一种改良的大型发电机组凝汽器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及凝汽器【技术领域】，特别是涉及一种改良的大型发电机组凝汽器，其结构包括壳体和设置于壳体内部的两组主凝结管束，壳体的一端设置有蒸汽入口，两组主凝结管束沿蒸汽流通方向分别设置于壳体内部的两侧，其中间形成主蒸汽通道，主蒸汽通道的中部设置有多组换热管束，换热管束呈矩阵排列，且每一横向和纵向的换热管束的数量相等，相邻换热管束的间隙均相等，换热管束与其外侧的主凝结管束之间设置有蒸汽通道。与现有技术相比，本实用新型通过合理增加换热面积，以及对所增加的换热管束的合理布置，达到提高凝汽器真空度、降低能耗的目的，其改造成本较低，大大缩短了投资回收期，特别适合于冷却面积偏小的大型发电机组凝汽器的节能改造。
【专利说明】一种改良的大型发电机组凝汽器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及凝汽器【技术领域】，特别是涉及一种改良的大型发电机组凝汽器。
【背景技术】
[0002]目前国内有发电厂和热电厂600多家，其中大部分采用凝汽式汽轮发电机组，而凝汽器作为汽轮发电机组的重要组成部分，其作用是将汽轮机排出的乏汽冷凝成水并在汽轮机排汽处建立真空和维持真空。凝汽器真空度对发电机组的运行安全性和热经济性有很大影响。
[0003]据统计，我国600丽以下的热力发电机组与工业发达国家同类机组相比，普遍存在真空度偏低、热耗率偏高等现象，而热力发电机组的真空度每降低1%，热耗约增加0.5%?1%。例如，国产引进型300丽发电机组的真空度普遍在91%?94%之间，比设计值低3?6个百分点，造成发电机组供电煤耗增加8.16g/kWh，导致能源的大量浪费。而造成真空度偏低，能耗高的主要原因是:其一设备真空严密性差，其二由于凝汽器的冷却面积偏小。这就需要对凝汽器管束的布置以及凝汽器的结构进行节能改造。
[0004]现有技术中，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，然而一方面这些管束布置形式均不同程度地存在涡流死区，汽流阻力大，凝结水过冷度大，凝气效果差等问题；另一方面这些凝汽器管束的布置形式均需要对凝汽器管束和凝汽器结构进行较大的改动，特别是对于大型发电机组凝汽器来说，对设备进行较大的改动会造成投资明显增加，而且不仅降低了发电机组运行的经济性和输出力，甚至影响到发电机组运行的安全可靠性。因此，在不影响大型发电机组的安全运行和节省改造成本的基础上，如何能够达到既不对原有凝汽器设备进行大的改动，而又能提高凝汽器的真空度进而降低能耗的目的，这对于国内众多能耗巨大的发电厂和热电厂的节能改造而言，具有重大的现实意义。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种能够增大换热面积、管束布置合理、传热效果好，并且改造成本低、运行安全稳定的改良的大型发电机组凝汽器，以达到提高凝汽器的真空度和降低能耗的目的。
[0006]本实用新型的目的通过以下技术方案实现:
[0007]一种改良的大型发电机组凝汽器，包括壳体和设置于壳体内部的两组主凝结管束，所述壳体的一端设置有蒸汽入口，所述两组主凝结管束沿蒸汽流通方向分别设置于所述壳体内部的两侧，其中间形成主蒸汽通道，所述主蒸汽通道的中部设置有多组换热管束，
[0008]所述多组换热管束呈矩阵排列，且每一横向布置的换热管束的数量与纵向布置的换热管束的数量相等；
[0009]所述多组换热管束中相邻换热管束的间隙均相等；
[0010]所述换热管束与其外侧的所述主凝结管束之间设置有蒸汽通道。[0011]优选的，所述换热管束的换热面积设置为所述主凝结管束的换热面积的5%?10%。
[0012]优选的，所述换热管束设置为四组，沿换热管束的轴向方向，所述四组换热管束呈正方形排列。
[0013]更优选的，所述换热管束包括前水室、后水室、前管板、后管板以及安装于所述前管板和后管板之间的若干换热管，所述换热管之间通过折流杆支撑连接；
[0014]所述前水室与入水口连通，所述后水室与出水口连通，所述前水室和所述后水室均设置有排气口和排水口。
[0015]进一步的，所述换热管束的上方和下方均设置有滑轨，所述滑轨通过支架固定于所述前管板和所述后管板。
[0016]进一步的，每组所述换热管束的入水口分别连接有冷却介质管。
[0017]更进一步的，所述冷却介质管为海水管或者淡水管。
[0018]进一步的，所述换热管为钛管或者不锈钢管。
[0019]进一步的，所述前水室和所述后水室均采用钛钢复合板或者不锈钢复合板制成。每组所述换热管束的入水口分别连接有海水管。
[0020]进一步的,所述换热管为钛管。
[0021]进一步的，所述前水室和所述后水室均采用钛钢复合板制成。
[0022]本实用新型的有益效果:
