一种凝汽器自循环喷淋尖峰冷却系统的制作方法

本发明属于汽轮机技术领域，具体而言，本发明涉及一种凝汽器自循环喷淋尖峰冷却系统。

背景技术：

凝汽器是一种用于将汽轮机排汽冷凝成水的换热器，其除了可以将汽轮机的排汽冷凝成水后供锅炉重新使用外，还能在汽轮机排汽处建立真空和维持真空。凝汽器分为水冷凝汽器(或称湿冷机组)和空冷凝汽器(或称空冷机组)两种，从经济效益出发，水冷凝汽器应用较为普遍。

针对水冷凝汽器，特别是处于中国南方的水冷凝汽器，当南方夏季温度较高时，凝汽器冷却面积普遍不足，水冷凝汽器真空低，热耗率高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种凝汽器自循环喷淋尖峰冷却系统，以至少解决南方夏季温度较高时，凝汽器冷却面积普遍不足的技术问题，同时能够解决水冷凝汽器真空低和热耗率高的技术问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种凝汽器自循环喷淋尖峰冷却系统，其技术方案如下：

一种凝汽器自循环喷淋尖峰冷却系统，包括：凝汽器、自循环输出管路、冷却器、自循环输入管路和自循环喷淋装置；所述凝汽器的蒸汽进口与汽轮机的排汽出口连通，所述凝汽器内由上至下依次设置有喉部、冷凝管和热井；所述自循环输出管路的进水口与所述热井的第一凝结水出口连通，出水口与所述冷却器的热媒进口连通；所述自循环输入管路的进水口与所述冷却器的热媒出口连通，输水口与所述自循环喷淋装置的喷淋液进口连通；所述自循环喷淋装置设置于所述喉部；其中，由所述自循环喷淋装置的喷淋口喷出的凝结水在所述喉部与所述汽轮机的排汽混合，吸热蒸发，发生相变。

如上述的凝汽器自循环喷淋尖峰冷却系统，进一步优选为：自循环输出水泵，所述自循环输出水泵安装在所述自循环输出管路上。

如上述的凝汽器自循环喷淋尖峰冷却系统，进一步优选为：所述冷却器为蒸发冷却器或外置凝汽器。

如上述的凝汽器自循环喷淋尖峰冷却系统，进一步优选为：所述自循环喷淋装置的喷嘴为雾化喷嘴。

如上述的凝汽器自循环喷淋尖峰冷却系统，进一步优选为：导流优化板，安装于所述喉部且位于所述自循环喷淋装置的下方，用于将由所述自循环喷淋装置的喷淋口喷出的凝结水与所述排汽混合后的蒸汽均匀的导向所述凝汽器的冷凝管。

如上述的凝汽器自循环喷淋尖峰冷却系统，进一步优选为：所述导流优化板以竖直中心线为中心，两侧的所述导流优化板呈倾斜对称设置。

如上述的凝汽器自循环喷淋尖峰冷却系统，进一步优选为：所述导流优化板呈伞状排布。

如上述的凝汽器自循环喷淋尖峰冷却系统，进一步优选为：所述热井的第二凝结水出口与所述汽轮机的机组回热系统的给水进口连通。

分析可知，与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：

一、本发明提供的凝汽器自循环喷淋尖峰冷却系统以自循环管路将凝汽器热井内的“高温”的凝结水输送到蒸发冷却器，可以带走一部分热量，等价于增加了凝汽器冷却面积；循环水流量(等价增加的冷却面积)可以根据系统要求进行调整和控制，从而实现对机组真空的有效控制。

