低壓室為位于低壓側(cè)上的室；高壓蒸汽引入裝置，用于將高壓室中的高壓側(cè)蒸汽引入再熱室，高壓室為位于高壓側(cè)上的室；一個(gè)設(shè)置在阻壓件中的滴流孔，用于容許低壓側(cè)冷凝物從該孔滴下；一個(gè)設(shè)置在再熱室中的接收元件，用于聚積從滴流孔滴下的低壓側(cè)冷凝物并容許低壓側(cè)冷凝物溢出，因此通過(guò)溢出接收元件的低壓側(cè)冷凝物在再熱室的冷凝物中產(chǎn)生循環(huán)流動(dòng)；和旁通裝置，用于匯合旁通過(guò)再熱室的冷凝物的高壓側(cè)冷凝物和再熱室的冷凝物，以升高冷凝物的溫度。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，由于高壓側(cè)蒸汽的對(duì)流加熱和由循環(huán)流動(dòng)所引起的表面湍流傳熱，低壓側(cè)冷凝物在再熱室中進(jìn)行令人滿意的傳熱并有效地升高溫度。因此，不需要延長(zhǎng)液滴在高壓蒸汽中停留的時(shí)間，而且加熱有效地進(jìn)行。也就是說(shuō)，隨著用于落下的空間為緊湊性而最小化，低壓側(cè)冷凝物的加熱被有效地進(jìn)行。而且高溫側(cè)冷凝物可以與低溫側(cè)冷凝物匯合，而沒(méi)有處于高溫側(cè)冷凝物溫度中的液滴，而且可以向冷凝泵輸送大量熱交換中的冷凝物。因此，可以構(gòu)造一種容許緊湊性和動(dòng)力設(shè)備高效率的多級(jí)壓力冷凝器。
第四方面，本發(fā)明提供了一種多級(jí)壓力冷凝器，其具有若干處于不同壓力下的室并用于匯合和壓力輸送聚積在所述若干室中的冷凝物，包括一個(gè)再熱室，其在低壓室下部用阻壓件隔開(kāi)，用于引入并聚積低壓側(cè)冷凝物，低壓室為位于低壓側(cè)上的室；高壓蒸汽引入裝置，用于將高壓室中的高壓蒸汽引入再熱室，高壓室為位于高壓側(cè)上的室；和一個(gè)設(shè)置在阻壓件中并向再熱室延伸的管，從而通過(guò)流過(guò)所述管的低壓側(cè)冷凝物在再熱室的冷凝物中產(chǎn)生循環(huán)流動(dòng)，同時(shí)低壓室的低壓側(cè)冷凝物的水位降低。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，由于高壓側(cè)蒸汽的對(duì)流加熱和由循環(huán)流動(dòng)所引起的表面湍流傳熱，低壓側(cè)冷凝物在再熱室中進(jìn)行令人滿意的傳熱并有效地升高溫度，同時(shí)低壓室的低壓側(cè)冷凝物的水位降低。因此，可以構(gòu)造一種多級(jí)壓力冷凝器，其能使低壓室緊湊并能使動(dòng)力設(shè)備的效率提高。
第五方面，本發(fā)明提供了一種多級(jí)壓力冷凝器，其具有若干處于不同壓力下的室并用于匯合和壓力輸送聚積在所述若干室中的冷凝物，包括
用于將低壓側(cè)冷凝物引入位于高壓側(cè)上的高壓室并用高壓側(cè)蒸汽加熱低壓側(cè)冷凝物的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，低壓側(cè)冷凝物通過(guò)高壓側(cè)蒸汽中的對(duì)流加熱在高壓室中進(jìn)行令人滿意的傳熱并有效地升高溫度，因此，可以構(gòu)造一種多級(jí)壓力冷凝器，其能使低壓室緊湊并能使動(dòng)力設(shè)備的效率提高。
而且，在多級(jí)壓力冷凝器中，用于加熱的裝置可以使低壓側(cè)冷凝物落在高壓側(cè)上的室中，以在聚積在高壓側(cè)上室中的冷凝物中產(chǎn)生循環(huán)流動(dòng)，通過(guò)安裝在管組下方的接收元件匯集冷凝物，該冷凝物已經(jīng)產(chǎn)生在高壓側(cè)上的管組中，而且所述裝置將匯集的冷凝物與已經(jīng)聚積在高壓側(cè)上室中的冷凝物在冷凝器外部混合。
圖8是表示根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的多級(jí)壓力冷凝器的示意性結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖9是表示根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的多級(jí)壓力冷凝器的示意性結(jié)構(gòu)的剖面圖；

