专利名称：一种凝汽器高效换热装置及其冷凝器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及热交换装置，尤其适用于火力发电厂所用的冷凝器。
背景技术：
大型火力发电厂各项热损失大约为锅炉热损失＞9％，管道热损失＞1％，汽轮机排汽热损失＞50％，汽轮机机械损失＞2％，发电机损失＞1％……引自《热能工程设计手册》。
50％以上的汽轮机械热损失不仅带来了能源的巨大浪费，也带来了大量的环境污染。排汽热损失是指冷却水从凝汽器带走热量所造成的损失总称。在凝结水量、冷却水流量和进口水温一定的情况下，提高凝汽器换热效果，减少凝汽器铜管内外壁温差，管外的蒸汽就能迅速被水冷凝，体积缩小，真空提高。蒸汽的发电能力提高，蒸汽的更多热量转化为电能，导致蒸汽的温度(排汽温度)降低，冷却水的出水温度也降低，使排汽温度和冷却水出水温度(位热差)减小，冷却水带走的热量减小，即汽轮机排汽损失减少，也就可以减少发电汽耗，也就降低发电煤耗。还可以减少机组耗水量，节约宝贵水资源，减少添加化学药剂，减轻环境化学污染。
大部分火力发电厂是以煤为燃料把锅炉中的水加热为水蒸汽，供汽轮机转动，汽轮机带动发电机旋转进行发电。汽轮机出口蒸汽需经过凝汽器冷却成水。而在凝汽器冷却管4中循环水流速一般1～2m/s，冷却水温度一般30～40℃，以呈层流状态在冷却管4中流动。流经管壁的水由于水粘性作用，在紧靠壁面上形成速度梯度很大薄层，称为滞流层。管内水的流速呈抛物线分布，管壁的滞流层水流速很低，管中心水速最快。这样的流速分布导致管壁温度高于中心部位温度，显而易见首先影响换热效果，管壁温度高、流速低，会明显加强污垢沉积。这是因为①温度高冷却水中微溶盐类(如碳酸钙等)的溶解度下降，导致水垢析出，附着在管壁上。②冷却水中以微生物(细菌、霉菌、藻类等微生物)和粘在一起的粘质物(多糖类、蛋白质等)为主体，混有泥沙、无机物等形成软泥性污物，称为粘泥。在滞流层内由于温度高，使其絮凝化，生成生物絮凝物，在低流速管壁部，它会沉降而生成淤泥。
当凝汽器冷却水管管壁附着水垢，粘泥后，产生危害是①增加水流阻力，降低冷却水流量，增加循环水泵能耗；②由于垢的热导率(导热系数)很低，严重影响换热效果，致使真空度降低，汽耗增加，降低汽轮机出力，发电量减少；③水垢和泥垢对管壁有腐蚀作用，轻者使光滑管壁变成粗糙。粗糙表面好比有许多空腔，比光滑表面增大6～10倍。表面积的增大，增加金属面表和污垢接触机会和粘着力。空腔内的溶液处于高温滞流区，浓缩、结晶、沉降、聚合等各种作用都在这里发生，促进了污垢沉积。腐蚀重者使管壁穿孔引起重大安全事故。
影响凝汽器换热效果的主要因素是提高凝汽器换热效果的目前常用方法主要是清洗管道，防垢除垢。
①胶球在线清洗防垢、除垢。存在弊端是经常堵球，丢球，维护量大，效果不理想。
②化学方法在线清洗(循环水系统加药)。不能从根本上解决结垢，费用高，带来大量排污，化学污染。
③停机人工机械清洗、化学清洗、高压水枪等清洗。费时费力，保持时间短，停机造成损失。
④在线管内安装旋转扭带自清洗。这是近期出现产品，由于该产品从原理上对凝汽器管内壁清洗力度不大，在小电厂试装后效果不理想。
因此，目前凝汽器换热效率不高的问题，尚没有行之有效的办法进行解决。造成火电厂在节能、节水、环保等方面压力很大，所以火电厂对能提高凝汽器换热产品有强烈需求。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种除垢防垢上效果良好的热交换装置。
