一种水冷凝汽器水室排布方法及排布结构与流程

本发明涉及汽轮机组的水冷凝汽器、特别是热电厂汽轮机组的高背压凝汽器，具体是一种水冷凝汽器水室的排布方法、以及排布结构。

背景技术：

凝汽器是将汽轮机的排汽冷凝成水的一种换热器，按其冷凝介质的不同而分为水冷凝汽器和空冷凝汽器。其中，水冷凝汽器广泛应用于热电厂，通过将水冷凝汽器的水侧通入热网循环水，以达到发电之余所排乏汽的余热再利用、提高经济效益的目的，高背压凝汽器就是常见的一种。

水冷凝汽器的主要结构及工作原理参见图1或图2所示，其包括凝汽器壳体1，该凝汽器壳体1的喉部连接汽轮机的排汽通道，凝汽器壳体1的内部由间隔排布的前管板和后管板划分为前水室、换热室和后水室；前水室又由水室分隔板或独立成型结构而分为进水水室2和出水水室4，进水水室2上开设有进水口3，出水水室4上开设有出水口5；换热室内通过隔板排布有若干根换热管，这些换热管通过前、后管板将前水室和后水室连通，也就是说，后水室处在进水水室2和出水水室4的流程之间、作为进水水室2所进流体转向进入出水水室4的一个回弯水室6；在凝汽器运行做功时，流体每经过一次换热室，其便与换热室内的蒸汽产生换热过程，即作为流体的一个换热流程，这就包括进水水室2所进流体经过换热室而进入回弯水室6的换热流程、以及回弯水室6所进流体经过换热室而进入出水水室4的换热流程，也就是说，流体在经过换热室的进和出的双流程之间是有一个流体回弯区域的，该流体回弯区域是由凝汽器壳体1上的回弯水室6和对应管板所构成-亦即后水室。

在现有水冷凝汽器的结构中，每两个流程之间（包括双流程结构凝汽器和多流程结构凝汽器）的同一流体回弯区域为一个结构体积较大的回弯水室，也就是说，一个流体回弯区域即为一个大尺寸的整体回弯水室。然而，在水冷凝汽器的实际做功过程中，由于水冷凝汽器水侧通入的水流压力很高，这尤其是以热网回水最为明显，这会使得结构体积较大的回弯水室对高压力水流的抗压能力较弱，直接影响水冷凝汽器运行的稳定性和可靠性，这给回弯水室的抗压能力设计提出了很高的技术要求，常规的解决措施是大幅提高回弯水室、甚至是整个凝汽器壳体的抗压结构强度，以有效匹配高压力水流的做功压力，但此解决措施势必会使水冷凝汽器的制造成本大幅增加，影响经济性。

技术实现要素：

本发明的技术目的在于：针对上述水冷凝汽器的特殊性和现有技术的不足，在不影响换热效果和不大幅增加制造成本的前提下，提供一种能够有效提升回弯水室抗压能力、以匹配高压力水流的做功压力的水冷凝汽器水室排布方法及排布结构。

本发明实现其技术目的所采用的技术方案是：一种水冷凝汽器水室排布方法，所述排布方法是将凝汽器上的同一流体回弯区域沿着流体的回弯方向，以对回弯流体分流控制的方式划分设置为多个空间相互独立的回弯水室，使进入同一流体回弯区域内的流体以多通道方式各自流动。

作为优选方案，所述凝汽器上的同一流体回弯区域内所划分设置而成的相邻回弯水室之间的中线，与所述凝汽器上相配套的进水水室和出水水室之间的中线，在所述凝汽器的同一侧平面内或投影平面内呈垂直交叉。

作为优选方案，所述凝汽器为热电厂的高背压凝汽器。

具体的，所述凝汽器为双流程结构，所述凝汽器的前侧具有进水水室和出水水室，所述凝汽器的后侧具有处在进水水室和出水水室流程之间的一个流体回弯区域。或者，所述凝汽器为多流程结构，所述凝汽器的前侧具有进水水室、出水水室、以及处在进水水室和出水水室流程之间的至少一个流体回弯区域，所述凝汽器的后侧具有处在进水水室和出水水室流程之间的多个流体回弯区域，所述凝汽器后侧和前侧的各流体回弯区域以进水水室和出水水室流程之间设定的流程顺序而对应。