二、本发明设置的自循环喷淋装置和导流优化板，可以实现喷淋雾化水和排汽的混合，以及使喷淋雾化水和排汽均匀散落。

附图说明

图1为本发明优选实施例的凝汽器自循环喷淋尖峰冷却系统的结构示意图。

图2为图1的Ⅰ部放大图。

图3为图1的Ⅱ部放大图。

图中：1-凝汽器；11-热井；12-冷凝管、13-喉部；14-自循环输出管路；15-自循环输入管路；2-自循环输出水泵；3-冷却器；31-箱体；310-风窗；32-风机；34-集水箱；35-冷却器喷淋装置；36-换热管；4-凝结水泵；5-机组回热系统；6-汽轮机低压缸、7-汽轮机高中压缸；8-锅炉；9-自循环喷淋装置；10-导流优化板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

如图1、图2和图3所示，本发明优选实施例的凝汽器自循环喷淋尖峰冷却系统主要包括凝汽器1、自循环输出管路14、冷却器3、自循环输入管路15和自循环喷淋装置9。

凝汽器1用于对汽轮机的排汽进行冷却，使其冷凝变成凝结水，其包括：喉部13、冷凝管12和热井11，汽轮机的排汽由与汽轮机的排汽口连通的凝汽器1的蒸汽进口进入凝汽器1内，流经喉部13后，与喉部13下方的冷凝管12表面接触，被冷凝成凝结水，凝结水最后汇集到热井11中，冷凝管12内留有循环冷却液，可以为冷却水。喉部13为一中空空间，优选为扩口结构，喉部13的纵截面的直径(由左至右方向上的距离)在由上至下的方向上逐渐增大。

自循环输出管路14用于将凝汽器1的热井11的凝结水输送至冷却器3内，其进水口与热井11的第一凝结水出口相通，出水口与冷却器3的热媒入口相通。

冷却器3用于对进入其内的凝结水进行冷却，冷却后的凝结水经冷却器3的热媒出口排出。

自循环输入管路15用于将经冷却器3冷却后的凝结水输送至自循环喷淋装置9，其进水口与冷却器3的热媒出口连通，输水口与自循环喷淋装置9的喷淋液进口连通。

自循环喷淋装置9设置在凝汽器1的喉部，其用于将进入其内的凝结水喷淋出去，喷淋出去的凝结水(或称喷淋水)在喉部与汽轮机的排汽混合，迅速吸热蒸发，发生相变，即喷淋水吸收排汽的热量，从液态相变为汽态，同时，混合后的排汽流量增加，与冷凝管的接触面积增大，使得冷凝管的表面换热充分，从而使得凝汽器换热能力提高，提高了真空度，降低了热耗率。混合后的蒸汽流经喉部后，与冷凝管12接触，被冷凝成凝结水，最后汇集到热井11中。

总而言之，本发明提供的凝汽器自循环喷淋尖峰冷却系统通过自循环输出管路14将热井11内的“高温”的凝结水输送至冷却器3，经冷却器3冷却后被输送至喉部13，并在喉部13处与排汽混合，可以带走排汽的一部分热量，等价于增加了凝汽器冷却面积，从而提高了凝汽器的真空度、降低了热耗率。

为了利于向冷却器3输送凝结水，如图1所示，本发明还包括自循环输出水泵2，其安装在自循环输出管路14上，同时可用于控制自循环输出管路14的启闭，另外还可以控制凝结水的循环水流量，从而可以根据该系统的要求进一步进行调整和控制，从而实现对凝汽器真空的有效控制，凝结水的循环水流量的调整还可以通过在自循环输入管路15上安装自循环输入水泵来实现，本实施例对此不进行限定。