圖10是表示根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的多級(jí)壓力冷凝器的示意性結(jié)構(gòu)的剖面圖。
優(yōu)選實(shí)施例的描述現(xiàn)在將參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述，這決不限制本發(fā)明。
圖1是表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的多級(jí)壓力冷凝器的示意性結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖2是表示冷卻水流動(dòng)狀態(tài)的平面圖。
蒸汽渦輪機(jī)由高壓側(cè)蒸汽渦輪和低壓側(cè)渦輪構(gòu)成。如圖1所示，高壓級(jí)冷凝器1的高壓殼體2連接到高壓側(cè)蒸汽渦輪廢汽的出口側(cè)，而低壓級(jí)冷凝器3的低壓殼體4連接到低壓側(cè)蒸汽渦輪廢汽的出口側(cè)。高壓室5，即高壓側(cè)上的室由高壓級(jí)冷凝器1的高壓殼體2形成。而低壓室6，即低壓側(cè)上的室由低壓級(jí)冷凝器3的低壓殼體4形成。
高壓室5和低壓室6各設(shè)有冷卻水管組7。如圖2所示，例如海水被作為冷卻水通過(guò)引入管7a導(dǎo)入低壓室6的冷卻水管組7，通過(guò)連接管7b從低壓室6的冷卻水管組7輸送到高壓室5的冷卻水管組7，并通過(guò)排出管7c排出。已經(jīng)在蒸汽渦輪機(jī)中完成其作用的廢汽被供給高壓室5和低壓室6。然后，廢汽由在各冷卻水管組7中流動(dòng)的冷卻水冷凝以成為聚積在高壓室5中的高壓側(cè)冷凝物8，并且還成為聚積在低壓室6中的低壓側(cè)冷凝物9。
在低壓室6下部的低壓殼體4中設(shè)置一個(gè)再熱室11，而且低壓室6和再熱室11由阻壓件12隔開(kāi)。高壓室5和再熱室11通過(guò)蒸汽管道10連接，并且將高壓室5中的高壓側(cè)蒸汽通過(guò)蒸汽管道10送入再熱室11。阻壓件12設(shè)有一個(gè)多孔板13，而且在多孔板13中形成許多作為滴流孔的孔14。在多孔板13下方的再熱室11中設(shè)有一個(gè)用作接收元件的盤(pán)15，而且通過(guò)孔14給盤(pán)15供以低壓側(cè)冷凝物9的液滴(被撒落)。集在盤(pán)15上的冷凝物溢出，并落在再熱室11中而作為冷凝物20聚積。在冷凝物20中出現(xiàn)循環(huán)流動(dòng)，所述冷凝物20由于溢出盤(pán)15后落下的下流冷凝物19已經(jīng)聚積在再熱室11中。結(jié)果，表面湍流傳熱在冷凝物20的表面上發(fā)生。
在再熱室11中設(shè)置一個(gè)匯合部分16，而且作為旁通裝置的一個(gè)旁通連接管17從高壓室5導(dǎo)入?yún)R合部分16。旁通連接管17最好由具有具有絕熱結(jié)構(gòu)的材料制成。旁通連接管17引導(dǎo)高壓側(cè)冷凝物8進(jìn)入?yún)R合部分16，同時(shí)使其液滴溫度最小，以將其與冷凝物20匯合。已經(jīng)在匯合部分16中匯合的冷凝物20和高壓側(cè)冷凝物8被向冷凝泵輸送，而且通過(guò)給水加熱器等向鍋爐輸送。高壓側(cè)冷凝物8在旁通過(guò)再熱室11的冷凝物20期間被匯合。因此，冷凝物20與保持在高溫下的高壓側(cè)冷凝物8混合，因此可以向冷凝泵輸送高溫冷凝物。
