一种废热回收型双流程电站凝汽器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种废热回收型双流程电站凝汽器，它涉及一种凝汽器。凝汽器由壳体、管束区及其支撑隔板、低热区前水室和后水室、高热区前水室和后水室、热井等组成。凝汽器的冷却管束区包括高热区和低热区，低热区前水室包括进口水室和出口水室，低热区后水室是折回水室；高热区前水室包括进口水室和出口水室，高热区后水室是折回水室。在前水室和后水室之间安装有大量冷却管及其支撑隔板。高温冷却水与低温冷却水的前水室和后水室分别独立设置。高热区进出口水室与热泵循环水进出口管相连，低热区进出口水室与低温冷却水进出口管相连。本实用新型使其能够从凝汽器的高热负荷区直接引出较高温度的冷却水，送到吸收式热泵装置的蒸发器放出热量后，回水返回凝汽器的高热负荷区吸热升温，如此往复循环。
【专利说明】一种废热回收型双流程电站凝汽器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及的是一种凝汽器，具体涉及一种废热回收型双流程电站凝汽器。【背景技术】
[0002]在现代蒸汽动力电站中，燃料燃烧释放出的发热量有50%以上的热能通过凝汽器的循环冷却水散失于环境中。为了回收利用这部分凝汽器的低温废热，目前有一种方式是通过加装吸收式热泵装置来提取凝汽器的冷却水废热，热泵进水自凝汽器的出水管道引出，热泵回水引入循环水进水管道，吸收式热泵的加热汽源来自于汽轮机抽汽。这种电站热泵装置可以用于北方冬季区域采暖、加热凝结水、海水淡化和工业生产中。这种废热利用技术的缺陷是，在冬季的低气温下，要满足热网水温度要求，必须将汽轮机降低真空运行以提高凝汽器的出水温度，否则吸收式热泵装置无法启动。
实用新型内容
[0003]针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种废热回收型双流程电站凝汽器，使其能够从凝汽器的高热负荷区直接引出较高温度的冷却水，送到热泵装置的蒸发器放出热量后，回水返回凝汽器的高热负荷区吸热升温，如此往复循环。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现:一种废热回收型双流程电站凝汽器的冷却管束区包括高热负荷区和低热负荷区，凝汽器由壳体、冷却管及其支撑隔板、前水室、低温冷却水进出口管、热泵循环水进出口管和后水室等组成。在凝汽器壳体的前后侧分别设置有低热区前水室和后水室、高热区前水室和后水室，在前水室和后水室之间安装有冷却管及其支撑隔板，所述的低热区前水室由低热区进口水室、低热区出口水室组成，高热区前水室由高热区进口水室、高热区出口水室组成，后水室是双流程凝汽器的高热区和低热区冷却水的折回水室。
[0005]本实用新型在电站凝汽器中划分出热负荷较高的若干管束区(以下简称高热区)，将剩下的管束区看作一个区域，后者的热负荷相对较低(以下简称低热区)。高温冷却水与低温冷却水的前水室和后水室分别独立设置:如果高热区与低热区的管束之间因有蒸汽通道间隔而彼此独立，则在高热区和低热区分别单独设立进出口水室；如果高热区与低热区的管束彼此相连，则在凝汽器的前后水室将处于两种区域边界上的冷却管堵管，在该位置冷却水侧设置分隔板将两种区域隔开，并分别设立进出口水室。高热区进出口水室对应凝汽器的高热负荷区，与热泵循环水进出口管相连；低热区进出口水室对应凝汽器的低热负荷区，与冷却塔或其他低温冷源水源进出口管相连。
[0006]在现代电站凝汽器的单个壳体空间，一般顺着蒸汽来流方向对称并列布置I?4个包络线相似的换热管束模块。在每个管束模块中，从其中所划分出的高热区的位置既可能是在每一流程管束的外围区域；也可能是多管束模块其中的一个管束模块；也可能是位于凝汽器喉部出口下游、主管束上游的某些区域；也可能是上述三者中的两两组合。
[0007]凝汽器在运行时，从汽轮机排汽口进入凝汽器的蒸汽沿着主凝结管束区周围的蒸汽通道流入主凝结区管束进行凝结换热，剩余的未凝结汽气混合物流入空冷区作最后凝结后从抽气口抽除，从而建立和保持汽轮机的真空。凝汽器壳侧蒸汽在高热区和低热区凝结放热时，分别将热量传递给管侧的热泵水和低温冷却水。从凝汽器的低热区引出的低温冷却水，通往冷却塔或其它开式冷却水源冷却降温，然后返回低热区吸热升温，如此往复循环；从凝汽器高热区引出的高温循环水，送到吸收式热泵装置的蒸发器放出热量后，回水返回凝汽器的高热区吸热升温，如此往复循环。