一种水冷凝汽器水室排布结构，包括凝汽器壳体，所述凝汽器壳体上具有进水水室和出水水室，所述凝汽器壳体上还具有处在进水水室和出水水室流程之间的至少一个流体回弯区域，所述凝汽器壳体上的同一流体回弯区域沿着流体的回弯方向，以对回弯流体分流控制的方式划分设置为多个空间相互独立的回弯水室，在运行过程中，进水水室流入的流体在进入同一流体回弯区域内进行回弯流动时，以各自所对应的回弯水室形成多通道结构的独自流动。

作为优选方案，所述凝汽器壳体上的同一流体回弯区域内所划分设置而成的相邻回弯水室之间的中线，与所述凝汽器壳体上相配套的进水水室和出水水室之间的中线，在所述凝汽器壳体的同一侧平面内或投影平面内呈垂直交叉。

作为优选方案，所述凝汽器为热电厂的高背压凝汽器。

具体的，所述凝汽器为双流程结构，所述凝汽器壳体的前侧为进水水室和出水水室，所述凝汽器壳体的后侧具有处在进水水室和出水水室流程之间的一个流体回弯区域。或者，所述凝汽器为多流程结构，所述凝汽器壳体的前侧具有进水水室、出水水室、以及处在进水水室和出水水室流程之间的至少一个流体回弯区域，所述凝汽器壳体的后侧具有处在进水水室和出水水室流程之间的多个流体回弯区域，所述凝汽器壳体的后侧和前侧的各流体回弯区域以进水水室和出水水室流程之间设定的流程顺序而对应。

本发明的有益技术效果是：上述排布方法和排布结构是将水冷凝汽器上的同一流体回弯区域（即每两个流程之间的回弯部位）沿着流体的回弯方向，以对回弯流体分流控制的方式划分设置为多个空间相互独立的回弯水室，从而在同一流体回弯区域内建立能够使流体各自独立流动的多通道流动方式，其不会对凝汽器的换热效果造成影响，但能够使同一流体回弯区域内的各回弯水室（原来的为一个整体回弯水室）结构体积小型化和紧凑化，从而可靠地提升并增强了每一回弯水室的抗压能力，以有效匹配高压力水流、特别是热网回水的做功压力，可见，本发明在无需对回弯水室的结构和凝汽器壳体结构做过多的强度提档升级的前提下，就能有效、可靠地增强回弯水室的抗压能力，不会大幅增加凝汽器的制造成本，具有结构简单、制造方便、制造成本低、抗压强度高、运行稳定等特点，经济效益显著；本发明既适用于双流程凝汽器结构、亦适用于多流程凝汽器结构，对高背压凝汽器最为有效。

附图说明

图1是现有的左右方向双流程结构凝汽器的结构示意图。

图2是现有的上下方向双流程结构凝汽器的结构示意图。

图3是本发明的左右方向双流程结构凝汽器的结构示意图。

图4是本发明的上下方向双流程结构凝汽器的结构示意图。

图5是本发明的左右方向多流程结构凝汽器的结构示意图。

图6是本发明的上下方向多流程结构凝汽器的结构示意图。

上述各图中，a图为凝汽器的前侧结构示意图、b图为凝汽器的后侧结构示意图，图中的代号含义为：1—凝汽器壳体；2—进水水室；3—进水口；4—出水水室；5—出水口；6—回弯水室；6-1—后侧回弯水室一；6-2—后侧回弯水室二；6-3—前侧回弯水室一；6-4—前侧回弯水室二；6-5—后侧回弯水室三；6-6—后侧回弯水室四。

具体实施方式

本发明涉及汽轮机组的水冷凝汽器、特别是热电厂汽轮机组的高背压凝汽器，具体是一种水冷凝汽器水室的排布方法、以及排布结构。下面以多个实施例对本发明的技术内容进行详细说明，下面各实施例中所述及的凝汽器均为热电厂的高背压凝汽器，但这并不表示本发明的技术方案不能应用于其它水冷凝汽器或类似换热器结构中。其中，实施例1结合说明书附图-图3对本发明的技术方案内容进行详细、具体的说明，实施例2结合说明书附图-图4对本发明的技术方案内容进行详细、具体的说明，实施例3结合说明书附图-图5对本发明的技术方案内容进行详细、具体的说明，实施例4结合说明书附图-图6对本发明的技术方案内容进行详细、具体的说明。

