本發(fā)明涉及凝汽換熱裝置，尤其是一種臥式軸排凝汽器。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的凝汽器大多與向下排汽的汽輪機(jī)相匹配，安裝在汽輪機(jī)的下部，作為汽輪機(jī)排汽凝結(jié)用的換熱器，氣流有向側(cè)式和向心式兩種布置方式，換熱管排列方式均為正三角形。凝汽器的支座與基礎(chǔ)連接有兩種方式，剛性支座和彈性支座；若凝汽器采用剛性支座，則排汽接管與后汽缸通過(guò)膨脹節(jié)彈性連接；汽輪機(jī)排汽口承受向上的真空吸力，與凝汽器重力方向相反，凝汽器的支座不承受彎矩。若凝汽器采用彈性支座，則凝汽器與后汽缸通過(guò)排汽接管剛性連接，排汽口不承受真空吸力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在與軸向排汽的汽輪機(jī)相匹配，提供了一種臥式軸排凝汽器，可減少汽輪機(jī)土建成本，降低運(yùn)行平臺(tái)高度，汽輪機(jī)排汽口采用軸向排汽，其布管方式、支座受力、排汽接管與汽缸及軸排凝汽器進(jìn)汽室的連接與下排凝汽器均不同，效率高，換熱效果好，汽流在凝汽器的管束中分布均勻，其采用的技術(shù)方案如下：

一種臥式軸排凝汽器，包括：用于與汽輪機(jī)后缸連接的排汽接管、進(jìn)汽室、殼體、前水室、后水室、疏水膨脹箱和設(shè)置于殼體底部用于接受汽輪機(jī)排汽凝結(jié)形成的凝結(jié)水、疏水膨脹箱疏水以及汽輪機(jī)補(bǔ)給水的集水箱，其特征在于：所述排汽接管的軸向方向?yàn)樗椒较?，所述排汽接管與進(jìn)汽室相固接，所述進(jìn)汽室與殼體相固接，所述前水室和后水室分設(shè)于殼體左右兩側(cè)，所述前水室和后水室上封蓋有水室蓋板，所述殼體中排布有若干條換熱管，所述換熱管采用轉(zhuǎn)角三角形布設(shè)方式，所述換熱管的兩端固接于管板上，所述管板固接于殼體中，所述前水室和后水室內(nèi)腔均與換熱管的管程相連通，所述進(jìn)汽室與殼體的殼程相連通，所述疏水膨脹箱一端與集水箱相連通，另一端與進(jìn)汽室相連通。

在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，借助于換熱管的布置，殼體的內(nèi)腔劃分為有管的沖擊區(qū)、有管的主凝區(qū)、有管的空氣區(qū)、無(wú)管的空冷區(qū)、無(wú)管的間隙區(qū)和無(wú)管的中間區(qū)，所述殼體中對(duì)稱分布有由換熱管組成的第一管束集和第二管束集，所述第一管束集分為沖擊區(qū)管束集、主凝區(qū)管束集以及空氣區(qū)管束集，所述沖擊區(qū)管束集構(gòu)成沖擊區(qū)，所述主凝區(qū)管束集構(gòu)成主凝區(qū)，所述空氣區(qū)管束集構(gòu)成空氣區(qū)，所述沖擊區(qū)位于主凝區(qū)的外側(cè)，所述空氣區(qū)位于主凝區(qū)的內(nèi)側(cè)，所述空氣區(qū)管束集所圍無(wú)管區(qū)域?yàn)榭绽鋮^(qū)，所述第二管束集的結(jié)構(gòu)與第一管束集的結(jié)構(gòu)相同，所述第一管束集及第二管束集的外邊緣與殼體內(nèi)壁面之間所夾區(qū)域?yàn)闊o(wú)管的間隙區(qū)，所述第一管束集與第二管束集之間所夾區(qū)域?yàn)闊o(wú)管的中間區(qū)，所述后水室上設(shè)置有與第一管束集的空冷區(qū)及第二管束集的空冷區(qū)相連通的抽氣母管，所述抽氣母管穿過(guò)后水室與殼體之間的管板進(jìn)入后水室并由后水室引出。