冷却器3可以为蒸发冷却器，还可以为外置凝汽器。图3示出了蒸发冷却器的结构示意图。蒸发冷却器包括：箱体31、风机32、集水箱34、冷却器喷淋装置35和换热管36。箱体31内由上至下依次设置有换热管36和集水箱34，冷却器喷淋装置35设置于风机32下方且位于箱体31上方。在集水箱34和换热管36之间的箱体31上开有进风窗310。换热管36的进口为冷却器的热媒进口，换热管36的出口为冷却器的热媒出口，且位于换热管36的进口上方。冷却器喷淋装置35将冷却液喷淋到换热管36表面，与换热管36内的凝结水发生换热，冷却液受热后一部分会变成蒸汽，其他的向下流动，最终汇集于集水箱34内，冷却后的凝结水经换热管36的出口排出。为了促进冷却液的循环利用，冷却器喷淋装置35与集水箱34连通，以使集水箱34收集的冷却液作为冷却器喷淋装置35的冷却液。风机32位于箱体31的上方，用于使箱体31外的空气自进风窗37进入箱体31内，并自下而上的流经换热管36，并由箱体31上方排出，从而可以将在换热管36外汽化的水蒸汽带走。在本发明中，需要考虑如何实现冷却后的凝结水与汽轮机的排汽充分混合，如图1和图2所示，本发明的自循环喷淋装置9的喷嘴为雾化喷嘴，其可以将冷却后的凝结水以雾状喷洒出来，从而形成喷淋雾化水。雾化喷嘴的朝向可以朝向喉部13，即雾化喷嘴向下喷淋冷却后的凝结水。

当然，本发明还包括导流优化板10，安装于喉部13且位于自循环喷淋装置9的下方，用于将喷淋水与排汽混合后的蒸汽均匀的导向冷凝管12。如图2所示，优选为，导流优化板10以喉部13的竖直中心线为中心，两侧的导流优化板10呈倾斜对称设置。进一步优选为，导流优化板10呈伞状排布。

为了循环利用凝结水，凝汽器的热井11的第二凝结水出口与汽轮机的机组回热系统5的给水进口连通，机组回热系统5对其加热后，再将其输送至锅炉8。优选地，热井11内的凝结水经凝结水泵4输送至机组回热系统5的给水进口。

如图1所示，下面将本发明的凝汽器自循环喷淋尖峰冷却系统的工作过程进行详细描述：

自循环输出水泵2将热井11的凝结水输送到蒸发冷却器内进行冷却，冷却后的凝结水再通过自循环喷淋装置9进入凝汽器1的喉部13，在喉部13以雾状和汽轮机低压缸6的排汽混合，迅速吸热蒸发，发生相变。安装在喉部13位置的导流优化板10可以使由自循环喷淋装置9喷出的喷淋雾化水和排汽混合后的蒸汽均匀的导向凝汽器1的冷凝管12进行冷凝。蒸汽冷凝后，再次进入凝汽器的热井11，热井内的凝结水一部分通过第二凝结水出口进入机组回热系统5(由凝结水泵4启闭)，再进入到锅炉8内经加热输送至汽轮机高中压缸7，汽轮机高中压缸7中的高压缸的排汽经锅炉8再热后，输送至汽轮机高中压缸7的中压缸，汽轮机高中压缸7的中压缸的排汽输送至汽轮机低压缸6；另一部分仍通过自循环输出水泵2重复上述过程。由于喷淋水从液态相变为汽态，吸热增加；同时，混合后的排汽流量增加，与凝汽器1的冷凝管12的接触面积增大，表面换热更充分，从而使整个凝汽器1的换热能力提高。自循环输出水泵2将“高温”的凝结水输送到蒸发冷却器，可以带走一部分热量，等价于增加了凝汽器1的冷却面积。循环水流量(等价增加的冷却面积)可以根据该系统要求进行调整(例如通过自循环输出水泵)和控制，从而实现对机组真空的有效控制。

分析可知，与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：

一、本发明提供的凝汽器自循环喷淋尖峰冷却系统通过自循环输出管路将热井11内的“高温”的凝结水输送至冷却器3，经冷却器3冷却后再输送至喉部13，并与排汽混合，可以带走一部分热量，等价于增加了凝汽器冷却面积，从而提高了凝汽器的真空度、降低了热耗率。另外自循环输出管路14内的凝结水的循环水流量可以根据该系统的要求进行调整和控制，从而实现对机组(即凝汽器)真空的有效控制。

二、本发明设置的自循环冷却喷淋装置9和导流优化板10，可以实现喷淋雾化水和排汽的充分混合，以及使喷淋雾化水和排汽均匀散落。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。