实施例1

本发明为左右方向的双流程结构水冷凝汽器的水室排布方法，该水冷凝汽器的前侧具有左右方向排布的进水水室和出水水室、后侧具有处在进水水室和出水水室流程之间的一个流体回弯区域，该流体回弯区域的作用是将进水水室经换热室而来的水流以左右方向回转引导经换热室进入出水水室。本发明是将水冷凝汽器后侧的流体回弯区域沿着流体的回弯方向-即左右方向，以对回弯流体（即水流）分流控制的方式划分设置为两个空间相互独立的回弯水室，对同一流体回弯区域内的多个回弯水室的划分设置最好能够遵循等分划分的原则，以确保所成型各个水室受力均匀；要求凝汽器上的同一流体回弯区域内所划分设置而成的相邻回弯水室之间的中线，与凝汽器上相配套的进水水室和出水水室之间的中线，在凝汽器的前后方向的投影平面内呈垂直交叉；在做功运行时，使进入同一流体回弯区域内的流体以对应的回弯水室作为流动通道而形成多通道方式的各自流动。

本发明的排布方法具体到水冷凝汽器的水室排布结构中，参见图3所示，本发明排布结构包括凝汽器壳体1。该凝汽器壳体1的喉部连接汽轮机的排汽通道；凝汽器壳体1的前侧具有左右方向排布的进水水室2和出水水室4，进水水室2和出水水室4相互独立，进水水室2上开设有进水口3，出水水室4上开设有出水口5；凝汽器壳体1的后侧具有处在进水水室2和出水水室4流程之间的一个流体回弯区域，该流体回弯区域的作用是将进水水室2经换热室而来的水流以左右方向回转引导经换热室进入出水水室4，在流体回弯区域内，沿着流体的回弯方向-即左右方向，以对回弯流体（即水流）分流控制的方式划分设置为上下两个空间相互独立的回弯水室-即下部的后侧回弯水室一6-1和上部的后侧回弯水室二6-2，对同一流体回弯区域内的多个回弯水室的划分设置最好能够遵循等分划分的原则，以确保所成型各个水室受力均匀；要求凝汽器上的同一流体回弯区域内所划分设置而成的相邻回弯水室之间（即后侧回弯水室一6-1和后侧回弯水室二6-2）的中线，与凝汽器壳体1上相配套的进水水室2和出水水室4之间的中线，在凝汽器壳体1的前后方向的投影平面内呈垂直交叉；在做功运行时，使进入同一流体回弯区域内的流体以对应的回弯水室作为流动通道而形成多通道方式的各自流动。

实施例2

本发明为上下方向的双流程结构水冷凝汽器的水室排布方法，该水冷凝汽器的前侧具有上下方向排布的进水水室和出水水室、后侧具有处在进水水室和出水水室流程之间的一个流体回弯区域，该流体回弯区域的作用是将进水水室经换热室而来的水流以上下方向回转引导经换热室进入出水水室。本发明是将水冷凝汽器后侧的流体回弯区域沿着流体的回弯方向-即上下方向，以对回弯流体（即水流）分流控制的方式划分设置为两个空间相互独立的回弯水室，对同一流体回弯区域内的多个回弯水室的划分设置最好能够遵循等分划分的原则，以确保所成型各个水室受力均匀；要求凝汽器上的同一流体回弯区域内所划分设置而成的相邻回弯水室之间的中线，与凝汽器上相配套的进水水室和出水水室之间的中线，在凝汽器的前后方向的投影平面内呈垂直交叉；在做功运行时，使进入同一流体回弯区域内的流体以对应的回弯水室作为流动通道而形成多通道方式的各自流动。