對(duì)于如此構(gòu)造的多級(jí)壓力冷凝器，已經(jīng)在蒸汽渦輪中完成其作用的廢汽被供入高壓室5和低壓室6。廢汽通過(guò)冷卻水管組7冷凝，并一方面作為高壓側(cè)冷凝物8聚積在高壓室5中，另一方面作為低壓側(cè)冷凝物9聚積在低壓室6中。聚積在低壓室6中的低壓側(cè)冷凝物9通過(guò)多孔板13的孔14滴注到再熱室11的盤(pán)15上，并聚積在那里。高壓室5內(nèi)的高壓側(cè)蒸汽通過(guò)蒸汽管道10供入再熱室11。因此，滴在盤(pán)15上的低壓側(cè)冷凝物9被滴注在高壓側(cè)蒸汽中并通過(guò)對(duì)流加熱。下流的冷凝物19，即溢出盤(pán)15并落下的冷凝物引起聚積在再熱室11中的冷凝物20的循環(huán)流動(dòng)。循環(huán)的冷凝物20大面積地接觸供給的高壓側(cè)蒸汽，進(jìn)行表面湍流傳熱。
通過(guò)這些活動(dòng)，低壓側(cè)冷凝物9當(dāng)在高壓側(cè)蒸汽中向下流動(dòng)期間受到表面湍流傳熱，并受到由下流的冷凝物19所造成的循環(huán)流動(dòng)引起的表面湍流加熱，冷凝物19為已經(jīng)溢出并下落的冷凝物。結(jié)果，發(fā)生了令人滿意的傳熱，有效地升高了冷凝物的溫度。因此，加熱被有效地進(jìn)行，而不需要延長(zhǎng)液滴停留在高壓蒸汽中的時(shí)間。也就是說(shuō)，低壓側(cè)冷凝物9的加熱被有效地進(jìn)行，用于落下的空間為緊湊性而被最小化。因此，可以構(gòu)造一種容許緊湊性和動(dòng)力設(shè)備高效率的多級(jí)壓力冷凝器。
而且旁通連接管17使高壓側(cè)冷凝物8在旁通過(guò)再熱室11的冷凝物20期間匯合。因此，保持在高溫下的高壓側(cè)冷凝物8與冷凝物20混合，因此可以向冷凝泵輸送處于高溫下的冷凝物?？梢苑乐咕鄯e在再熱室11中的冷凝物20的水表面溫度變高，而且可以使在表面湍流傳熱期間在水表面上與高壓側(cè)蒸汽接觸時(shí)傳遞的熱量最大。
將參照?qǐng)D3對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施例進(jìn)行描述。圖3是表示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的多級(jí)壓力冷凝器的示意性結(jié)構(gòu)的剖面圖。和圖1中所示元件相同的元件被標(biāo)以相同的標(biāo)號(hào)而且省略了重復(fù)描述。
圖3所示的多級(jí)壓力冷凝器與圖1所示的多級(jí)壓力冷凝器的區(qū)別在于用于混合高壓側(cè)冷凝物8和冷凝物20的結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，如圖3所示，設(shè)置一連接高壓室5和再熱室11的連接管21，代替旁通連接管17。冷凝物20通過(guò)連接管21輸送到高壓室5，并與高壓室5中的高壓側(cè)冷凝物8混合。
因此，簡(jiǎn)化了管路，減小了低壓級(jí)冷凝器3周?chē)目臻g，而且增大了設(shè)計(jì)混合部分16的自由度等。
將參照?qǐng)D4對(duì)本發(fā)明的第三實(shí)施例進(jìn)行描述。圖4是表示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的多級(jí)壓力冷凝器的示意性結(jié)構(gòu)的剖面圖。和圖3中所示元件相同的元件被標(biāo)以相同的標(biāo)號(hào)而且省略了重復(fù)描述。
圖4所示的多級(jí)壓力冷凝器與圖3所示的多級(jí)壓力冷凝器的區(qū)別在于用于將聚積在低壓室6中的低壓側(cè)冷凝物9引入再熱室11中的結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，阻壓件12設(shè)有鉆孔板22，而不是多孔板13，而且鉆孔板22設(shè)有流通孔23，低壓側(cè)冷凝物9通過(guò)孔23向下流動(dòng)。低壓側(cè)冷凝物9向下流動(dòng)通過(guò)流通孔23，變?yōu)橄铝骼淠?4。下流冷凝物24直接落在聚積在再熱室11中的冷凝物20上，引起循環(huán)流動(dòng)。供給的高壓側(cè)蒸汽大面積接觸冷凝物20的表面，引起表面湍流傳熱。根據(jù)低壓室6的壓力或再熱室11的壓力按照需要設(shè)定流通孔23的數(shù)量和直徑。