可選的，所述沖擊區(qū)和主凝區(qū)上形成有若干條長(zhǎng)條形的與間隙區(qū)直接連通的第一汽流通道和第二汽流通道

優(yōu)選的，所述第一汽流通道和第二汽流通道均為無(wú)管區(qū)。

可選的，所述空冷區(qū)中形成有截面膨大的主空冷區(qū),所述主空冷區(qū)位于空冷區(qū)背離進(jìn)汽室的一側(cè)處，所述抽氣母管設(shè)置于主空冷區(qū)中。

在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述第一汽流通道之間相互平行且向著主空冷區(qū)的方向傾斜布置，所述第二汽流通道之間相互平行且向著主空冷區(qū)的方向傾斜布置。

在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述殼體中設(shè)置有若干塊與殼體的長(zhǎng)度方向相垂直的中間隔板，所述中間隔板通過(guò)在其外邊緣處徑向形成的連接齒與殼體內(nèi)壁面相連接，所述換熱管穿過(guò)中間隔板。殼體為圓形或矩形，殼體為保證剛度，殼體內(nèi)可設(shè)置有第二支撐管。中間隔板采用碳鋼板，為保證換熱管束的振動(dòng)特性，合理計(jì)算中間隔板間距。為補(bǔ)償換熱管與殼體的熱膨脹及停機(jī)時(shí)將冷卻管內(nèi)的水及時(shí)放掉，換熱管傾斜設(shè)置。

在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，殼體是凝汽器的核心部件，換熱管束布置于此。根據(jù)管內(nèi)流速，換熱管束可設(shè)計(jì)為單流程或雙流程，空冷區(qū)位于管束后部，根據(jù)流程不同，抽氣母管設(shè)為2根或4根。進(jìn)入殼體的汽流從管束四周掠過(guò)冷卻管，汽流比較均勻，而且有很好的回流作用，過(guò)冷度很小，幾乎為零，使凝結(jié)水達(dá)到很好的真空除氧效果。

在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，因該臥式排汽凝汽器位于汽輪機(jī)側(cè)面，基礎(chǔ)采用四個(gè)剛性支座，支座死點(diǎn)在凝汽器中心上；在凝汽器軸線及橫向方向還設(shè)有導(dǎo)向支座，排汽接管上設(shè)有支撐用支座，凝汽器與汽輪機(jī)后缸之間設(shè)置有膨脹節(jié)，膨脹節(jié)承受凝汽器和后缸之間的熱膨脹引起的軸向和垂直方向的脹差。支座承受真空吸力引起的水平和垂直方向的力和力矩、膨脹節(jié)對(duì)凝汽器的反力和反力矩以及凝汽器自重3個(gè)力和力矩的合力。

在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述進(jìn)汽室中設(shè)置有用于均勻氣流的導(dǎo)汽板。

優(yōu)選的，所述進(jìn)汽室中設(shè)置有用于增加進(jìn)汽室剛度的第一支撐管，第一支撐管的軸向方向與排汽接管的軸向方向相垂直，所述進(jìn)汽室及排汽接管的壁體外側(cè)焊接有加強(qiáng)筋。

在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述疏水膨脹箱為兩個(gè)，分設(shè)于殼體左右兩側(cè)，在接受高溫疏水的疏水膨脹箱設(shè)置有噴水降溫裝置。

在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述前水室和后水室中均設(shè)置豎向隔板及可拆卸的活動(dòng)橫隔板，所述豎向隔板將前水室分割為前后兩腔室，每個(gè)腔室都設(shè)有一個(gè)循環(huán)水進(jìn)口和一個(gè)循環(huán)水出口。

在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述集水箱由下部半圓形部和上部矩形部組成，所述集水箱上設(shè)置有水位顯示儀表和水位控制儀表的接口，所述集水箱底部具有凝結(jié)水出水口及檢修排水口。

在上述技術(shù)方案基礎(chǔ)上，所述凝結(jié)水出口管中設(shè)置有防漩渦裝置，所述檢修排水口上安裝有真空隔離放水門(mén)。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

一、換熱管束采用向心式布管方式，沒(méi)有布管死區(qū)，汽流通過(guò)周圍通道均勻進(jìn)入管束，換熱均勻，換熱效果較好。凝結(jié)水沒(méi)有過(guò)冷度，換熱管排列采用轉(zhuǎn)角三角形方式，有利于凝結(jié)水從汽流通道及時(shí)排出，不在換熱管上形成水膜，影響換熱。