本实用新型提供一种凝汽器高效换热装置，其特征在于由螺旋带1和固定螺旋带1的固定挡板2构成，螺旋带1端头固定在固定挡板2上。工作时循环的冷却水有一定压力在冷却管4中流动，水被迫按照装置设定轨道向前。管内冷凝水的流向由原来单纯轴向层流，改为沿管壁径向有一定角度螺旋紊流。管壁滞流层受到强烈冲击，使碳酸钙及生物粘泥没有时间附着在管壁上，形成不了水垢和生物粘泥，破坏了水垢和生物粘泥形成机制。水螺旋前进时对管壁有剪切力。从而降低冷凝器中冷凝水与蒸汽间热交换的阻力，可以明显改善和提高火电机组凝汽器换热效率。
本实用新型提供的凝汽器高效换热装置，其螺旋带1在端头上可以有孔，套在固定挡板2的凸钉上。
本实用新型提供的凝汽器高效换热装置，其螺旋带1的螺距角可以为15°～25°，厚度为1～2mm，螺旋带1端头上孔的直径为1.5～3mm。
本实用新型提供的凝汽器高效换热装置，其固定挡板2的凸钉帽直径比螺旋带1端头上孔的直径大0.1～0.15mm。
本实用新型提供的凝汽器高效换热装置，其固定挡板2可以有螺栓，插在螺旋带1在端头上的孔里，用螺母固定。
本实用新型还提供一种带有凝汽器高效换热装置的冷凝器，由外壳3、隔板5、冷却管4和凝汽器高效换热装置构成，冷却管4置于外壳3中，隔板5将外壳3里空间分隔成汽路和水路，凝汽器高效换热装置装在冷却管4里，其特征在于所述的凝汽器高效换热装置由螺旋带1和把螺旋带1固定在冷却管4中的固定挡板2构成，螺旋带1端头固定在固定挡板2上。
本实用新型提供的带有凝汽器高效换热装置的冷凝器，其冷却管4和凝汽器高效换热装置可以有多组，各组都串联在水路中。
本实用新型提供的带有凝汽器高效换热装置的冷凝器，其螺旋带1的长度可以比冷却管4长30～50mm。
本实用新型提供的带有凝汽器高效换热装置的冷凝器，其固定挡板2的长度可以比冷却管4的内径大8～15mm。
本实用新型提供的凝汽器高效换热装置及其冷凝器，其优点在于结构简单，安装和改装方便，大幅度提高换热系数，降低发电汽耗，从而降低发电煤耗，减少机组耗水量，减少添加化学药剂，完全符合21世纪火电厂发电主题“节能、环保、节水”。
图1为凝汽器高效换热装置的结构示意图；
图2为带有凝汽器高效换热装置的冷凝器的结构示意图；图3为固定挡板2的结构示意图；图4为带有另一种凝汽器高效换热装置的冷凝器的结构示意图；图5为另一种凝汽器高效换热装置的结构示意图；图6为另一种固定挡板2的结构示意图。
具体实施方式
实施例1带有凝汽器高效换热装置的冷凝器(见图2)，由外壳3、三个隔板5、两个冷却管4和两个凝汽器高效换热装置(见图1)构成，两个冷却管4置于外壳3中，三个隔板5将外壳3里空间分隔成汽路和水路，两个凝汽器高效换热装置分别装在两个冷却管4里，凝汽器高效换热装置由螺旋带1和两个把螺旋带1固定在冷却管4中的固定挡板2(见图3)构成，螺旋带1的螺距角可以为20°，厚度为1.5mm，螺旋带1在端头上有两个孔，直径为2.5mm，螺旋带1的长度可以比冷却管4长30mm。固定挡板2的长度比冷却管4的内径大10mm，固定挡板2的凸钉帽直径为2.6mm。螺旋带1上的两个孔套在固定挡板2的两个凸钉上。