因此，引起聚積在再熱室11中的冷凝物20循環(huán)流動(dòng)的元件，即盤(pán)15是不必需的，可以縮小再熱室11并使低壓級(jí)冷凝器3緊湊。還可以采用一種結(jié)構(gòu)，其中具有鉆孔板22的阻壓件12用在圖1所示的多級(jí)壓力冷凝器中。
將參照?qǐng)D5和6對(duì)本發(fā)明的第四實(shí)施例進(jìn)行描述。圖5是表示根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的多級(jí)壓力冷凝器的示意性結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖6是狹縫板的透視圖。和圖3中所示元件相同的元件被標(biāo)以相同的標(biāo)號(hào)而且省略了重復(fù)描述。
圖5所示的多級(jí)壓力冷凝器與圖3所示的多級(jí)壓力冷凝器的區(qū)別在于用于將聚積在低壓室6中的低壓側(cè)冷凝物9引入再熱室11中的結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，阻壓件12設(shè)有狹縫板26，而不是多孔板13，而且狹縫板26設(shè)有流通狹縫27，低壓側(cè)冷凝物9通過(guò)狹縫27以薄膜形式向下流動(dòng)。低壓側(cè)冷凝物9以薄膜形式向下流動(dòng)通過(guò)流通狹縫27，變?yōu)橄铝骼淠?8。下流冷凝物28像帶一樣直接落在聚積在再熱室11中的冷凝物20上，引起循環(huán)流動(dòng)。供給的高壓側(cè)蒸汽大面積接觸冷凝物20的表面，引起表面湍流傳熱。流通狹縫27的狹縫長(zhǎng)寬比為5或更大，用以使冷凝物以薄膜形式向下流動(dòng)。
因此，引起聚積在再熱室11中的冷凝物20循環(huán)流動(dòng)的元件，即盤(pán)15是不必需的，可以縮小再熱室11并使低壓級(jí)冷凝器3緊湊。還可以采用一種結(jié)構(gòu)，其中具有狹縫板26的阻壓件12用在圖1所示的多級(jí)壓力冷凝器中。
將參照?qǐng)D7對(duì)本發(fā)明的第五實(shí)施例進(jìn)行描述。圖7是表示根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的多級(jí)壓力冷凝器的示意性結(jié)構(gòu)的剖面圖。和圖3中所示元件相同的元件被標(biāo)以相同的標(biāo)號(hào)而且省略了重復(fù)描述。
圖7所示的多級(jí)壓力冷凝器與圖3所示的多級(jí)壓力冷凝器的區(qū)別在于用于引起聚積在再熱室11中的冷凝物20循環(huán)流動(dòng)的結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，在聚積在再熱室11中的冷凝物20中設(shè)置一個(gè)作為攪動(dòng)裝置的攪動(dòng)螺旋槳32，其由馬達(dá)31轉(zhuǎn)動(dòng)。低壓側(cè)冷凝物9滴流過(guò)多孔板13的孔14并無(wú)變化地聚積在再熱室11中，成為冷凝物20。通過(guò)攪動(dòng)螺旋槳32的轉(zhuǎn)動(dòng)直接攪動(dòng)冷凝物20以引起循環(huán)流動(dòng)。供給的高壓側(cè)蒸汽大面積地接觸冷凝物20的表面，引起表面湍流傳熱。
因此，引起聚積在再熱室11中的冷凝物20循環(huán)流動(dòng)的元件，即盤(pán)15是不必需的，可以縮小再熱室11并使低壓級(jí)冷凝器3緊湊。還可以將攪動(dòng)裝置增加到圖1至6所示的任何多級(jí)壓力冷凝器中。
將參照?qǐng)D8對(duì)本發(fā)明的第六實(shí)施例進(jìn)行描述。圖8是表示根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的多級(jí)壓力冷凝器的示意性結(jié)構(gòu)的剖面圖。和圖3中所示元件相同的元件被標(biāo)以相同的標(biāo)號(hào)而且省略了重復(fù)描述。
