一种火力发电厂用凝汽器抽真空系统的制作方法

本实用新型涉及火力发电技术，具体涉及凝汽器抽真空技术。

背景技术：

目前，火力发电厂中凝汽器抽真空系统通常使用水环泵、罗茨泵、射水泵、蒸汽喷射泵，或者它们的联合体，以及由管道、各种阀门的系统，实现把凝汽器内不凝结气体抽出并排到大气中去。

现有火力发电厂中常用的真空系统一般分为两种，一种为火力发电机组新建时设计，还有一种为后期改造设计，其根本目的都是在保证最佳真空前提下，尽量减少系统本身的能耗，使整个机组热效最大化。

但是，到目前为止，现有原真空系统改造工程，都是利用原来的抽真空管道，在原来真空管道设备上，并联或者串联一些阀门、管道、以及其它真空设备，将不凝结气体排出到原来排气管道中，或者直接排到大气中。

例如授权公告号CN 202532912 U(专利号201220064029.2)的中国实用新型专利，其公开了一种火力发电厂凝汽器真空维持系统，具体方案为：整个系统包括：凝汽器，抽真空系统组件以及空维持系统；所述凝汽器连接抽真空系统组件，所述真空维持系统包括：进气管路、进气手动阀、真空泵、出气管路；所述进气管路、进气手动阀、真空泵、出气管路依次连接；所述进气管路进气端连接凝汽器出气端，所述出气管路出气端连接抽真空系统组件出气端。

该方案中增设的真空维持系统的进气管路进气端必须要连接到凝汽器原来的出气端，由此来实现将凝汽器内的不凝结气体排出。

这种需要利用火力发电厂凝汽器原来抽真空管路的真空系统方案实际应用过程中，存在固有的不足，从而影响原真空系统及新增系统的性能，使得两者性能都不能充分发挥，效率低。

技术实现要素：

针对现有火力发电厂中凝汽器抽真空技术中需要利用火力发电厂凝汽器原有抽真空管所存在的问题，需要一种新的火力发电厂中凝汽器抽真空方案。

为此，本实用新型所要解决的问题是提供火力发电厂用凝汽器抽真空系统，该抽真空系统包括至少一个控制阀，至少一个真空组件，以及独立设置的抽气母管，所述抽气母管独立于凝汽器的原来的出气端，在非出气端的位置直接穿设在凝汽器中，并通过连接管路与至少一个控制阀、至少一个真空组件连通构成凝汽器抽真空系统。

进一步的，所述抽气母管位于凝汽器内的进气口区域设置多孔吸气管。

进一步的，所述抽真空系统中真空组件的进气侧通过连接管路直接与抽气母管连通，真空组件的出气侧通过连接管路与控制阀连通。

进一步的，所述抽真空系统中真空组件的进气侧通过连接管路连接于本系统抽气母管，并在两者之间设置至少一个控制阀。

本实用新型提供的凝汽器抽真空系统方案，抽出凝汽器中的不凝结气体，建立并且维持真空，能够在不影响凝汽器原真空系统性能的情况下，使真空值更接近理论值，使得两者性能够同时充分发挥，大大提高效率。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1为本实用新型实例1中凝汽器抽真空系统的应用示意图；

图2为本实用新型实例2中凝汽器抽真空系统的应用示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

实例1

参见图1，其所示为本实例给出的凝汽器抽真空系统用于改造火力发电厂中凝汽器抽真空系统的示意图。

由图可知，整个火力发电厂中凝汽器抽真空系统主要包括凝汽器10，原抽真空系统组件20以及进行改造增加的本凝汽器抽真空系统30。

其中，原抽真空系统组件20通过相应的连接管路与凝汽器10的出气端11连通，对于该原抽真空系统组件20从凝汽器10的固有出气端11进行取汽(不凝结气体)，其组成形式为现有技术，此处加以赘述。

在此基础上，本实例增加一套本凝汽器抽真空系统30，以实现对力发电厂中凝汽器抽真空系统进行改造。

为了提高整个抽真空系统真空抽取凝汽器10内不凝结气体的性能，本凝汽器抽真空系统30整体独立于原抽真空系统组件20，不从凝汽器10的固有出气端11进行取汽(不凝结气体)，直接从凝汽器10上非出气端的部位进行取汽。

本实例中改造增加的凝汽器抽真空系统30主要由独立设置的抽气母管31、一个真空组件32、一个控制阀33以及若干连接管路34配合构成。

其中，抽气母管31用于从凝汽器10中取汽(不凝结气体)，该抽气母管31整体独立于凝汽器的出气端11设置在凝汽器10上，在非出气端的位置直接穿设在凝汽器11中，伸入凝汽器11内的区域作为进气口区域，用于从凝汽器11内直接取汽，位于凝汽器11外的区域作为出气口区域，通过连接管路34直接与真空组件32的进气侧进行连接，而真空组件32的出气侧与控制阀33进行连接，由控制阀33控制将抽取的不凝结气体排出至直接排到大气中。

