一种具有旁排功能的冷凝器喉部结构的制作方法

1.本发明涉及一种用于船用汽轮机的冷凝器，尤其是一种冷凝器的喉部结构。


背景技术：

2.船用环境中汽轮机输出工况变化较为频繁，各工况之间蒸汽量耗量具有较大的差值，但是系统需要汽轮机消耗的蒸汽总量在汽轮机变工况时变化较小。因此需要设置旁排系统在汽轮机低功率运行及停机的状态下吸收多余的工作蒸汽。因此旁排系统是船用汽轮机系统中不可缺少的结构。
3.旁排结构由为多个部分组成。一般由减压结构、减温结构以及冷凝器喉部的连接结构组成。
4.目前，冷凝器喉部的旁排结构多采用插管式结构。其结构如图1所示。
5.插管式结构直接将旁排管插入冷凝器喉部，随后用焊接的方法将旁排插管与喉部壳体焊接在一起。该结构运行时旁排蒸汽通过插管结构排入冷凝器喉部，随后进入冷凝器内部，与冷却水进行换热。
6.该结构中插管安装于冷凝器喉部的中间位置，在汽轮机正常运行时，乏汽必须绕过旁排插管后，才能够进入冷凝器内部与冷却水进行换热。这将造成一定的压力损失。且该结构在汽轮机运行时同步使用旁排结构具有一定的风险。旁排机构产生的压力较高的蒸汽在喉部的堆积，也易使得冷凝器喉部的蒸汽压力上升，进而导致汽轮机背压的上升并最终导致汽轮机整体输出功率的下降。
7.插管结构与冷凝器喉部壳体之间采用焊接的方式进行连接也存在一定的风险。旁排管在使用过程中由于高速汽流的通过易造成管道振动等现象。长期使用后易造成插管结构与喉部壳体之间的焊接位置松动，产生缝隙，外界空气涌入冷凝器内部。最终导致冷凝器内部真空被破坏，汽轮机输出功率下降。


技术实现要素：

8.为了实现冷凝器喉部旁排结构流动状态的改善，本发明提出一种具有旁排功能的冷凝器喉部结构。
9.为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种具有旁排功能的冷凝器喉部结构，包括冷凝器喉部壳体，所述凝器喉部壳体一端设有乏汽排放口，上侧设有旁路排放口，所述乏汽排放口与旁路排放口之间安装有一块导流孔板。
10.进一步，所述导流孔板与冷凝器喉部壳体的下板平行。
11.进一步，所述导流孔板与冷凝器喉部壳体的上板之间安装有多块支撑板。
12.进一步，所述支撑板与导流孔板及冷凝器喉部壳体的上板采用焊接的方式相连接。
13.进一步，所述导流孔板与冷凝器喉部壳体的连接位置采用焊接的方式进行固定。
14.进一步，所述冷乏汽排放口采用螺栓连接的方式与汽轮机排缸相连，用于沿轴向
接收汽轮机排入的乏汽。
15.进一步，所述旁路排放口采用螺栓连接的方式与减压装置相连，用于在冷凝器喉部壳体上侧沿垂向接收旁排装置排入的旁排蒸汽。
16.本发明的有益效果是：
17.本发明的冷凝器喉部结构简单，与传统结构相比，不占用额外的空间。将减压装置与壳体的固定有焊接修改为螺栓联结，减少了冷凝器发生泄漏导致真空破坏的可能性。且采用导流孔板将大部分旁排汽流与乏汽汽流隔开后，乏汽与旁排汽体之间不再相互影响。采用孔板设计使得导流孔板受到的旁排汽流冲击力减小，有利于增加导流孔板结构强度与运行时的稳定性。
附图说明
18.图1为现有插管式结构图；
19.图2为本发明的冷凝器喉部结构主视图；
20.图3为图2的左剖视图；
21.图4为主汽门阀杆应用实例示意图；
22.其中：(a)汽轮机满负荷运行，(b)汽轮机停机状态下进行旁排，(c)汽轮机小负荷运行时同时进行旁排。
具体实施方式
23.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
24.本发明的一种新的冷凝器喉部结构。该结构由导流孔板1、支撑板2、冷凝器喉部壳体3组成。各部分组装位置详见图2，3所示。
25.其中冷凝器喉部壳体3一端设有乏汽排放口a，上侧设有旁路排放口b。乏汽排放口沿轴向接收汽轮机排入的乏汽，采用螺栓连接的方式与汽轮机排缸相连。旁路排放口在喉部上侧沿垂向接收旁排结构排入的旁排蒸汽，采用螺栓连接的方式与减压装置相连。乏汽排放口与旁路排放口之间安装有一块导流孔板1。该导流孔板1与冷凝器喉部壳体3的下板平行；导流孔板1与与冷凝器喉部壳体3的上板之间安装有多块支撑板2，且支撑板2与导流孔板1及冷凝器喉部壳体3的上板采用焊接的方式相连接，导流孔板1与冷凝器喉部壳体3的连接位置也采用焊接的方式进行固定。
26.在进行安装时首先完成冷凝器喉部壳体3上板的与支撑板2的之间的焊接，然后进行支撑板2与导流孔板1之间的焊接。随后进行焊接组件的焊接应力消除与焊后机加工。其后将冷凝器喉部壳体3上板与冷凝器其余板材进行焊接。冷凝器喉部与冷凝器之间的安装步骤与普通冷凝器一致
27.图4中展示了冷凝器喉部在各个工况下的运行情况。
28.图4中的(a)中展示了汽轮机满负荷运行时，旁排管路关闭时候的喉部流动情况。乏汽进入冷凝器后一部分蒸汽通过导流孔板上的孔进入导流孔板上侧，使得蒸汽充满整个冷凝器喉部腔室，喉部腔室后侧的冷凝管束区能够均匀的接触乏汽。
29.图4中的(b)中展示了汽轮机停机状态下，进行旁排时的喉部流动情况。旁排蒸汽进入喉部后，部分旁排蒸汽通过导流孔板上的孔流入喉部下侧，而大部分旁排蒸汽沿导流
孔板流入冷凝管束区。
30.图4中的(c)中展示了汽轮机在低功率状态下，同时进行小流量旁排时的喉部流动情况。旁排蒸汽有一部分通过导流孔板上的孔进入喉部下部。由于蒸汽量较小，不会对乏汽的排放造成影响。汽轮机的背压及输出功率因此能够得到保证。