圖8所示的多級(jí)壓力冷凝器與圖3所示的多級(jí)壓力冷凝器的區(qū)別在于用于將聚積在低壓室6中的低壓側(cè)冷凝物9引入再熱室11中的結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，阻壓件12設(shè)有管35，而不是多孔板13，所述管朝向再熱室11延伸。低壓側(cè)冷凝物9填充管35直至充滿，并向下流動(dòng)，變?yōu)橄铝骼淠?6。下流冷凝物36流速增加，直接落在聚積在再熱室11中的冷凝物20上，引起循環(huán)流動(dòng)。供給的高壓側(cè)蒸汽大面積地接觸冷凝物20的表面，引起表面湍流傳熱。
在上述第一至第六實(shí)施例的任一多級(jí)壓力冷凝器中，再熱室11中的冷凝物20可以被隔壁分隔在若干部位中，以抑制各部位中冷凝物20的混合。通過(guò)抑制冷凝物20的混合，在狹窄的范圍中產(chǎn)生循環(huán)流動(dòng)以促進(jìn)循環(huán)流動(dòng)的形成。因此，可以更有效地進(jìn)行表面湍流傳熱。
將參照?qǐng)D9對(duì)本發(fā)明的第七實(shí)施例進(jìn)行描述。圖9是表示根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的多級(jí)壓力冷凝器的示意性結(jié)構(gòu)的剖面圖。和圖3中所示元件相同的元件被標(biāo)以相同的標(biāo)號(hào)而且省略了重復(fù)描述。
圖9所示的多級(jí)壓力冷凝器與圖3所示的多級(jí)壓力冷凝器的區(qū)別在于用于將聚積在低壓室6中的低壓側(cè)冷凝物9引入再熱室11中的結(jié)構(gòu)，和引起聚積在再熱室11中的冷凝物20循環(huán)流動(dòng)的結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，阻壓件12設(shè)有低壓側(cè)冷凝物9流動(dòng)通過(guò)的流通孔38(或狹縫)。而且，在流通孔38下方的再熱室11中設(shè)置一個(gè)冷凝物儲(chǔ)器39，用于聚積通過(guò)流通孔38的下流冷凝物40。冷凝物儲(chǔ)器39在比聚積在再熱室11中的冷凝物20的水面高的位置處設(shè)有一個(gè)開(kāi)口部分41。
聚積在冷凝物儲(chǔ)器39的下流冷凝物40在其內(nèi)側(cè)產(chǎn)生循環(huán)流動(dòng)，而且供給的高壓側(cè)蒸汽大面積接觸聚積的下流冷凝物40的表面，引起表面湍流傳熱。聚積的冷凝物溢出冷凝物儲(chǔ)器39，而且產(chǎn)生的下流冷凝物42下落。下流冷凝物42引起聚積在再熱室11中的冷凝物20循環(huán)流動(dòng)，而且循環(huán)的冷凝物大面積接觸供給的高壓側(cè)蒸汽，進(jìn)行表面湍流傳熱。
在圖1中所示的多級(jí)壓力冷凝器中，可以使用具有流通孔38的阻壓件12，而且可以設(shè)置冷凝物儲(chǔ)器39。此外，在冷凝物儲(chǔ)器39中可以安裝另一個(gè)冷凝物儲(chǔ)器，以便下流冷凝物42多級(jí)溢出。
上述實(shí)施例的任何一種或多種結(jié)構(gòu)可以根據(jù)設(shè)備等的規(guī)模用在適當(dāng)?shù)慕M合中。
將參照?qǐng)D10對(duì)本發(fā)明的第八實(shí)施例進(jìn)行描述。圖10是表示根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的多級(jí)壓力冷凝器的示意性結(jié)構(gòu)的剖面圖。
高壓級(jí)冷凝器51的高壓殼體52連接到高壓側(cè)蒸汽渦輪的廢汽出口側(cè)，而低壓級(jí)冷凝器53的低壓殼體54連接到低壓側(cè)蒸汽渦輪的廢汽出口側(cè)。高壓室55，即高壓側(cè)上的室由高壓級(jí)冷凝器51的高壓殼體52形成。而低壓室56，即低壓側(cè)上的室由低壓級(jí)冷凝器53的低壓殼體54形成。在高壓室55下方，通過(guò)阻擋件61形成一第二高壓室62。
