一種改良的大型發(fā)電機組凝汽器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及凝汽器【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種改良的大型發(fā)電機組凝汽器，其結(jié)構(gòu)包括殼體和設(shè)置于殼體內(nèi)部的兩組主凝結(jié)管束，殼體的一端設(shè)置有蒸汽入口，兩組主凝結(jié)管束沿蒸汽流通方向分別設(shè)置于殼體內(nèi)部的兩側(cè)，其中間形成主蒸汽通道，主蒸汽通道的中部設(shè)置有多組換熱管束，換熱管束呈矩陣排列，且每一橫向和縱向的換熱管束的數(shù)量相等，相鄰換熱管束的間隙均相等，換熱管束與其外側(cè)的主凝結(jié)管束之間設(shè)置有蒸汽通道。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型通過合理增加換熱面積，以及對所增加的換熱管束的合理布置，達到提高凝汽器真空度、降低能耗的目的，其改造成本較低，大大縮短了投資回收期，特別適合于冷卻面積偏小的大型發(fā)電機組凝汽器的節(jié)能改造。
【專利說明】一種改良的大型發(fā)電機組凝汽器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及凝汽器【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種改良的大型發(fā)電機組凝汽器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)有發(fā)電廠和熱電廠600多家，其中大部分采用凝汽式汽輪發(fā)電機組，而凝汽器作為汽輪發(fā)電機組的重要組成部分，其作用是將汽輪機排出的乏汽冷凝成水并在汽輪機排汽處建立真空和維持真空。凝汽器真空度對發(fā)電機組的運行安全性和熱經(jīng)濟性有很大影響。
[0003]據(jù)統(tǒng)計，我國600麗以下的熱力發(fā)電機組與工業(yè)發(fā)達國家同類機組相比，普遍存在真空度偏低、熱耗率偏高等現(xiàn)象，而熱力發(fā)電機組的真空度每降低1%，熱耗約增加0.5%?1%。例如，國產(chǎn)引進型300麗發(fā)電機組的真空度普遍在91%?94%之間，比設(shè)計值低3?6個百分點，造成發(fā)電機組供電煤耗增加8.16g/kWh，導致能源的大量浪費。而造成真空度偏低，能耗高的主要原因是:其一設(shè)備真空嚴密性差，其二由于凝汽器的冷卻面積偏小。這就需要對凝汽器管束的布置以及凝汽器的結(jié)構(gòu)進行節(jié)能改造。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，凝汽器管束的布置形式有山形管束布置、教堂窗式管束布置、卵形管束布置等等，然而一方面這些管束布置形式均不同程度地存在渦流死區(qū)，汽流阻力大，凝結(jié)水過冷度大，凝氣效果差等問題；另一方面這些凝汽器管束的布置形式均需要對凝汽器管束和凝汽器結(jié)構(gòu)進行較大的改動，特別是對于大型發(fā)電機組凝汽器來說，對設(shè)備進行較大的改動會造成投資明顯增加，而且不僅降低了發(fā)電機組運行的經(jīng)濟性和輸出力，甚至影響到發(fā)電機組運行的安全可靠性。因此，在不影響大型發(fā)電機組的安全運行和節(jié)省改造成本的基礎(chǔ)上，如何能夠達到既不對原有凝汽器設(shè)備進行大的改動，而又能提高凝汽器的真空度進而降低能耗的目的，這對于國內(nèi)眾多能耗巨大的發(fā)電廠和熱電廠的節(jié)能改造而言，具有重大的現(xiàn)實意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種能夠增大換熱面積、管束布置合理、傳熱效果好，并且改造成本低、運行安全穩(wěn)定的改良的大型發(fā)電機組凝汽器，以達到提高凝汽器的真空度和降低能耗的目的。
[0006]本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0007]一種改良的大型發(fā)電機組凝汽器，包括殼體和設(shè)置于殼體內(nèi)部的兩組主凝結(jié)管束，所述殼體的一端設(shè)置有蒸汽入口，所述兩組主凝結(jié)管束沿蒸汽流通方向分別設(shè)置于所述殼體內(nèi)部的兩側(cè)，其中間形成主蒸汽通道，所述主蒸汽通道的中部設(shè)置有多組換熱管束，
[0008]所述多組換熱管束呈矩陣排列，且每一橫向布置的換熱管束的數(shù)量與縱向布置的換熱管束的數(shù)量相等；