本发明的排布方法具体到水冷凝汽器的水室排布结构中，参见图4所示，本发明排布结构包括凝汽器壳体1。该凝汽器壳体1的喉部连接汽轮机的排汽通道；凝汽器壳体1的前侧具有上下方向排布的进水水室2和出水水室4，进水水室2和出水水室4相互独立，进水水室2上开设有进水口3，出水水室4上开设有出水口5；凝汽器壳体1的后侧具有处在进水水室2和出水水室4流程之间的一个流体回弯区域，该流体回弯区域的作用是将进水水室2经换热室而来的水流以上下方向回转引导经换热室进入出水水室4，在流体回弯区域内，沿着流体的回弯方向-即上下方向，以对回弯流体（即水流）分流控制的方式划分设置为左右两个空间相互独立的回弯水室-即左部的后侧回弯水室一6-1和右部的后侧回弯水室二6-2，对同一流体回弯区域内的多个回弯水室的划分设置最好能够遵循等分划分的原则，以确保所成型各个水室受力均匀；要求凝汽器上的同一流体回弯区域内所划分设置而成的相邻回弯水室之间（即后侧回弯水室一6-1和后侧回弯水室二6-2）的中线，与凝汽器壳体1上相配套的进水水室2和出水水室4之间的中线，在凝汽器壳体1的前后方向的投影平面内呈垂直交叉；在做功运行时，使进入同一流体回弯区域内的流体以对应的回弯水室作为流动通道而形成多通道方式的各自流动。

实施例3

本发明为左右方向的多流程结构水冷凝汽器的水室排布方法，该水冷凝汽器的前侧具有左中右方向排布的进水水室、一个流体回弯区域和出水水室，前侧的一个流体回弯区域处在左右排布的进水水室和出水水室的流程之间，后侧具有处在进水水室和出水水室流程之间的两个流体回弯区域，凝汽器后侧和前侧的各流体回弯区域应以进水水室和出水水室流程之间设定的流程顺序而对应排布；每一个流体回弯区域的作用是将由进水水室经换热室而来的水流以左右方向回转引导经换热室最终进入出水水室，其流程顺序大致是，进水水室-后侧第一个流体回弯区域-前侧流体回弯区域-后侧第二个流体回弯区域-出水水室。本发明是将水冷凝汽器上的每一个流体回弯区域（包括前侧的一个和后侧的两个）沿着流体的回弯方向-即左右方向，以对回弯流体（即水流）分流控制的方式分别划分设置为两个空间相互独立的回弯水室，对同一流体回弯区域内的多个回弯水室的划分设置最好能够遵循等分划分的原则，以确保所成型各个水室受力均匀；要求凝汽器上的同一流体回弯区域内所划分设置而成的相邻回弯水室之间的中线，与凝汽器上相配套的进水水室和出水水室之间的中线，在凝汽器的同一平面内或前后方向的投影平面内呈垂直交叉，具体的，凝汽器前侧同一流体回弯区域内所划分设置而成的相邻回弯水室之间的中线，与凝汽器上相配套的进水水室和出水水室之间的中线，在凝汽器前侧的同一平面内呈垂直交叉，而凝汽器后侧同一流体回弯区域内所划分设置而成的相邻回弯水室之间的中线，与凝汽器上相配套的进水水室和出水水室之间的中线，在凝汽器的前后方向的投影平面内呈垂直交叉；在做功运行时，使进入同一流体回弯区域内的流体以对应的回弯水室作为流动通道而形成多通道方式的各自流动。