[0008]本实用的有益效果是:通过将来自吸收式热泵装置的回水引入凝汽器的高热区吸热升温后，从凝汽器的高热区引出，从而可以从凝汽器中回收较高温度的那一部分冷却水废热，作为热泵装置的热源。因此，在冬季的低气温下，在汽轮机不降低运行真空的情况下也能启动热泵装置，满足热网水温要求，并且还能降低冷却塔的热负荷和循环水泵的电耗，从而提高汽轮发电机组的经济性。该装置简单易行，可以在已投运的凝汽器实施，也可在新建机组上实施。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]下面结合附图和【具体实施方式】来详细说明本实用新型；
[0010]图1为本实用新型的结构示意图；
[0011]图2为本实用新型的前水室结构示意图；
[0012]图3为本实用新型的后水室结构示意图；
[0013]图4为本实用新型的管束模块示意图；
[0014]图5为本实用新型的【具体实施方式】二的结构示意图；
[0015]图6为【具体实施方式】二的前水室结构示意图；
[0016]图7为【具体实施方式】二的后水室结构示意图；
[0017]图8为【具体实施方式】二的管束模块示意图。
【具体实施方式】
[0018]为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本实用新型。
[0019]【具体实施方式】一:参照图1-图4,本具体实施米用以下技术方案:一种一种废热回收型双流程电站凝汽器，包括凝汽器壳体1、冷却管4及其支撑隔板3、前水室6、后水室16、低温冷却水进口管8、低温冷却水出口管10、热泵循环水进口管7、热泵循环水出口管9、低热区和高热区水室隔板15。前水室6和后水室16设置在凝汽器壳体I的前后侧,在前水室6和后水室16之间设置有冷却管4及其支撑隔板3，所述前水室6包括低热区进口水室11、低热区出口水室12、高热区进口水室13、高热区出口水室14，后水室16包括低热区折回水室18和高热区折回水室17。高热区出口水室14与热泵循环水出口管9相连，高热区进口水室13与热泵循环水进口管7相连，低热区出口水室12与低温冷却水出口管10相连，低热区进口水室11与低温冷却水进口管8相连，在前水室6和后水室16分别设置水室隔板15将低热区的低温冷却水与高热区的高温冷却水隔离开来。
[0020]本【具体实施方式】中的双流程凝汽器，在凝汽器壳体的前、后两端设有前水室和后水室，前水室是冷却水进出口水室，它通过螺栓与前端管板连接，后水室是冷却水折回水室，它与后端管板焊接连接，前、后端管板与凝汽器壳体连为一体。将第一流程中整个管束划分出两个热负荷较高的高热区23和一个低热区24，将第二流程管束也分成两个高热区25和一个低热区26，分别在第一、第二流程的前后水室采用分隔板将两种区域23和24、25和26隔开，两种管束区都有自己对应的进出口水室。两种区域的第一流程出口冷却水经各自的折回水室分别进入各自的第二流程的管束区，即将分处于两个流程中的两种区域23和25、24和26的水路分别连接，处于两个流程中高热区的冷却管总根数基本相同，处于两个流程中低热区的冷却管总根数也基本相同。凝汽器前水室并联布置若干循环水进口管和若干循环水出口管，分别与若干高热区23的进口水室和高热区25的出口水室相通，热泵装置的进、出水管道分别与该出口管、进口管相连；同时还在前水室布置一根循环水进口管和一根循环水出口管，分别与低热区24的进口水室和低热区26的出口水室相通，低温冷却水的进、出水管道分别与该出口管、进口管相连，低温冷却水通往循环供水的冷却塔或直流供水的水源相连。
[0021]本【具体实施方式】从高热区出口水室引出的水温较高，将其引出到热泵装置的蒸发器，作为热泵的低位热源，该部分冷却水被热泵加热后，可以对外供热，使凝汽器循环冷却水的一部分废热得到利用。因此，在冬季的低气温下，在汽轮机不降低运行真空的情况下也能启动热泵装置，满足热网水温要求；从低热区引出的冷却水出口的出水温度较低，将其引出到冷却塔散热降低温度后再进入电厂循环水泵，从而节省了降低了冷却塔的热负荷和循环水泵的耗功；这两方面因素都能提高汽轮发电机组的经济性。
[0022]【具体实施方式】二:参照图5-图8，本【具体实施方式】采用以下技术方案:它包括高热区前水室21、低热区前水室6、高热区后水室22、低热区后水室16、热泵循环水进口管7、热泵循环水出口管9，低温冷却水进口管8、出口管10。凝汽器高热区和低热区的前后水室安装有冷却管4及其支撑隔板3。高热区前水室21包括高热区进口水室211和高热区出口水室212，高热区进口水室211与热泵循环水进口管7相连，高热区出口水室212与热泵循环水出口管9相连；低热区前水室6包括低热区进口水室11和低热区出口水室12，低热区进口水室11与低温冷却水进口管8相连，低热区出口水室12与低温冷却水出口管10相连；高热区后水室22是高热区冷却水水平转弯折回水室、低热区后水室16是其垂直转弯折回水室。在凝汽器的前水室和后水室分别设置水室隔板15将低热区的低温冷却水与高热区的高温冷却水隔离开来。
