凝结水管道及改善凝结水管道振动的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及空冷电厂的管道技术领域，特别涉及一种凝结水管道及改善凝结水管道振动的方法。
【背景技术】
[0002]空冷电厂运行过程中，汽轮机排汽会经空冷凝汽器冷却为凝结水，并由凝结水管道系统自流至排汽装置。
[0003]目前，空冷管束下联箱凝结水出口与排汽装置空冷凝结水入口标高差一般在35m以上。由于场地空间限制，凝结水管道布置过程中存在一段20?50m左右的竖直管。据多项目现场反映，凝结水管道系统沿空冷柱下降的竖直管在运行过程中出现较大振动，且伴随较大噪音。
[0004]空冷系统凝结水管道振动会导致凝结水系统的故障，对机组的安全运行构成严重威胁，并大大增加维护费用和检修人员的工作量。
[0005]有鉴于此，如何改善凝结水管道系统的振动，保证管道的运行安全，减少管道振动产生的巨额损失，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0006]为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种凝结水管道及改善凝结水管道振动的方法，该凝结水管道以及方法能够有效改善管道振动，保证运行安全，减少损失。
[0007]本发明提供的改善凝结水管道振动的方法，包括下述步骤:
[0008]模拟凝结水管道；
[0009]同时监测凝结水管道连续的竖直管段最低点处压力随运行时间变化以及竖直管段的液相分布；
[0010]获取最低点压力最大值所对应的时间，并获取该时间所对应的竖直管段不同高度处的径向截面液相分布；
[0011]根据径向截面液相分布，得到竖直管段的空化区域；
[0012]根据空化区域的高度，获得不大于空化区域高度的最大连续竖直高度；
[0013]根据最大连续竖直高度，将竖直管段分段设置弯管，和/或，在空化区域前端对应的竖直管段内设置节流孔板。
[0014]可选地，监测液相分布时，也同时监测竖直管段内介质沿高度方向的速度分布、密度分布，并根据与最低点压力最大值时间对应的径向截面液相分布、速度分布、密度分布，获得空化区域。
[0015]可选地，所述弯管按照下述方式形成:
[0016]设置弯管位置的竖直管段，先向一侧折弯，然后反向折弯至竖直状态，向下延伸预定长度，再向另一侧折弯，然后反向折弯至竖直状态以便与下游的竖直段相衔接，并使所述弯管上游的竖直段和下游的竖直段沿同一直线延伸。
[0017]可选地，所述弯管的折弯处，折弯部和相接的反向折弯部与水平方向夹角均为45度。
[0018]可选地，在空化区域前端对应的竖直管段内，沿高度方向布置至少两个所述节流孔板。
[0019]可选地，所述节流孔板为多边形板，安装时，使相邻所述多边形板的尖角在周向上相互错离。
[0020]可选地，设置曲面型的节流孔板，以使介质沿曲面平缓地向下流动。
[0021]本发明还提供一种凝结水管道，包括竖直管段，所述竖直管段分段设置有弯管，且各分段的高度不大于所述竖直管段空化区域的高度，和/或，在竖直管段空化区域前端对应的竖直管段内设有节流孔板。
[0022]可选地，所述弯管相对其上游的竖直段，先向一侧折弯，然后反向折弯至竖直状态，向下延伸预定长度，再向另一侧折弯，然后反向折弯至竖直状态以便与下游的竖直段相衔接；且，所述弯管上游的竖直段和下游的竖直段沿同一直线延伸。
[0023]可选地，在空化区域前端对应的竖直管段内，沿高度方向布置至少两个所述节流孔板，且所述节流孔板为多边形板，或，所述节流孔板为球面板或椭球面板。
[0024]综上，本发明提供的改善凝结水管道振动的方法，找出了凝结水管道竖直管段振动的主因为空化效应，并给出了改善的方案，根据空化区域高度将竖直管段分段设置弯管，和/或在空化区域前端位置设置节流孔板，从而增加介质流动的阻力，降低自流过程中介质流速，抑制介质的静压向动压转换以破坏空化效应的形成，从而有效地降低了管道的振动。本发明所提供的凝结水管道相应地设置节流孔板和分段设置弯管，有益效果相同，不再重复论述。
【附图说明】
[0025]图1为本发明改善凝结水管道振动方法一种具体实施例的流程图；
[0026]图2为图1中方法所涉及的一具体凝结水管道的模拟结构示意图；
[0027]图3为图2中竖直管道内最低点处压力时程图；
[0028]图4为图2中凝结水管道竖直管段中心截面液相体积分数云图；
[0029]图5-1?5-6为图2中竖直管段在28m、26m 1、24m、22m、20m、8m以及处管道径向截面的液相分布云图；
[0030]图6为水流液相密度沿竖直管段的分布图；
[0031]图7为水流竖直方向速度沿竖直管段的分布图；
[0032]图8为图2中凝结水管道分段设置弯管后的结构示意图；
[0033]图9为图8中A部位的局部放大示意图；
[0034]图10为图8中竖直管段内设置的节流孔板第一具体实施例的结构示意图；
[0035]图11为图8中安装图10所示节流孔板时的俯视图；
[0036]图12为图8中竖直管段内设置的节流孔板第二种具体实施例的结构示意图；
[0037]图13为图12的B-B向剖视图；
[0038]图14为图8中竖直管段内设置的节流孔板第三种具体实施例的结构示意图；
[0039]图15为图8设有节流孔板、弯管的凝结水管道与图2中凝结水管道的振动加速度随时间变化的曲线对比图。
[0040]图2、8-14 中:
[0041]10凝结水管道、11竖直管段、111弯管、11 la第一折弯部、11 lb第二折弯部、111c竖直部、llld第三折弯部、llle第四折弯部、112上游段、113下游段、12水平管段、13节流孔板、131通孔、132弯折部、14固定板
【具体实施方式】
[0042]目前，通常认为引起管道振动的原因主要是:
[0043]a、与管道相连设备的机械振动传导给管道的振动；
[0044]b、栗的启停或阀门动作等引发的压力脉动诱发管道振动；
[0045]c、环境因素引发管道振动(如风、地震等)。
[0046]对于以上原因进行分析并辅以改善措施后，依然未解决竖直管段较大振动和噪音的问题。
[0047]本发明通过试验研究找出凝结水管道竖直管段的振动主因，并给出解决方案。为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。需要说明的是，下面结合凝结水管道和改善凝结水管道振动方法进行论述，有益效果不再重复论述。
[0048]请参考图1，图1为本发明改善凝结水管道振动方法一种具体实施例的流程图；图2为图1中方法所涉及的一具体凝结水管道的模拟结构示意图。
[0049]该方法包括下述步骤:
[0050]S10、模拟凝结水管道10 ；
[0051]根据实际中需要改善的凝结水管道10或是将要设计的凝结水管道10，利用软件进行模拟，为了便于后续的分析，可以对凝结水管道10模型进行简化。比如，可将凝结水管道10的支吊架处施加相应的约束，以省去支吊架结构，如图2所示，凝结水管道10主要包括水平管段12和连续的竖直管段11。需要说明的是，凝结水管道10主要用于流动水流，在具有其他介质流动需求时，也可以使用发明方案，原理一致，不再赘述，下述实施例的数据以水流进行分析。
[0052]S20、同时监测管道竖直管段11最低点处压力变化以及竖直管段11的液相分布、速度分布、密度分布；
[0053]通过模拟发现竖直管段11最低点处的压力存在较大波动，实际监测过程中，凝结水管道1