[0023]本实用新型的一种改良的大型发电机组凝汽器包括壳体和设置于壳体内部的两组主凝结管束，壳体的一端设置有蒸汽入口，两组主凝结管束沿蒸汽流通方向分别设置于壳体内部的两侧，其中间形成主蒸汽通道，主蒸汽通道的中部设置有多组换热管束，多组换热管束呈矩阵排列，且每一横向布置的换热管束的数量与纵向布置的换热管束的数量相等；多组换热管束中相邻换热管束的间隙均相等；换热管束与其外侧的主凝结管束之间设置有蒸汽通道。与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0024]I)在不影响大型发电机组的安全运行和对原有凝汽器设备不进行大改动的前提下，通过合理增加换热面积来提高凝汽器的真空度，所增设的换热管束不会损坏原有凝汽器的结构和强度，其改造成本较低，并且保证了发电机组的运行稳定性，特别适合于冷却面积偏小的大型发电机组凝汽器的节能改造；
[0025]2)优化了流场，对所增加的换热管束的布置进行优化设计:在主蒸汽通道的中部增设多组排列成矩阵的换热管束，每一横向布置的换热管束的数量与纵向布置的换热管束的数量相等，采用这种布局，由蒸汽流通方向看(即沿换热管束的轴向方向)，换热管束呈正方形排列，当蒸汽由蒸汽入口进入凝汽器时，在主蒸汽通道方向上没有阻隔扰流，沿蒸汽流动方向的汽阻很小，不凝结气体不分离，从而提高换热管束的传热效果；
[0026]3)在换热管束与壳体两侧的主凝结管束之间均留有一定间隙作为蒸汽通道，这有利于汽气混合物向两侧的主凝结管束区域流动，改善汽气混合物流动的均匀性，使热负荷分布更均匀；
[0027]4)每组换热管束均为独立的结构，可预先将换热管束组装好后再装入凝汽器，具有安装快速、方便的优点；
[0028]5)本实用新型通过增设5%?10%的换热面积，即能够使凝汽器的真空度提高0.5?0.8 kPa，从而显著降低能耗，达到节能的目的，并且大大缩短了改造投资回收期。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]利用附图对本实用新型做进一步说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。
[0030]图1为本实用新型的一种改良的大型发电机组凝汽器的内部结构示意图。
[0031]图2为本实用新型的一种改良的大型发电机组凝汽器的换热管束的布置结构示意图。
[0032]图3为本实用新型的一种改良的大型发电机组凝汽器的换热管束的结构示意图。
[0033]图1至图3中包括有:
[0034]壳体1、蒸汽入口 11 ；
[0035]主凝结管束2 ；
[0036]换热管束3 ；
[0037]前水室31、排气口 311、排水口 312 ;
[0038]后水室32、前管板33、后管板34、换热管35、折流杆36 ；
[0039]滑轨4、支架41。
【具体实施方式】
[0040]结合以下实施例及附图对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0041]实施例1
[0042]—种改良的大型发电机组凝汽器,如图1、图2和图3所不,包括壳体I和设置于壳体I内部的两组主凝结管束2，壳体I的一端设置有蒸汽入口 11，两组主凝结管束2沿蒸汽流通方向分别设置于壳体I内部的两侧，其中间形成主蒸汽通道，主蒸汽通道的中部设置有多组换热管束3，多组换热管束3呈矩阵排列，且每一横向布置的换热管束3的数量与纵向布置的换热管束3的数量相等；
[0043]多组换热管束3中相邻换热管束3的间隙均相等；并且换热管束3与其外侧的主凝结管束2之间设置有蒸汽通道。
[0044]本实施例中，在不影响大型发电机组的安全运行和对原有凝汽器设备不进行大改动的前提下，通过合理增加换热面积的方式来提高凝汽器的真空度，所增设的换热管束3的换热面积设置为主凝结管束2的换热面积的5%?10%，以使增设的换热管束3不会损坏原有凝汽器的结构和强度，其改造成本较低，并且保证了发电机组的运行稳定性。这种方式特别适合于冷却面积偏小的大型发电机组凝汽器的节能改造。
[0045]本实施例中，为了达到更好的传热效果，对增加的换热管束3的布置进行优化设计:
[0046]换热管束3设置为四组，沿换热管束3的轴向方向，这四组换热管束3呈正方形排列。采用这种布局，由蒸汽流通方向看(即沿换热管束3的轴向方向)，换热管束3呈正方形排列，当蒸汽由蒸汽入口进入凝汽器时，在主蒸汽通道方向上没有阻隔扰流，沿蒸汽流动方向的汽阻很小，不凝结气体不分离，从而提高换热管束3的传热效果；而且，在换热管束3与壳体I两侧的主凝结管束2之间均留有一定间隙作为蒸汽通道，这有利于汽气混合物向两侧的主凝结管束2区域流动，能够改善汽气混合物流动的均匀性，使热负荷分布更均匀。
[0047]实际改造中，根据已运行的发电机组凝汽器的功率、原有的换热面积以及改造成本的具体情况，也可以将换热管束设置为六组甚至更多组，只要增设的换热管束采用本实用新型的布局方式，则均落入本实用新型的保护范围。