技术特征：
1.一种具有旁排功能的冷凝器喉部结构，包括冷凝器喉部壳体，其特征在于：所述凝器喉部壳体一端设有乏汽排放口，上侧设有旁路排放口，所述乏汽排放口与旁路排放口之间安装有一块导流孔板。2.根据权利要求1所述的具有旁排功能的冷凝器喉部结构，其特征在于：所述导流孔板与冷凝器喉部壳体的下板平行。3.根据权利要求1所述的具有旁排功能的冷凝器喉部结构，其特征在于：所述导流孔板与冷凝器喉部壳体的上板之间安装有多块支撑板。4.根据权利要求3所述的具有旁排功能的冷凝器喉部结构，其特征在于：所述支撑板与导流孔板及冷凝器喉部壳体的上板采用焊接的方式相连接。5.根据权利要求1所述的具有旁排功能的冷凝器喉部结构，其特征在于：所述导流孔板与冷凝器喉部壳体的连接位置采用焊接的方式进行固定。6.根据权利要求1所述的具有旁排功能的冷凝器喉部结构，其特征在于：所述冷乏汽排放口采用螺栓连接的方式与汽轮机排缸相连，用于沿轴向接收汽轮机排入的乏汽。7.根据权利要求1所述的具有旁排功能的冷凝器喉部结构，其特征在于：所述旁路排放口采用螺栓连接的方式与减压装置相连，用于在冷凝器喉部壳体上侧沿垂向接收旁排装置排入的旁排蒸汽。

技术总结
本发明涉及一种具有旁排功能的冷凝器喉部结构，包括冷凝器喉部壳体，所述凝器喉部壳体一端设有乏汽排放口，上侧设有旁路排放口，所述乏汽排放口与旁路排放口之间安装有一块导流孔板。所述导流孔板与冷凝器喉部壳体的下板平行。本发明的冷凝器喉部结构简单，与传统结构相比，不占用额外的空间。将减压装置与壳体的固定有焊接修改为螺栓联结，减少了冷凝器发生泄漏导致真空破坏的可能性，且采用导流孔板将大部分旁排汽流与乏汽汽流隔开后，乏汽与旁排汽体之间不再相互影响。采用孔板设计使得导流孔板受到的旁排汽流冲击力减小，有利于增加导流孔板结构强度与运行时的稳定性。加导流孔板结构强度与运行时的稳定性。加导流孔板结构强度与运行时的稳定性。


技术研发人员：张旭阳 周振东 王晓奇 李典来
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团公司第七0四研究所
技术研发日：2021.08.26
技术公布日：2021/12/10