高壓室55和低壓室56各設(shè)有冷卻水管組57。在圖2所示的狀態(tài)中，冷卻水、例如海水被供給各冷卻水管組57。已經(jīng)在蒸汽渦輪機(jī)中完成其作用的廢汽被供給高壓室55和低壓室56。然后，廢汽由在各冷卻水管組57中流動(dòng)的冷卻水冷凝以成為高壓側(cè)冷凝物58和低壓側(cè)冷凝物59。
在高壓室55內(nèi)的冷卻水管組57下方設(shè)置接收元件63，用于接收高壓側(cè)冷凝物58并將它導(dǎo)入第二高壓室62。高壓側(cè)冷凝物58被從接收元件63輸送到第二高壓室62并聚積在那里。低壓側(cè)冷凝物59聚積在低壓室56的下部。
設(shè)置一個(gè)從低壓室56的下部延伸到高壓室55中的引入元件64，而且在高壓室55內(nèi)設(shè)置一個(gè)位于引入元件64前端處的排出部分71。聚積在低壓室56中的低壓側(cè)冷凝物59通過(guò)引入元件64被輸送到排出部分71。然后，低壓側(cè)冷凝物59溢出排出部分71的上表面、下落，并作為冷凝物66聚集在高壓室55的下部中。引入元件64的排出部分71的上表面位于比低壓室56的下部低的位置處，因此低壓側(cè)冷凝物59由于高度差而溢出引入元件64上表面處的開(kāi)口，并在高壓室55中向下流動(dòng)。下流冷凝物65—即已經(jīng)溢出引入元件64的排出部分71并下落的冷凝物—向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)被高壓側(cè)蒸汽加熱，并引起聚積在高壓室55下部中的冷凝物66的循環(huán)流動(dòng)。結(jié)果，表面湍流傳熱發(fā)生在冷凝物66的表面上。
聚積在高壓室55下部中的冷凝物66和聚積在第二高壓室62中的高壓側(cè)冷凝物58在一匯合部分(未示出)中混合，并向冷凝泵輸送。
對(duì)于如此構(gòu)造的多級(jí)壓力冷凝器，已經(jīng)在蒸汽渦輪機(jī)中完成其作用的廢汽被供給高壓室55和低壓室56，而且廢汽由冷卻水管組57冷凝。在高壓室55中冷凝的高壓側(cè)冷凝物58被從接收元件63輸送到第二高壓室62并聚積在那里。在低壓室56中冷凝的低壓側(cè)冷凝物59聚積在低壓室56的下部，并通過(guò)引入元件64向高壓室55輸送。通過(guò)引入元件64供給的低壓側(cè)冷凝物59溢出排出部分71，作為下流冷凝物65落下，并作為冷凝物66聚積在高壓室55的下部。由于下流冷凝物65落在高壓室55中的高壓側(cè)蒸汽中，所以它被對(duì)流加熱。下流冷凝物65—即已經(jīng)溢出引入元件64的排出部分的上表面并下落的冷凝物—引起聚積在高壓室55中的冷凝物66的循環(huán)流動(dòng)。循環(huán)的冷凝物66大面積地接觸高壓室55中的高壓側(cè)蒸汽，引起表面湍流傳熱。
通過(guò)這些活動(dòng)，低壓側(cè)冷凝物59當(dāng)在高壓室55內(nèi)的高壓側(cè)蒸汽中溢流期間受到對(duì)流加熱，并受到由溢流后下落的下流冷凝物65所產(chǎn)生的冷凝物66的循環(huán)流動(dòng)引起的表面湍流加熱。結(jié)果，發(fā)生了令人滿意的傳熱，有效地升高了冷凝物的溫度。因此，加熱被有效地進(jìn)行。也就是說(shuō)，低壓側(cè)冷凝物59的加熱被有效地進(jìn)行，用于落下的空間為緊湊性而被最小化。因此，可以構(gòu)造一種容許緊湊性和動(dòng)力設(shè)備高效率的多級(jí)壓力冷凝器。
此外，引入元件64的排出部分71的上表面設(shè)置在比低壓室56的下部低的位置處，以使低壓側(cè)冷凝物59由于高度差而溢出引入元件64的上表面處的開(kāi)口。但是，可以提供壓力輸送裝置，用于壓力輸送低壓側(cè)冷凝物59。壓力輸送裝置的設(shè)置增加了安裝高壓級(jí)冷凝器51或低壓級(jí)冷凝器53的自由度，并減小了對(duì)安裝空間的限制。