二、凝汽器采用剛性支座，承受真空吸力引起的水平和垂直方向的力和力矩、膨脹節(jié)對(duì)凝汽器的反力和反力矩以及凝汽器自重3個(gè)力和力矩的合力。

三、排汽接管與汽缸連接處設(shè)有膨脹節(jié)，可適應(yīng)該臥式軸排凝汽器的軸向膨脹，排氣接管上具有調(diào)整板可調(diào)節(jié)焊接誤差。

四、排汽接管及進(jìn)汽室的加強(qiáng)筋采用外置式，可減小對(duì)氣流的阻力。使汽流能均勻分布到凝汽器各隔板之間的換熱區(qū)域內(nèi)。

五、殼體為圓形或矩形，為保證矩形殼體剛度，殼體內(nèi)設(shè)有第二支撐管，中間隔板采用碳鋼板，采用齒形結(jié)構(gòu)與殼體連接，便于與殼體定位。

六、抽氣母管均位于每一管束集后部，利于蒸汽的充分凝結(jié),抽空氣母管上設(shè)置有檔汽板，有助于后部管束的換熱。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一種實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖引伸獲得其它的實(shí)施附圖。

圖1：本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2：本發(fā)明的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3：本發(fā)明所述進(jìn)汽室的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4：本發(fā)明所述殼體的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5：本發(fā)明所述后水室的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6：換熱管四種布設(shè)方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7：本發(fā)明所述中間隔板的正視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8：本發(fā)明所述抽氣母管的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

如圖1至圖4所示，本實(shí)施例的一種臥式軸排凝汽器，包括：用于與汽輪機(jī)后缸連接的排汽接管1、進(jìn)汽室2、殼體3、前水室4、后水室5、疏水膨脹箱6和設(shè)置于殼體3底部用于接受汽輪機(jī)排汽凝結(jié)形成的凝結(jié)水、疏水膨脹箱疏水以及汽輪機(jī)補(bǔ)給水的集水箱7，其特征在于：所述排汽接管1的軸向方向?yàn)樗椒较?，所述排汽接?與進(jìn)汽室2相固接，所述進(jìn)汽室2與殼體3相固接，所述前水室4和后水室5分設(shè)于殼體3左右兩側(cè)，所述前水室4和后水室5上封蓋有水室蓋板8，所述殼體3中排布有若干條換熱管，所述換熱管采用轉(zhuǎn)角三角形布設(shè)方式，所述換熱管的兩端固接于管板上，所述管板固接于殼體3中，所述前水室4和后水室5的內(nèi)腔均與換熱管的管程相連通，所述進(jìn)汽室2與殼體3的殼程相連通，所述疏水膨脹箱一端與集水箱7相連通，另一端與進(jìn)汽室2相連通。如圖6換熱管采用轉(zhuǎn)角三角形排列方式，有利于凝結(jié)水從汽流通道及時(shí)排出，不在換熱管上形成水膜，影響換熱。

