一种低压加热器疏水系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种低压加热器疏水系统，属于蒸汽轮机发电技术领域。


背景技术：

2.为提高汽轮发电机组的发电效率，目前在火力发电厂和核电厂的汽轮机回热系统中，末级低压加热器和次末级低压加热器较多地设置有内置式的疏水冷却段，或者采用外置式的疏水冷却器，以尽可能回收抽汽凝结水中的热量。由于结构、运行安全性及稳定性等方面的限制因素，采用外置式疏水冷却器渐成趋势，因其在提升了机组运行的安全稳定性的同时，能实现更小的疏水端差，也为提升机组经济性提供了更大的潜力。但在实际工程设计中，对于末两级低压加热器的疏水同时接入同一台外置式疏水冷却器的回热系统，尚未针对各关联加热器的疏水水位控制提出很好的解决方案，以保证系统安全、稳定且高效地连续运行。


技术实现要素：

3.本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种低压加热器疏水系统，本实用新型能够有效地保证机组在正常运行及启停过程中的连续稳定运行，提高汽轮发电机组的可靠性及发电效率。
4.本实用新型采用的技术方案如下：
5.一种低压加热器疏水系统，包括次末级低压加热器、末级低压加热器、疏水冷却器和凝汽设备；
6.所述次末级低压加热器连通向下设置的次末级疏水管，末级加热器连通向下设置的末级疏水管，次末级疏水管和末级疏水管通过第一连接管连通；
7.所述疏水冷却器的进口与末级疏水管连通，疏水冷却器的出口连通向上设置的冷却疏水管，冷却疏水管通过第二连接管连通凝汽设备；
8.所述次末级疏水管、末级疏水管和冷却疏水管中分别设置初始液位高度相同且高度差随着次末级低压加热器、末级低压加热器、凝汽设备的内部压力而改变的第一水封、第二水封和第三水封。
9.在本实用新型中，通过注水在次末级疏水管形成第一水封，在末级疏水管中形成第二水封，在冷却疏水管中形成第三水封；通过设置水封建立液柱静压力，使得疏水在进入疏水冷却器前以及在疏水冷却器内均不发生闪蒸，并形成足够的疏水压差，确保疏水流通顺畅；通过本实用新型能够有效地保证机组在正常运行及启停过程中的连续稳定运行，提高汽轮发电机组的可靠性及发电效率。
10.进一步的，所述凝汽设备的高度高于疏水冷却器的高度，冷却疏水管通过水平设置的第二连接管连通凝汽设备。
11.在上述方案中，凝汽设备的抬高设置，使得疏水经疏水冷却器换热冷却后从第二连接管水平的进入凝汽设备；避免凝汽设备的进水口的高度低于第二连接管高度的情况
下，出现冷却后的疏水中存在的气体在第二连接管中聚集，影响系统运行。
12.在上述方案中，疏水冷却器的进口与末级疏水管的连接点，与第二连接管之间的高度为h0；疏水冷却器的进口与末级疏水管的连接点，与第一水封之间的高度为h1；疏水冷却器的进口与末级疏水管的连接点，与第二水封之间的高度为h2；根据压力的平衡，可得公式：pc = p1+ ρgh1 = p
2 + ρgh2= p
b +
ꢀ∆
p + ρgh0，其中pc为疏水冷却器的进口与末级疏水管的连接点的压力，p1为次末级低压加热器的汽侧压力，p2为末级低压加热器汽侧压力，δp为疏水冷却器内的疏水阻力，pb为凝汽器的压力，ρ为水的密度，g为重力加速度；其中p1、p2、pb均为已知数，δp通过疏水冷却器的结构可算出。通过固定控制h0的高度，即可得到机组启动后h1和h2的高度，从而可以控制第二水封与末级低压加热器之间的安全距离。
13.进一步的，所述疏水冷却器的进口与末级疏水管连接点的高度，高于第一连接管的高度。
14.在上述方案中，以尽可能避免机组启动后第一水封脱空。
15.进一步的，所述次末级疏水管和末级疏水管内设置液位传感器。
16.在上述方案中，通过设置液位传感器监控次末级疏水管和末级疏水管内疏水液面的高度变化。
17.进一步的，所述第一连接管水平设置。
18.进一步的，所述末级低压加热器和末级低压加热器等高度设置，其高度高于疏水冷却器、凝汽设备的高度。
19.进一步的，所述疏水冷却器设置进水口，用于注水形成水封。
20.进一步的，所述疏水冷却器的进口通过水平设置的第三连接管连通末级疏水管，疏水冷却器的出口通过水平设置的第四连接管连通冷却疏水管。
21.进一步的，在次末级低压加热器和末级低压加热器启动前，凝汽设备抽真空。
22.进一步的，所述凝汽设备为凝汽器、疏水扩容器或排汽装置。
23.综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
24.1、设置三段水封，建立合适的液柱静压力，使得疏水在进入疏水冷却器前以及在疏水冷却器内均不发生闪蒸，同时形成足够的疏水压差，确保疏水流通顺畅；
25.2、能够有效地保证机组在正常运行及启停过程中的连续稳定运行，提高汽轮发电机组的可靠性及发电效率。
附图说明
26.图1是低压加热器疏水系统启动前的示意图；
27.图2是低压加热器疏水系统启动后的示意图。
28.图中标记：1-次末级低压加热器，2-末级低压加热器，3-疏水冷却器，4-凝汽设备，51-第一水封，52-第二水封，53-第三水封，61-第一连接管，62-第二连接管，63-第三连接管，64-第四连接管。
具体实施方式
29.下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