[0048]本实施例中，换热管束3包括前水室31、后水室32、前管板33、后管板34以及安装于前管板33和后管板33之间的若干换热管35，换热管35之间通过折流杆36支撑连接。采用折流杆技术，有利于改善汽气混合物流动的均匀性。
[0049]具体的，前水室31与入水口连通，后水室32与出水口连通，前水室31和后水室32均设置有排气口 311和排水口 312。
[0050]具体的，换热管束3的上方和下方均设置有滑轨4，滑轨4通过支架41固定于前管板33和后管板34。采用滑轨4形成抽屉结构，安装时，可预先将所有的换热管束3组装好，然后通过滑轨4可更加方便、快速地装入凝汽器中。
[0051]具体的，每组换热管束3均采用独立结构，换热管束3的入水口分别连接有冷却介质管，根据输入的冷却介质的不同，冷却介质管可以为海水管、淡水管或者空汽管(含有水蒸汽)中的任意一种，冷却介质由入水口输入至前水室31。每组换热管束3采用独立结构，便于单独进行维修和拆装。
[0052]本实施例中个,换热管35为钛管或者不锈钢管,有利于对换热管35进行清洗。所增加的换热管35的材质主要根据改造前的换热管的材质来确认，以保证改造前后所用的换热管的材质相同。
[0053]前水室31和后水室32均采用钛钢复合板或者不锈钢管复合板制成，以保证其防腐蚀性能，同样前水室31和后水室32采用何种材质也应当与改造前的材质相一致。
[0054]实施例2
[0055]以600MW大型发电机组凝汽器为例进行改造，该凝汽器改造后的结构与实施例1的相同，其改造成本及节能效益分析如下:
[0056]一、改造前的凝汽器
[0057]1、主要技术数据
[0058]1.1 凝汽器型号N-36000-4
[0059]1.2型式双背压、双壳体、单流程、表面式、横向布置
[0060]1.3冷却面积
[0061]总冷却面积36000m2
[0062]凝汽器A冷却面积18000m2
[0063]凝汽器B冷却面积18000m2
[0064]1.4冷却介质海水
[0065]1.5设计冷却水进口温度21.9°C
[0066]1.6设计冷却水量20.85m3/s
[0067]1.7冷却水管内设计流速2.24m/s
[0068]1.8凝汽器水阻≤90KPa
[0069]1.9凝汽器设计压力(真空)[0070]平均背压4.9kpa
[0071]1.10 水侧设计压力0.45MPa(a)
[0072]1.11汽侧设计压力全真空至0.098MPa(g)
[0073]2、凝汽器运行数据及分析(如表1至表4所示)
[0074]表1.2007年凝汽器运行参数统计
[0075]
【权利要求】
1.一种改良的大型发电机组凝汽器，包括壳体和设置于壳体内部的两组主凝结管束，所述壳体的一端设置有蒸汽入口，其特征在于:所述两组主凝结管束沿蒸汽流通方向分别设置于所述壳体内部的两侧，其中间形成主蒸汽通道，所述主蒸汽通道的中部设置有多组换热管束， 所述多组换热管束呈矩阵排列，且每一横向布置的换热管束的数量与纵向布置的换热管束的数量相等； 所述多组换热管束中相邻换热管束的间隙均相等； 所述换热管束与其外侧的所述主凝结管束之间设置有蒸汽通道。
2.根据权利要求1所述的一种改良的大型发电机组凝汽器，其特征在于:所述换热管束的换热面积设置为所述主凝结管束的换热面积的5%?10%。
3.根据权利要求1所述的一种改良的大型发电机组凝汽器，其特征在于:所述换热管束设置为四组，沿换热管束的轴向方向，所述四组换热管束呈正方形排列。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的一种改良的大型发电机组凝汽器，其特征在于:所述换热管束包括前水室、后水室、前管板、后管板以及安装于所述前管板和后管板之间的若干换热管，所述换热管之间通过折流杆支撑连接； 所述前水室与入水口连通，所述后水室与出水口连通，所述前水室和所述后水室均设置有排气口和排水口。
5.根据权利要求4所述的一种改良的大型发电机组凝汽器，其特征在于:所述换热管束的上方和下方均设置有滑轨，所述滑轨通过支架固定于所述前管板和所述后管板。
6.根据权利要求4所述的一种改良的大型发电机组凝汽器，其特征在于:每组所述换热管束的入水口分别连接有冷却介质管。
7.根据权利要求6所述的一种改良的大型发电机组凝汽器，其特征在于:所述冷却介质管为海水管或者淡水管。
8.根据权利要求4所述的一种改良的大型发电机组凝汽器，其特征在于:所述换热管为钛管或者不锈钢管。
9.根据权利要求4所述的一种改良的大型发电机组凝汽器，其特征在于:所述前水室和所述后水室均采用钛钢复合板或者不锈钢复合板制成。
【文档编号】F28B1/02GK203550642SQ201320309734
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年5月31日 优先权日:2013年5月31日
【发明者】叶加贵, 黄素逸, 李 权, 关欣, 吕圣杰, 唐悦中, 李灼南, 尤天运 申请人:茂名市茂港电力设备厂有限公司