[0023]本【具体实施方式】中的双流程凝汽器，在凝汽器壳体的前、后两端设有前水室和后水室，前水室是冷却水进出口水室,它通过螺栓与前端管板连接，后水室是冷却水折回水室，它与后端管板焊接连接，前、后端管板与凝汽器壳体连为一体。将凝汽器下壳体汽侧最上游的独立管束划分为高热区28，其余的管束作为一个低热区27，两种管束区都有自己对应的进出口水室。凝汽器前水室并联布置一根循环水进口管和一根循环水出口管，分别与高热区28的进口水室和出口水室相通，热泵装置的进、出水管道分别与该出口管、进口管相连；同时还在前水室布置若干循环水进口管和若干循环水出口管，循环水进出口水管根数与管束模块的个数相同，分别与每个管束模块的低热区27的进口水室和出口水室相通，低温冷却水的进、出水管道分别与该出口管、进口管相连，低温冷却水通往循环供水的冷却塔或直流供水的水源相连。
[0024]具体实施方案还可以是【具体实施方式】一和【具体实施方式】二的组合。即在附图8中，除了已经划分出的高热区28之外，将原低热区27划分成类似附图4中所示的高热区23和低热区24。
[0025]电站凝汽器在运行时，从汽轮机排汽口进入凝汽器的蒸汽沿着主管束区周围的蒸汽通道流入主凝结区管束进行凝结换热，剩余的未凝结汽气混合物流入空冷区作最后凝结后从抽气口抽除，从而建立和保持汽轮机的真空。凝汽器壳侧蒸汽在主凝结区的高热区和低热区凝结放热时，将热量传递给管侧的热泵回水和主冷却水。来自热泵装置蒸发器的回水通过进口管进入凝汽器的前水室，在图4所示双流程凝汽器的高热区23、25或图8所示的高热区28吸热温度升高后，从其水室出口管引出到热泵装置的蒸发器；同时，来自冷却塔或开式水源的回水通过进口管进入凝汽器的前水室，在图4所示双流程凝汽器的管束区24,26或图8所示的低热区27吸热温度升高后，从其水室的出口管引出到冷却塔或开式冷却水源。
[0026]在附图4和8中所示的双流程凝汽器换热管束的型式、数量和所划分出的高热区的形状和大小只是示意性的，换热管束可以采用是任何管束型式，比如传统卵形、B-D、掌形、AT、塔形等管束；冷却水流程既可以是双流程，也可以是单流程；既可以是蒸汽下排式凝汽器，也可以是侧、轴向排汽式凝汽器，在前者中壳侧蒸汽的上游在上侧方向，而在后者中壳侧蒸汽的上游在左侧或右侧方向。在本实用中重要的是，凝汽器壳体空间的换热管束被划分为高热负荷管束区(高热区)和热负荷较低的其它管束区(低热区)，两部分管束区都有独立的进出口水室，从这两种独立水室引出的冷却水出口温度有高低之别，从而可以将不同温度的冷却水引出到不同的地方，将高温冷却水的废热予以回收利用。
[0027]以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种废热回收型双流程电站凝汽器，其特征在于，它包括壳体(I)、冷却管(4)及其支撑隔板(3)、前水室(6)和后水室(16)以及凝结水热井(5)，前水室(6)包括低热区进口水室(11)、低热区出口水室(12)、高热区进口水室(13)和高热区出口水室(14)，低热区出口水室(12)与低温冷却水出口管(10)相连，低热区进口水室(11)与低温冷却水进口管(8)相连，高热区进口水室(13)与热泵循环水进口管(7)相连，高热区出口水室(14)与热泵循环水出口管(9)相连，后水室(16)是折回水室，包括低热区折回水室(18)和高热区折回水室(17)，在前水室(6)和后水室(16)之间设置有冷却管(4)及其支撑隔板(3)。
2.根据权利要求1所述的电站凝汽器，其特征在于，所述冷却管，其分为高热负荷区和低热负荷区，高热负荷区的进水为来自热泵的高温循环水，高热负荷区的出水流往热泵的蒸发器，低热负荷区的进水为来自冷却塔或其他开式冷却水源的低温冷却水，低热负荷区的出水流往冷却塔或其他开式冷却水源，高温冷却水与低温冷却水在前水室(6)和后水室(16)中的流道分别独立设置。
【文档编号】F28B1/02GK203704692SQ201320591503
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年9月24日 优先权日:2013年9月24日
【发明者】汪国山, 毛新青 申请人:上海埃易能源科技有限公司