盡管已經(jīng)以前述方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是應(yīng)該理解本發(fā)明并未因此而受到限制，可以以許多方式變化。這種變化不被認(rèn)為偏離了本發(fā)明的精神和范圍，而且對(duì)本領(lǐng)域人員是顯然的所有這種變型旨在被包括在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多級(jí)壓力冷凝器，具有若干處于不同壓力下的室并用于匯合和壓力輸送聚積在所述若干室中的冷凝物，包括一個(gè)再熱室，其在低壓室下部用阻壓件隔開(kāi)，用于引入并聚積低壓側(cè)冷凝物，低壓室為位于低壓側(cè)上的室；高壓蒸汽引入裝置，用于將高壓室中的高壓蒸汽引入再熱室，高壓室為位于高壓側(cè)上的室；和旁通裝置，用于匯合旁通過(guò)再熱室的高壓側(cè)冷凝物和從再熱室排出的低壓側(cè)冷凝物，以升高冷凝物的溫度。
2.一種多級(jí)壓力冷凝器，具有若干處于不同壓力下的室并用于匯合和壓力輸送聚積在所述若干室中的冷凝物，包括一個(gè)再熱室，其在低壓室下部用阻壓件隔開(kāi)，用于引入并聚積低壓側(cè)冷凝物，低壓室為位于低壓側(cè)上的室；高壓蒸汽引入裝置，用于將高壓室中的高壓蒸汽引入再熱室，高壓室為位于高壓側(cè)上的室；低壓冷凝物引入裝置，用于將低壓冷凝物引入再熱室；和循環(huán)流動(dòng)產(chǎn)生裝置，用于在再熱室的冷凝物中產(chǎn)生循環(huán)流動(dòng)以引起表面湍流傳熱，從而促進(jìn)高壓側(cè)蒸汽對(duì)冷凝物的傳熱。
3.如權(quán)利要求2所述的多級(jí)壓力冷凝器，其特征在于循環(huán)流動(dòng)產(chǎn)生裝置被如此構(gòu)成，即在阻壓件中設(shè)置一個(gè)低壓側(cè)冷凝物向下流動(dòng)通過(guò)的流通孔，而且由向下流動(dòng)通過(guò)流通孔的低壓側(cè)冷凝物在再熱室的冷凝物中產(chǎn)生循環(huán)流動(dòng)。
4.如權(quán)利要求2所述的多級(jí)壓力冷凝器，其特征在于循環(huán)流動(dòng)產(chǎn)生裝置被如此構(gòu)成，即在阻壓件中設(shè)置一個(gè)低壓側(cè)冷凝物滴下的滴流孔，在再熱室中設(shè)置一個(gè)接收元件，用以聚積從滴流孔滴下的低壓側(cè)冷凝物并容許低壓側(cè)冷凝物溢出，而且通過(guò)溢出接收元件的低壓側(cè)冷凝物在再熱室的冷凝物中產(chǎn)生循環(huán)流動(dòng)。
5.如權(quán)利要求2所述的多級(jí)壓力冷凝器，其特征在于循環(huán)流動(dòng)產(chǎn)生裝置被如此構(gòu)成，即在阻壓件中設(shè)置一個(gè)低壓側(cè)冷凝物向下流動(dòng)通過(guò)的流通狹縫，而且通過(guò)向下流動(dòng)通過(guò)流通狹縫的低壓側(cè)冷凝物在再熱室的冷凝物中產(chǎn)生循環(huán)流動(dòng)，且抑制其反向流動(dòng)。
6.如權(quán)利要求5所述的多級(jí)壓力冷凝器，其特征在于流通狹縫可以具有5或更大的長(zhǎng)寬比。
7.如權(quán)利要求2所述的多級(jí)壓力冷凝器，其特征在于循環(huán)流動(dòng)產(chǎn)生裝置是攪動(dòng)裝置，用于直接攪動(dòng)聚積在再熱室中的冷凝物以產(chǎn)生循環(huán)流動(dòng)。
8.如權(quán)利要求2所述的多級(jí)壓力冷凝器，其特征在于循環(huán)流動(dòng)產(chǎn)生裝置被如此構(gòu)成，即在阻壓件中設(shè)置一個(gè)朝向再熱室延伸的管，而且由向下流動(dòng)通過(guò)所述管的低壓側(cè)冷凝物在再熱室的冷凝物中產(chǎn)生循環(huán)流動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2至8中任一項(xiàng)所述的多級(jí)壓力冷凝器，其特征在于聚積在再熱室中的冷凝物可以被隔壁分隔成若干部位以促進(jìn)循環(huán)流動(dòng)。