本发明的排布方法具体到水冷凝汽器的水室排布结构中，参见图5所示，本发明排布结构包括凝汽器壳体1。该凝汽器壳体1的喉部连接汽轮机的排汽通道；凝汽器壳体1的前侧具有左中右方向排布的进水水室2、一个流体回弯区域和出水水室4，前侧的一个流体回弯区域处在左右排布的进水水室2和出水水室4的流程之间，进水水室2、出水水室4和流体回弯区域在凝汽器壳体1的前侧相互独立，进水水室2上开设有进水口3，出水水室4上开设有出水口5；凝汽器壳体1后侧具有两个流体回弯区域，其中后侧第一个流体回弯区域处在进水水室2和前侧流体回弯区域的流程之间，后侧第二个流体回弯区域处在前侧流体回弯区域与出水水室4的流程之间，即后侧的第一个流体回弯区域和第二个流体回弯区域均处在进水水室2和出水水室4的流程之间，基于进水水室2和出水水室4的设定流程顺序，凝汽器壳体1后侧和前侧的各流体回弯区域应以进水水室2和出水水室4的流程关系而对应排布；凝汽器壳体1上的每一个流体回弯区域的作用是将由进水水室2经换热室而来的水流以左右方向回转引导经换热室最终进入出水水室4，其流程顺序大致是，进水水室2-后侧第一个流体回弯区域-前侧流体回弯区域-后侧第二个流体回弯区域-出水水室4。在流体回弯区域内，沿着流体的回弯方向-即左右方向，以对回弯流体（即水流）分流控制的方式，将凝汽器壳体1上的每一个流体回弯区域划分设置为上下两个空间相互独立的回弯水室，具体的，凝汽器壳体1后侧的第一个流体回弯区域沿着流体的回弯方向划分设置为下部的后侧回弯水室一6-1和上部的后侧回弯水室二6-2，凝汽器壳体1前侧的流体回弯区域沿着流体的回弯方向划分设置为下部的前侧回弯水室一6-3和上部的前侧回弯水室二6-4，凝汽器壳体1后侧的第二个流体回弯区域沿着流体的回弯方向划分设置为下部的后侧回弯水室三6-5和上部的后侧回弯水室四6-6，对同一流体回弯区域内的多个回弯水室的划分设置最好能够遵循等分划分的原则，以确保所成型各个水室受力均匀；要求凝汽器壳体1上的同一流体回弯区域内所划分设置而成的相邻回弯水室之间（即后侧回弯水室一6-1和后侧回弯水室二6-2之间、前侧回弯水室一6-3和前侧回弯水室二6-4之间、后侧回弯水室三6-5和后侧回弯水室四6-6之间）的中线，与凝汽器壳体1上相配套的进水水室2和出水水室4之间的中线，在凝汽器壳体1的同一平面或前后方向的投影平面内呈垂直交叉，具体的，凝汽器壳体1前侧同一流体回弯区域内所划分设置而成的相邻回弯水室之间（即前侧回弯水室一6-3和前侧回弯水室二6-4之间）的中线，与凝汽器上相配套的进水水室和出水水室之间的中线，在凝汽器前侧的同一平面内呈垂直交叉，而凝汽器后侧同一流体回弯区域内所划分设置而成的相邻回弯水室之间（即后侧回弯水室一6-1和后侧回弯水室二6-2之间、后侧回弯水室三6-5和后侧回弯水室四6-6之间）的中线，与凝汽器上相配套的进水水室和出水水室之间的中线，在凝汽器的前后方向的投影平面内呈垂直交叉；在做功运行时，使进入同一流体回弯区域内的流体以对应的回弯水室作为流动通道而形成多通道方式的各自流动。

实施例4

本发明为上下方向的多流程结构水冷凝汽器的水室排布方法，该水冷凝汽器的前侧具有上中下方向排布的进水水室、一个流体回弯区域和出水水室，前侧的一个流体回弯区域处在上下排布的进水水室和出水水室的流程之间，后侧具有处在进水水室和出水水室流程之间的两个流体回弯区域，凝汽器后侧和前侧的各流体回弯区域应以进水水室和出水水室流程之间设定的流程顺序而对应排布；每一个流体回弯区域的作用是将由进水水室经换热室而来的水流以上下方向回转引导经换热室最终进入出水水室，其流程顺序大致是，进水水室-后侧第一个流体回弯区域-前侧流体回弯区域-后侧第二个流体回弯区域-出水水室。本发明是将水冷凝汽器上的每一个流体回弯区域（包括前侧的一个和后侧的两个）沿着流体的回弯方向-即上下方向，以对回弯流体（即水流）分流控制的方式分别划分设置为两个空间相互独立的回弯水室，对同一流体回弯区域内的多个回弯水室的划分设置最好能够遵循等分划分的原则，以确保所成型各个水室受力均匀；要求凝汽器上的同一流体回弯区域内所划分设置而成的相邻回弯水室之间的中线，与凝汽器上相配套的进水水室和出水水室之间的中线，在凝汽器的同一平面内或前后方向的投影平面内呈垂直交叉，具体的，凝汽器前侧同一流体回弯区域内所划分设置而成的相邻回弯水室之间的中线，与凝汽器上相配套的进水水室和出水水室之间的中线，在凝汽器前侧的同一平面内呈垂直交叉，而凝汽器后侧同一流体回弯区域内所划分设置而成的相邻回弯水室之间的中线，与凝汽器上相配套的进水水室和出水水室之间的中线，在凝汽器的前后方向的投影平面内呈垂直交叉；在做功运行时，使进入同一流体回弯区域内的流体以对应的回弯水室作为流动通道而形成多通道方式的各自流动。