以200MW机组为例，在相同种情况下，一组冷却管4为空管，另一组冷却管4加本装置，进行换热效果对照，其结果是火电厂凝汽器冷却管4道安装高效换热装置后，在保持凝汽器真空度条件下，降低凝汽器端差7℃～10℃以下；补充水量可减少1/4～1/5；蒸汽单耗2.87kg/kWh下降5％～19％；免清洗；提高设备寿命；可降低循环泵能耗；凝机组在同等负荷下，可增加抽气量；可减少循环水系统加药量。减少环境污染减少CO2排放量6.11t/h；减少CO排放量1.98kg/h。
实施例2带有凝汽器高效换热装置的冷凝器(见图4)，由外壳3、三个隔板5、两个冷却管4和两个凝汽器高效换热装置(见图5)构成，两个冷却管4置于外壳3中，三个隔板5将外壳3里空间分隔成汽路和水路，两个凝汽器高效换热装置分别装在两个冷却管4里，凝汽器高效换热装置由螺旋带1和一个把螺旋带1固定在冷却管4中的固定挡板2(见图6)构成，螺旋带1的螺距角可以为15°，厚度为2mm，螺旋带1在一个端头上有两个孔，直径为2.6mm，螺旋带1的长度比冷却管4长40mm。固定挡板2的长度比冷却管4的内径大15mm，固定挡板2上有两个螺栓M2.5mm。固定挡板2的两个螺栓通过螺旋带1上的两个孔，用螺母紧固。
权利要求1.一种凝汽器高效换热装置，其特征在于由螺旋带(1)和固定螺旋带(1)的固定挡板(2)构成，螺旋带(1)端头固定在固定挡板(2)上。
2.按照权利要求1所述的凝汽器高效换热装置，其特征在于所述的螺旋带(1)端头上有孔，套在固定挡板(2)的凸钉上。
3.按照权利要求2所述的凝汽器高效换热装置，其特征在于所述的螺旋带(1)的螺距角为15°～25°，厚度为1～2mm。
4.按照权利要求2所述的凝汽器高效换热装置，其特征在于所述的螺旋带(1)端头上孔的直径为1.5～3mm。
5.按照权利要求2所述的凝汽器高效换热装置，其特征在于所述的凸钉帽直径比螺旋带(1)端头上孔的直径大0.1mm。
6.按照权利要求1所述的凝汽器高效换热装置，其特征在于所述的固定挡板(2)有螺栓，插在螺旋带(1)端头上的孔里，用螺母固定。
7.一种带有凝汽器高效换热装置的冷凝器，由外壳(3)、隔板(5)、冷却管(4)和凝汽器高效换热装置构成，冷却管(4)置于外壳(3)中，隔板(5)将外壳(3)里空间分隔成汽路和水路，凝汽器高效换热装置装在冷却管(4)里，其特征在于所述的凝汽器高效换热装置由螺旋带(1)和把螺旋带(1)固定在冷却管(4)中的固定挡板(2)构成，螺旋带(1)端头固定在固定挡板(2)上。
8.按照权利要求7所述的带有凝汽器高效换热装置的冷凝器，其特征在于所述的冷却管(4)和凝汽器高效换热装置有多组，各组都串联在水路中。
9.按照权利要求7或8所述的带有凝汽器高效换热装置的冷凝器，其特征在于所述的螺旋带(1)的长度比冷却管(4)长30～50mm。
10.按照权利要求7或8所述的带有凝汽器高效换热装置的冷凝器，其特征在于所述的固定挡板(2)的长度比冷却管(4)的内径大8～15mm。
专利摘要本实用新型提供一种凝汽器高效换热装置，其特征在于由螺旋带1和把螺旋带1固定在冷却管4中的固定挡板2构成，螺旋带1端头固定在固定挡板2上。本实用新型提供的凝汽器高效换热装置及其冷凝器，其优点在于结构简单，安装和改装方便，大幅度提高换热系数，降低发电汽耗，从而降低发电煤耗，减少机组耗水量，减少添加化学药剂，完全符合21世纪火电厂发电主题“节能、环保、节水”。
文档编号F28B7/00GK2884109SQ200620089929
公开日2007年3月28日 申请日期2006年3月21日 优先权日2006年3月21日
发明者赵永恩 申请人:赵永恩