10.如權(quán)利要求2所述的多級(jí)壓力冷凝器，其特征在于循環(huán)流動(dòng)產(chǎn)生裝置被如此構(gòu)成，即在阻壓件中設(shè)置一個(gè)低壓側(cè)冷凝物通過(guò)的流通部分；而且設(shè)置一個(gè)冷凝物儲(chǔ)器，該儲(chǔ)器在比聚積在再熱室中的冷凝物的水面高的位置處設(shè)有一個(gè)開(kāi)口部分，其中通過(guò)流通部分的低壓側(cè)冷凝物以這樣一種狀態(tài)聚積以便引起循環(huán)流動(dòng)，而且冷凝物儲(chǔ)器容許溢出開(kāi)口部分的低壓側(cè)冷凝物在聚積在再熱室的冷凝物中產(chǎn)生循環(huán)流動(dòng)。
11.一種多級(jí)壓力冷凝器，具有若干處于不同壓力下的室并用于匯合和壓力輸送聚積在所述若干室中的冷凝物，包括一個(gè)再熱室，其在低壓室下部用阻壓件隔開(kāi)，用于引入并聚積低壓側(cè)冷凝物，低壓室為位于低壓側(cè)上的室；高壓蒸汽引入裝置，用于將高壓室中的高壓側(cè)蒸汽引入再熱室，高壓室為位于高壓側(cè)上的室；一個(gè)設(shè)置在阻壓件中的滴流孔，用于容許低壓側(cè)冷凝物從該孔滴下；一個(gè)設(shè)置在再熱室中的接收元件，用于聚積從滴流孔滴下的低壓側(cè)冷凝物并容許低壓側(cè)冷凝物溢出，因此通過(guò)溢出接收元件的低壓側(cè)冷凝物在再熱室的冷凝物中產(chǎn)生循環(huán)流動(dòng)；和旁通裝置，用于匯合旁通過(guò)再熱室的冷凝物的高壓側(cè)冷凝物和再熱室的冷凝物，以升高冷凝物的溫度。
12.一種多級(jí)壓力冷凝器，具有若干處于不同壓力下的室并用于匯合和壓力輸送聚積在所述若干室中的冷凝物，包括一個(gè)再熱室，其在低壓室下部用阻壓件隔開(kāi)，用于引入并聚積低壓側(cè)冷凝物，低壓室為位于低壓側(cè)上的室；高壓蒸汽引入裝置，用于將高壓室中的高壓側(cè)蒸汽引入再熱室，高壓室為位于高壓側(cè)上的室；和一個(gè)設(shè)置在阻壓件中并向再熱室延伸的管，從而通過(guò)流過(guò)所述管的低壓側(cè)冷凝物在再熱室的冷凝物中產(chǎn)生循環(huán)流動(dòng)，同時(shí)低壓室的低壓側(cè)冷凝物的水位降低。
13.一種多級(jí)壓力冷凝器，具有若干處于不同壓力下的室并用于匯合和壓力輸送聚積在所述若干室中的冷凝物，包括用于將低壓側(cè)冷凝物引入位于高壓側(cè)上的高壓室并用高壓側(cè)蒸汽加熱低壓側(cè)冷凝物的裝置。
14.如權(quán)利要求13所述的多級(jí)壓力冷凝器，其特征在于用于加熱的裝置使低壓側(cè)冷凝物落在高壓側(cè)上的室中，以在聚積在高壓側(cè)上室中的冷凝物中產(chǎn)生循環(huán)流動(dòng)，通過(guò)安裝在管組下方的接收元件匯集已經(jīng)產(chǎn)生在高壓側(cè)上的管組中的冷凝物，而且所述裝置將匯集的冷凝物與已經(jīng)聚積在高壓側(cè)上室中的冷凝物在冷凝器外部混合。
全文摘要
低壓側(cè)冷凝物當(dāng)在高壓側(cè)蒸汽中滴流期間受到對(duì)流加熱，并受到由溢出后落下的下流冷凝物產(chǎn)生的循環(huán)流動(dòng)引起的表面湍流傳熱。因此，用令人滿意的傳熱有效地升高了低壓側(cè)冷凝物的溫度。旁通連接管使高壓側(cè)冷凝物旁通過(guò)再熱室的冷凝物并在保持高溫的同時(shí)與所述冷凝物混合。因此，低壓側(cè)冷凝物的加熱被有效地進(jìn)行，且用于落下的空間為緊湊性而被最小化。另外，將大量熱交換中的冷凝物向冷凝泵輸送。因此，可以構(gòu)造一種容許緊湊性和動(dòng)力設(shè)備高效率的多級(jí)壓力冷凝器。
文檔編號(hào)F28B9/08GK1419038SQ02150490
公開(kāi)日2003年5月21日 申請(qǐng)日期2002年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月13日
發(fā)明者井上浩一 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社