如圖4所示，優(yōu)選的，借助于換熱管的布置，殼體3的內(nèi)腔劃分為有管的沖擊區(qū)、有管的主凝區(qū)、有管的空氣區(qū)、無(wú)管的空冷區(qū)I、無(wú)管的間隙區(qū)H和無(wú)管的中間區(qū)G，所述殼體3中對(duì)稱分布有由換熱管組成的第一管束集300和第二管束集301，所述第一管束集300分為沖擊區(qū)管束集B、主凝區(qū)管束集A以及空氣區(qū)管束集C，所述沖擊區(qū)管束集B構(gòu)成沖擊區(qū)，所述主凝區(qū)管束集A構(gòu)成主凝區(qū)，所述空氣區(qū)管束集C構(gòu)成空氣區(qū)，所述沖擊區(qū)位于主凝區(qū)的外側(cè)，所述空氣區(qū)位于主凝區(qū)的內(nèi)側(cè)，所述空氣區(qū)管束集C所圍無(wú)管區(qū)域?yàn)榭绽鋮^(qū)I，所述第二管束集301的結(jié)構(gòu)與第一管束集300的結(jié)構(gòu)相同，所述第一管束集300及第二管束集301的外邊緣與殼體3內(nèi)壁面之間所夾區(qū)域?yàn)闊o(wú)管的間隙區(qū)H，所述第一管束集300與第二管束集301之間所夾區(qū)域?yàn)闊o(wú)管的中間區(qū)G，所述后水室5上設(shè)置有與第一管束集300的空冷區(qū)I及第二管束集301的空冷區(qū)I相連通的抽氣母管50，所述抽氣母管50穿過(guò)后水室5與殼體3之間的管板進(jìn)入后水室5并由后水室引出。軸排凝汽器的汽流分布特點(diǎn)決定了該凝汽器采用氣流向心式的布管結(jié)構(gòu)，為保證遠(yuǎn)離進(jìn)汽室的管束集的換熱效果，管束布置中采用了3種措施：(1)抽氣母管50的位置設(shè)置在中間偏后的位置；（2）在第一管束集和第二管束集之間設(shè)置阻汽板，防止汽流直接進(jìn)入空冷區(qū)I；（3）在抽氣母管50上的抽空氣口的開(kāi)孔位置朝向后部管束集，而且在抽氣母管50上設(shè)置了擋汽板，保證空冷區(qū)后部的壓力相較空冷區(qū)I要低，從而增加后部管束集的進(jìn)汽能力。使用以上3種方案，使得汽流通道比較均勻，沒(méi)有布管死區(qū)，路徑短，汽阻小，換熱效果較好。

抽氣母管50的作用一是將空冷區(qū)I中不凝結(jié)氣體（帶有一定量的蒸汽）抽入抽氣母管中，最后在后水室側(cè)邊被主抽氣器抽出。作用二是使凝汽器的空冷區(qū)I的氣壓較其它區(qū)（間隙區(qū)、中間區(qū)）低，使得汽流能通過(guò)第一汽流通道30a和第二汽流通道30b流向空冷區(qū)，有利于整個(gè)管束換熱效果的均勻。

如圖4所示，優(yōu)選的，所述空冷區(qū)I中形成有截面膨大的主空冷區(qū)I-1,主空冷區(qū)I-1中設(shè)置有抽空氣母管50，所述主空冷區(qū)I-1位于空冷區(qū)I背離進(jìn)汽室2的一側(cè)處，所述抽氣母管50設(shè)置于主空冷區(qū)I-1中。

優(yōu)選的，所述第一汽流通道30a之間相互平行且向著主空冷區(qū)I-1的方向傾斜布置，所述第二汽流通道30b之間相互平行且向著主空冷區(qū)I-1的方向傾斜布置。采用向心式（即向著主空冷區(qū)的方式）的布管可使第一管束集300及第二管束集301換熱均勻，主空冷區(qū)位于背離進(jìn)汽室2的一側(cè)處，這種設(shè)計(jì)可增加空冷區(qū)背離進(jìn)汽室2的一側(cè)的進(jìn)汽量，進(jìn)而進(jìn)一步提高凝汽器的換熱效果，如圖8所示，抽氣母管50貫穿主空冷區(qū)，抽氣母管50上朝向后部管束集方向（背離進(jìn)汽室的方向）設(shè)置有兩排抽空氣孔200，抽空氣孔200的面積總和大于抽氣母管50的橫截面積，抽氣母管50的前部（朝向進(jìn)汽室的部分）設(shè)置有兩排擋汽板201，使得空冷區(qū)I過(guò)來(lái)的空氣無(wú)法直接進(jìn)入抽氣母管，通過(guò)設(shè)置擋汽板和抽氣孔朝后，保證后部管束的抽氣阻力小于前部管束，從而增加后部管束集的進(jìn)汽能力，增強(qiáng)換熱效果。

優(yōu)選的，在保證汽流速度滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，第一管束集300和第二管束集301兩側(cè)以及兩管束集之間的汽流通道面積基本一致，如此可使汽流均勻分配到各換熱區(qū)域中。

優(yōu)選的，相鄰第一汽流通道30a之間的距離大于換熱管外徑的2.5倍，沖擊區(qū)、主凝區(qū)及空氣區(qū)中相鄰換熱管之間的距離為換熱管外徑的1.25倍。