30.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施
例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
31.如图1所示，本实施例的一种低压加热器疏水系统，包括次末级低压加热器、末级低压加热器、疏水冷却器和凝汽设备；
32.次末级低压加热器连通向下设置的次末级疏水管，末级加热器连通向下设置的末级疏水管，次末级疏水管和末级疏水管通过第一连接管连通；
33.疏水冷却器的进口与末级疏水管连通，疏水冷却器的出口连通向上设置的冷却疏水管；
34.凝汽设备的高度高于疏水冷却器的高度，冷却疏水管通过水平设置的第二连接管连通凝汽设备；
35.所述次末级疏水管、末级疏水管和冷却疏水管中分别设置初始液位高度相同且高度差随着次末级低压加热器、末级低压加热器、凝汽设备的内部压力而改变的第一水封、第二水封和第三水封。
36.在本实施例中，通过注水在次末级疏水管形成第一水封，在末级疏水管中形成第二水封，在冷却疏水管中形成第三水封；通过设置水封建立液柱静压力，使得疏水在进入疏水冷却器前以及在疏水冷却器内均不发生闪蒸，并形成足够的疏水压差，确保疏水流通顺畅；通过本实用新型能够有效地保证机组在正常运行及启停过程中的连续稳定运行，提高汽轮发电机组的可靠性及发电效率。
37.作为可选方式，机组启动后，第二水封与末级低压加热器之间具有安全距离。
38.如图2所示，疏水冷却器的进口与末级疏水管的连接点，与第二连接管之间的高度为h0；疏水冷却器的进口与末级疏水管的连接点，与第一水封之间的高度为h1；疏水冷却器的进口与末级疏水管的连接点，与第二水封之间的高度为h2；根据压力的平衡，可得公式：pc = p1+ ρgh1 = p
2 + ρgh2= p
b +
ꢀ∆
p + ρgh0，其中pc为疏水冷却器的进口与末级疏水管的连接点的压力，p1为次末级低压加热器的汽侧压力，p2为末级低压加热器汽侧压力，δp为疏水冷却器内的疏水阻力，pb为凝汽器的压力，ρ为水的密度，g为重力加速度；其中p1、p2、pb均为已知数，δp通过疏水冷却器的结构可算出。
39.p1+ ρgh1 = p
b +
ꢀ∆
p + ρgh0得出h1 = (p
b +
ꢀ∆
p + ρgh0
‑ꢀ
p1)/ ρg；p
2 + ρgh2= p
b +
ꢀ∆
p + ρgh0得出h2 = (p
b +
ꢀ∆
p + ρgh0
‑ꢀ
p2)/ ρg。通过固定控制h0的高度，即可得到机组启动后h1和h2的高度，从而可以控制第二水封与末级低压加热器之间的安全距离。
40.作为可选方式，通过注水可使得第三水封的液面到第二连接管。
41.作为可选方式，疏水冷却器的进口与末级疏水管连接点的高度，高于第一连接管的高度，以尽可能避免机组启动后第一水封脱空。
42.作为可选方式，次末级疏水管和末级疏水管内设置液位传感器，监控次末级疏水管和末级疏水管内疏水液面的高度变化。
43.作为可选方式，第一连接管水平设置。
44.作为可选方式，末级低压加热器和末级低压加热器等高度设置，其高度高于疏水冷却器、凝汽设备的高度。
45.作为可选方式，疏水冷却器设置进水口，用于注水形成水封。
46.作为可选方式，疏水冷却器的进口通过水平设置的第三连接管连通末级疏水管，
疏水冷却器的出口通过水平设置的第四连接管连通冷却疏水管。
47.作为可选方式，在次末级低压加热器和末级低压加热器启动前，凝汽设备抽真空。
48.作为可选方式，凝汽设备为凝汽器、疏水扩容器或排汽装置。
49.机组在不同的运行工况下，对本实用新型的运行说明如下：
50.一，机组启动前，通过疏水冷却器的进水口向次末级疏水管、末级疏水管和冷却疏水管中注水，如图1所示，形成液位高度相同的第一水封、第二水封和第三水封；
51.二，将凝汽设备抽真空，此时次末级低压加热器、末级低压加热器和凝汽设备内部压力相等，处于真空状态，第一水封、第二水封和第三水封的液位高度无变化；
52.三，机组启动及升负荷时，次末级低压加热器、末级低压加热器的内部压力逐渐升高，各设备内的压力形成如下关系：次末级低压加热器》末级低压加热器》凝汽设备，且各设备间的压差随负荷的升高而增加；由此，第一水封、第二水封和第三水封的高度差随着各设备间压差的增加而逐渐变大，形成如图2所示的液位高度关系；此时，次末级低压加热器、末级低压加热器凝结下来的疏水通过次末级疏水管和末级疏水管排入疏水冷却器，经冷却后的疏水通过第三水封泄流进入凝汽设备，整个系统达到稳定运行状态；
53.四，当机组负荷最高时，次末级低压加热器、末级低压加热器的疏水液位差最大，此时，通过设置合理的凝汽设备的高度，便可使得第二水封的液位不会过高而影响末级低压加热器的正常运行，同时也可使得第一水封和第三水封不至于因压差过大而脱空；
54.五，当机组降负荷直至停机时，次末级低压加热器、末级低压加热器和凝汽设备相互间的压差逐渐减小，第一水封、第二水封和第三水封的液位高度差也逐渐减小，直至压差消失；当机组完全无进汽后，次末级低压加热器、末级低压加热器不再有疏水排出，且内部压力与凝汽设备的压力相同，第一水封、第二水封和第三水封的高度相同。
55.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。