本发明的排布方法具体到水冷凝汽器的水室排布结构中，参见图6所示，本发明排布结构包括凝汽器壳体1。该凝汽器壳体1的喉部连接汽轮机的排汽通道；凝汽器壳体1的前侧具有上中下方向排布的进水水室2、一个流体回弯区域和出水水室4，前侧的一个流体回弯区域处在上下排布的进水水室2和出水水室4的流程之间，进水水室2、出水水室4和流体回弯区域在凝汽器壳体1的前侧相互独立，进水水室2上开设有进水口3，出水水室4上开设有出水口5；凝汽器壳体1后侧具有两个流体回弯区域，其中后侧第一个流体回弯区域处在进水水室2和前侧流体回弯区域的流程之间，后侧第二个流体回弯区域处在前侧流体回弯区域与出水水室4的流程之间，即后侧的第一个流体回弯区域和第二个流体回弯区域均处在进水水室2和出水水室4的流程之间，基于进水水室2和出水水室4的设定流程顺序，凝汽器壳体1后侧和前侧的各流体回弯区域应以进水水室2和出水水室4的流程关系而对应排布；凝汽器壳体1上的每一个流体回弯区域的作用是将由进水水室2经换热室而来的水流以上下方向回转引导经换热室最终进入出水水室4，其流程顺序大致是，进水水室2-后侧第一个流体回弯区域-前侧流体回弯区域-后侧第二个流体回弯区域-出水水室4。在流体回弯区域内，沿着流体的回弯方向-即上下方向，以对回弯流体（即水流）分流控制的方式，将凝汽器壳体1上的每一个流体回弯区域划分设置为左右两个空间相互独立的回弯水室，具体的，凝汽器壳体1后侧的第一个流体回弯区域沿着流体的回弯方向划分设置为右部的后侧回弯水室一6-1和左部的后侧回弯水室二6-2，凝汽器壳体1前侧的流体回弯区域沿着流体的回弯方向划分设置为左部的前侧回弯水室一6-3和右部的前侧回弯水室二6-4，凝汽器壳体1后侧的第二个流体回弯区域沿着流体的回弯方向划分设置为右部的后侧回弯水室三6-5和左部的后侧回弯水室四6-6，对同一流体回弯区域内的多个回弯水室的划分设置最好能够遵循等分划分的原则，以确保所成型各个水室受力均匀；要求凝汽器壳体1上的同一流体回弯区域内所划分设置而成的相邻回弯水室之间（即后侧回弯水室一6-1和后侧回弯水室二6-2之间、前侧回弯水室一6-3和前侧回弯水室二6-4之间、后侧回弯水室三6-5和后侧回弯水室四6-6之间）的中线，与凝汽器壳体1上相配套的进水水室2和出水水室4之间的中线，在凝汽器壳体1的同一平面或前后方向的投影平面内呈垂直交叉，具体的，凝汽器壳体1前侧同一流体回弯区域内所划分设置而成的相邻回弯水室之间（即前侧回弯水室一6-3和前侧回弯水室二6-4之间）的中线，与凝汽器上相配套的进水水室和出水水室之间的中线，在凝汽器前侧的同一平面内呈垂直交叉，而凝汽器后侧同一流体回弯区域内所划分设置而成的相邻回弯水室之间（即后侧回弯水室一6-1和后侧回弯水室二6-2之间、后侧回弯水室三6-5和后侧回弯水室四6-6之间）的中线，与凝汽器上相配套的进水水室和出水水室之间的中线，在凝汽器的前后方向的投影平面内呈垂直交叉；在做功运行时，使进入同一流体回弯区域内的流体以对应的回弯水室作为流动通道而形成多通道方式的各自流动。

以上各实施例仅用以说明本发明，而非对其限制；尽管参照上述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：本发明依然可以对上述各实施例中的具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的精神和范围。