優(yōu)選的，還包括軸向波紋膨脹節(jié)9，所述排汽接管1通過(guò)波紋膨脹節(jié)9與汽輪機(jī)后缸相連接，通過(guò)軸向波紋膨脹節(jié)9可吸收該臥式軸排凝汽器的軸向以及垂直膨脹。

優(yōu)選的，汽輪機(jī)排汽口及凝汽器中心位置已確定，為保證現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)它們軸向距離的調(diào)整，所述排氣接管上增加調(diào)整板，焊接誤差可用此板來(lái)調(diào)節(jié)。

如圖5所示，優(yōu)選的，所述進(jìn)汽室2中設(shè)置有用于均勻氣流的導(dǎo)汽板20，使汽流能均勻分布到凝汽器各隔板之間的換熱區(qū)域內(nèi)。

根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)需要，所述進(jìn)汽室2中可設(shè)置有用于增加進(jìn)汽室2強(qiáng)度的第一支撐管21，所述進(jìn)汽室2及排汽接管的壁體外側(cè)焊接有加強(qiáng)筋22，來(lái)增加殼體剛度以承受真空力。進(jìn)汽室及排汽接管加強(qiáng)筋外置相比加強(qiáng)筋內(nèi)置對(duì)汽流的阻力小。所述第一支撐管21可穿過(guò)并支撐導(dǎo)汽板20。

優(yōu)選的，所述疏水膨脹箱6為兩個(gè)，分設(shè)于殼體3左右兩側(cè)，在接受高溫疏水的疏水膨脹箱設(shè)置有噴水降溫裝置。

優(yōu)選的，所述前水室4和后水室5中均設(shè)置豎向隔板100及可拆卸的活動(dòng)橫隔板200，所述豎向隔板100將前水室4分割為前后兩腔室，每個(gè)腔室都設(shè)有一個(gè)循環(huán)水進(jìn)口40和一個(gè)循環(huán)水出口41?？衫斫獾氖牵貉h(huán)水進(jìn)口40及循環(huán)水出口41的位置可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，如可將循環(huán)水進(jìn)口40朝下，循環(huán)水出口41朝上，但不僅限此一種設(shè)計(jì)位置。

如圖7所示，所述殼體3中設(shè)置有若干塊與殼體3的長(zhǎng)度方向相垂直的中間隔板150，所述中間隔板150通過(guò)在其外邊緣處徑向形成的連接齒151與殼體3內(nèi)壁面相連接，所述換熱管穿過(guò)中間隔板150。汽流可由連接齒151之間通過(guò)。

殼體為圓形或矩形，殼體為保證剛度，殼體內(nèi)可設(shè)置有第二支撐管。所述第二支撐管穿過(guò)中間隔板150，中間隔板可采用碳鋼板，為保證換熱管束的振動(dòng)特性，合理計(jì)算中間隔板間距。為補(bǔ)償換熱管與殼體的熱膨脹及停機(jī)時(shí)將冷卻管內(nèi)的水及時(shí)放掉，減少因冷卻水未能排出而導(dǎo)致的換熱管的腐蝕，優(yōu)選換熱管由前水室向后水室側(cè)呈抬高形式布置，停機(jī)時(shí)冷卻水因換熱管的傾斜而流出。

進(jìn)一步，所述集水箱由下部半圓形部和上部矩形部組成，所述集水箱上設(shè)置有水位顯示儀表和水位控制儀表的接口，所述集水箱底部具有凝結(jié)水出水口及檢修排水口。可理解的是根據(jù)需要集水箱可為全焊接鋼結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述凝結(jié)水出口管中設(shè)置有防漩渦裝置，所述檢修排水口上安裝有真空隔離放水門(mén)。

再進(jìn)一步，可在前水室4、后水室5內(nèi)均布若干條拉桿42，拉桿一端與管板通過(guò)螺紋連接，另一端與通過(guò)螺栓與水室蓋板連接，拉桿主要是用于對(duì)水室蓋板的加強(qiáng)，可大大減少水室蓋板以及水室法蘭的厚度。

上面以舉例方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不限于上述具體實(shí)施例，凡基于本發(fā)明所做的任何改動(dòng)或變型均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。