[0009]所述多組換熱管束中相鄰換熱管束的間隙均相等；
[0010]所述換熱管束與其外側(cè)的所述主凝結(jié)管束之間設(shè)置有蒸汽通道。[0011]優(yōu)選的，所述換熱管束的換熱面積設(shè)置為所述主凝結(jié)管束的換熱面積的5%?10%。
[0012]優(yōu)選的，所述換熱管束設(shè)置為四組，沿換熱管束的軸向方向，所述四組換熱管束呈正方形排列。
[0013]更優(yōu)選的，所述換熱管束包括前水室、后水室、前管板、后管板以及安裝于所述前管板和后管板之間的若干換熱管，所述換熱管之間通過折流桿支撐連接；
[0014]所述前水室與入水口連通，所述后水室與出水口連通，所述前水室和所述后水室均設(shè)置有排氣口和排水口。
[0015]進一步的，所述換熱管束的上方和下方均設(shè)置有滑軌，所述滑軌通過支架固定于所述前管板和所述后管板。
[0016]進一步的，每組所述換熱管束的入水口分別連接有冷卻介質(zhì)管。
[0017]更進一步的，所述冷卻介質(zhì)管為海水管或者淡水管。
[0018]進一步的，所述換熱管為鈦管或者不銹鋼管。
[0019]進一步的，所述前水室和所述后水室均采用鈦鋼復合板或者不銹鋼復合板制成。每組所述換熱管束的入水口分別連接有海水管。
[0020]進一步的,所述換熱管為鈦管。
[0021]進一步的，所述前水室和所述后水室均采用鈦鋼復合板制成。
[0022]本實用新型的有益效果:
[0023]本實用新型的一種改良的大型發(fā)電機組凝汽器包括殼體和設(shè)置于殼體內(nèi)部的兩組主凝結(jié)管束，殼體的一端設(shè)置有蒸汽入口，兩組主凝結(jié)管束沿蒸汽流通方向分別設(shè)置于殼體內(nèi)部的兩側(cè)，其中間形成主蒸汽通道，主蒸汽通道的中部設(shè)置有多組換熱管束，多組換熱管束呈矩陣排列，且每一橫向布置的換熱管束的數(shù)量與縱向布置的換熱管束的數(shù)量相等；多組換熱管束中相鄰換熱管束的間隙均相等；換熱管束與其外側(cè)的主凝結(jié)管束之間設(shè)置有蒸汽通道。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0024]I)在不影響大型發(fā)電機組的安全運行和對原有凝汽器設(shè)備不進行大改動的前提下，通過合理增加換熱面積來提高凝汽器的真空度，所增設(shè)的換熱管束不會損壞原有凝汽器的結(jié)構(gòu)和強度，其改造成本較低，并且保證了發(fā)電機組的運行穩(wěn)定性，特別適合于冷卻面積偏小的大型發(fā)電機組凝汽器的節(jié)能改造；
[0025]2)優(yōu)化了流場，對所增加的換熱管束的布置進行優(yōu)化設(shè)計:在主蒸汽通道的中部增設(shè)多組排列成矩陣的換熱管束，每一橫向布置的換熱管束的數(shù)量與縱向布置的換熱管束的數(shù)量相等，采用這種布局，由蒸汽流通方向看(即沿換熱管束的軸向方向)，換熱管束呈正方形排列，當蒸汽由蒸汽入口進入凝汽器時，在主蒸汽通道方向上沒有阻隔擾流，沿蒸汽流動方向的汽阻很小，不凝結(jié)氣體不分離，從而提高換熱管束的傳熱效果；
[0026]3)在換熱管束與殼體兩側(cè)的主凝結(jié)管束之間均留有一定間隙作為蒸汽通道，這有利于汽氣混合物向兩側(cè)的主凝結(jié)管束區(qū)域流動，改善汽氣混合物流動的均勻性，使熱負荷分布更均勻；
[0027]4)每組換熱管束均為獨立的結(jié)構(gòu)，可預(yù)先將換熱管束組裝好后再裝入凝汽器，具有安裝快速、方便的優(yōu)點；
[0028]5)本實用新型通過增設(shè)5%?10%的換熱面積，即能夠使凝汽器的真空度提高0.5?0.8 kPa，從而顯著降低能耗，達到節(jié)能的目的，并且大大縮短了改造投資回收期。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]利用附圖對本實用新型做進一步說明，但附圖中的內(nèi)容不構(gòu)成對本實用新型的任何限制。
[0030]圖1為本實用新型的一種改良的大型發(fā)電機組凝汽器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖2為本實用新型的一種改良的大型發(fā)電機組凝汽器的換熱管束的布置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖3為本實用新型的一種改良的大型發(fā)電機組凝汽器的換熱管束的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖1至圖3中包括有:
[0034]殼體1、蒸汽入口 11 ；
[0035]主凝結(jié)管束2 ；
[0036]換熱管束3 ；
[0037]前水室31、排氣口 311、排水口 312 ;
[0038]后水室32、前管板33、后管板34、換熱管35、折流桿36 ；
[0039]滑軌4、支架41。
【具體實施方式】
[0040]結(jié)合以下實施例及附圖對本實用新型作進一步說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0041]實施例1
[0042]—種改良的大型發(fā)電機組凝汽器,如圖1、圖2和圖3所不,包括殼體I和設(shè)置于殼體I內(nèi)部的兩組主凝結(jié)管束2，殼體I的一端設(shè)置有蒸汽入口 11，兩組主凝結(jié)管束2沿蒸汽流通方向分別設(shè)置于殼體I內(nèi)部的兩側(cè)，其中間形成主蒸汽通道，主蒸汽通道的中部設(shè)置有多組換熱管束3，多組換熱管束3呈矩陣排列，且每一橫向布置的換熱管束3的數(shù)量與縱向布置的換熱管束3的數(shù)量相等；
[0043]多組換熱管束3中相鄰換熱管束3的間隙均相等；并且換熱管束3與其外側(cè)的主凝結(jié)管束2之間設(shè)置有蒸汽通道。
[0044]本實施例中，在不影響大型發(fā)電機組的安全運行和對原有凝汽器設(shè)備不進行大改動的前提下，通過合理增加換熱面積的方式來提高凝汽器的真空度，所增設(shè)的換熱管束3的換熱面積設(shè)置為主凝結(jié)管束2的換熱面積的5%?10%，以使增設(shè)的換熱管束3不會損壞原有凝汽器的結(jié)構(gòu)和強度，其改造成本較低，并且保證了發(fā)電機組的運行穩(wěn)定性。這種方式特別適合于冷卻面積偏小的大型發(fā)電機組凝汽器的節(jié)能改造。
[0045]本實施例中，為了達到更好的傳熱效果，對增加的換熱管束3的布置進行優(yōu)化設(shè)計:
[0046]換熱管束3設(shè)置為四組，沿換熱管束3的軸向方向，這四組換熱管束3呈正方形排列。采用這種布局，由蒸汽流通方向看(即沿換熱管束3的軸向方向)，換熱管束3呈正方形排列，當蒸汽由蒸汽入口進入凝汽器時，在主蒸汽通道方向上沒有阻隔擾流，沿蒸汽流動方向的汽阻很小，不凝結(jié)氣體不分離，從而提高換熱管束3的傳熱效果；而且，在換熱管束3與殼體I兩側(cè)的主凝結(jié)管束2之間均留有一定間隙作為蒸汽通道，這有利于汽氣混合物向兩側(cè)的主凝結(jié)管束2區(qū)域流動，能夠改善汽氣混合物流動的均勻性，使熱負荷分布更均勻。
[0047]實際改造中，根據(jù)已運行的發(fā)電機組凝汽器的功率、原有的換熱面積以及改造成本的具體情況，也可以將換熱管束設(shè)置為六組甚至更多組，只要增設(shè)的換熱管束采用本實用新型的布局方式，則均落入本實用新型的保護范圍。
[0048]本實施例中，換熱管束3包括前水室31、后水室32、前管板33、后管板34以及安裝于前管板33和后管板33之間的若干換熱管35，換熱管35之間通過折流桿36支撐連接。采用折流桿技術(shù)，有利于改善汽氣混合物流動的均勻性。
[0049]具體的，前水室31與入水口連通，后水室32與出水口連通，前水室31和后水室32均設(shè)置有排氣口 311和排水口 312。
[0050]具體的，換熱管束3的上方和下方均設(shè)置有滑軌4，滑軌4通過支架41固定于前管板33和后管板34。采用滑軌4形成抽屜結(jié)構(gòu)，安裝時，可預(yù)先將所有的換熱管束3組裝好，然后通過滑軌4可更加方便、快速地裝入凝汽器中。
[0051]具體的，每組換熱管束3均采用獨立結(jié)構(gòu)，換熱管束3的入水口分別連接有冷卻介質(zhì)管，根據(jù)輸入的冷卻介質(zhì)的不同，冷卻介質(zhì)管可以為海水管、淡水管或者空汽管(含有水蒸汽)中的任意一種，冷卻介質(zhì)由入水口輸入至前水室31。每組換熱管束3采用獨立結(jié)構(gòu)，便于單獨進行維修和拆裝。
[0052]本實施例中個,換熱管35為鈦管或者不銹鋼管,有利于對換熱管35進行清洗。所增加的換熱管35的材質(zhì)主要根據(jù)改造前的換熱管的材質(zhì)來確認，以保證改造前后所用的換熱管的材質(zhì)相同。
[0053]前水室31和后水室32均采用鈦鋼復合板或者不銹鋼管復合板制成，以保證其防腐蝕性能，同樣前水室31和后水室32采用何種材質(zhì)也應(yīng)當與改造前的材質(zhì)相一致。
[0054]實施例2
[0055]以600MW大型發(fā)電機組凝汽器為例進行改造，該凝汽器改造后的結(jié)構(gòu)與實施例1的相同，其改造成本及節(jié)能效益分析如下:
[0056]一、改造前的凝汽器
[0057]1、主要技術(shù)數(shù)據(jù)
[0058]1.1 凝汽器型號N-36000-4
[0059]1.2型式雙背壓、雙殼體、單流程、表面式、橫向布置
[0060]1.3冷卻面積
[0061]總冷卻面積36000m2
[0062]凝汽器A冷卻面積18000m2
[0063]凝汽器B冷卻面積18000m2
[0064]1.4冷卻介質(zhì)海水
[0065]1.5設(shè)計冷卻水進口溫度21.9°C
[0066]1.6設(shè)計冷卻水量20.85m3/s
[0067]1.7冷卻水管內(nèi)設(shè)計流速2.24m/s
[0068]1.8凝汽器水阻≤90KPa
[0069]1.9凝汽器設(shè)計壓力(真空)[0070]平均背壓4.9kpa
[0071]1.10 水側(cè)設(shè)計壓力0.45MPa(a)
[0072]1.11汽側(cè)設(shè)計壓力全真空至0.098MPa(g)
[0073]2、凝汽器運行數(shù)據(jù)及分析(如表1至表4所示)
[0074]表1.2007年凝汽器運行參數(shù)統(tǒng)計
[0075]
【權(quán)利要求】
1.一種改良的大型發(fā)電機組凝汽器，包括殼體和設(shè)置于殼體內(nèi)部的兩組主凝結(jié)管束，所述殼體的一端設(shè)置有蒸汽入口，其特征在于:所述兩組主凝結(jié)管束沿蒸汽流通方向分別設(shè)置于所述殼體內(nèi)部的兩側(cè)，其中間形成主蒸汽通道，所述主蒸汽通道的中部設(shè)置有多組換熱管束， 所述多組換熱管束呈矩陣排列，且每一橫向布置的換熱管束的數(shù)量與縱向布置的換熱管束的數(shù)量相等； 所述多組換熱管束中相鄰換熱管束的間隙均相等； 所述換熱管束與其外側(cè)的所述主凝結(jié)管束之間設(shè)置有蒸汽通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改良的大型發(fā)電機組凝汽器，其特征在于:所述換熱管束的換熱面積設(shè)置為所述主凝結(jié)管束的換熱面積的5%?10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改良的大型發(fā)電機組凝汽器，其特征在于:所述換熱管束設(shè)置為四組，沿換熱管束的軸向方向，所述四組換熱管束呈正方形排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項所述的一種改良的大型發(fā)電機組凝汽器，其特征在于:所述換熱管束包括前水室、后水室、前管板、后管板以及安裝于所述前管板和后管板之間的若干換熱管，所述換熱管之間通過折流桿支撐連接； 所述前水室與入水口連通，所述后水室與出水口連通，所述前水室和所述后水室均設(shè)置有排氣口和排水口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種改良的大型發(fā)電機組凝汽器，其特征在于:所述換熱管束的上方和下方均設(shè)置有滑軌，所述滑軌通過支架固定于所述前管板和所述后管板。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種改良的大型發(fā)電機組凝汽器，其特征在于:每組所述換熱管束的入水口分別連接有冷卻介質(zhì)管。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種改良的大型發(fā)電機組凝汽器，其特征在于:所述冷卻介質(zhì)管為海水管或者淡水管。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種改良的大型發(fā)電機組凝汽器，其特征在于:所述換熱管為鈦管或者不銹鋼管。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種改良的大型發(fā)電機組凝汽器，其特征在于:所述前水室和所述后水室均采用鈦鋼復合板或者不銹鋼復合板制成。
【文檔編號】F28B1/02GK203550642SQ201320309734
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年5月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月31日
【發(fā)明者】葉加貴, 黃素逸, 李 權(quán), 關(guān)欣, 呂圣杰, 唐悅中, 李灼南, 尤天運 申請人:茂名市茂港電力設(shè)備廠有限公司