由此构成的本凝汽器抽真空系统30相对于原抽真空系统组件20来说，两者之间为真正的平行设置(这里的平行为没有相互连接)，实现从凝汽器10上非出气端的部位直接进行取汽，提高整个火力发电厂中凝汽器抽真空系统的性能(以下具体说明)。

由于本凝汽器抽真空系统30通过抽气母管31直接从凝汽器10上非出气端的部位直接进行取汽，为了保证取汽的均匀性，本实例在抽气母管31的进气口区域设置多空吸汽管35。

再者，本凝汽器抽真空系统30中的控制阀33的具体结构形式可根据实际需求而定，如可以为手动阀、气动阀、电磁阀、回止阀等等。

本凝汽器抽真空系统30中的真空组件32的具体结构形式同样可根据实际需求而定，可以为水环真空系统、罗茨真空系统、喷射真空系统、喷射加水环真空系统、罗茨加水环真空系统、或多级无源蒸汽喷射真空系统等等。

据此完成改造的火力发电厂中凝汽器抽真空系统中，改造增加的凝汽器抽真空系统30独立于原抽真空系统组件20，从接从凝汽器10上非出气端的部位直接进行取汽，使得凝汽器内不凝结气体，在进入真空设备之前，由于不经过原来的真空母管，大大降低了原来真空母管中的气体流量，降低了气体在原来真空母管中流动损失，使真空极限值进一步提高。

进一步的，管道系统流动阻力计算公式如下：

式中Δf为管道系统阻力，ε为局部阻力系数，v为流体流速，g为重力加速度，λ为沿程阻力系数，l为管道系统长度。

由此，可以确定：若从凝汽器10的固有出气端取汽，汽体在凝汽器出口管内流速v是原来的三倍，那么其阻力将是原来的九倍，在相同的真空泵抽吸极限背压下，凝汽器内背压将会有所提高，真空泵的功能则没有充分发挥。

由此可见，本实例方案中通过将增加的凝汽器抽真空系统30独立于原抽真空系统组件20，从接从凝汽器10上非出气端的部位直接进行取汽，可以有效的解决该问题。

再者，由于任何真空系统都有可能泄漏空气，若所有的抽真空系统单元都从凝汽器10的固有出气端取汽，这样会导致泄漏的空气在几个真空泵组之间循环，造成新加真空系统与原来真空系统的互相干扰，使原来真空泵的极限真空有所降低，所有真空泵的性能都不能充分发挥。而本实例方案中，通过将增加的凝汽器抽真空系统30独立于原抽真空系统组件20，从接从凝汽器10上非出气端的部位直接进行取汽，新增加的凝汽器抽真空系统30与原抽真空系统组件20之间没有任何的连通，即使出现真空系统泄漏空气，也不会产生任何的互相干扰，可以有效的解决该问题。

另外，相对于现有火力发电厂凝汽器抽真空系统改进方案中，所有的抽真空系统都从凝汽器的固有的出气端取汽，整体只有一个进气口，整个凝汽器内不凝结气体必须全部流到进气口周围，才能被抽出，这样容易造成抽气不均。

而本实例方案中，不仅单独设立抽气母管，减少流动阻力，而且在进气口区域设置多孔吸气管，增加了吸气的均匀性，使凝汽器内的温度偏差进一步减少。

进一步的，由于不凝结气体的浓度对传热系数的影响计算公式如下：

α1＝0.81α0(εds)^-0.04

式中空气浓度ma ms分别为凝汽器内的空气和蒸汽质量；ds为凝汽器单位冷却面积的蒸气负荷；a0为纯净静止蒸汽在单位水平管外壁上发生膜状凝结时的放热系数。从公式可以看出，空气浓度越大，传热系数越小，从而导致距抽气口越远，传热性能越低，不利于真空的提高。

本实例方案中，通过将增加的凝汽器抽真空系统30独立于原抽真空系统组件20，从接从凝汽器10上非出气端的部位直接进行取汽，增加了吸气的均匀性，使凝汽器内的温度偏差进一步减少，有效的避免局部不凝结气体浓度过大，保证传热性能和提高真空。

综上可知，本实例给出的凝汽器抽真空系统方案在进行火力发电厂改造应用时，无论是水环真空系统、罗茨真空系统、喷射真空系统、喷射加水环真空系统、罗茨加水环真空系统，还是多级无源蒸汽喷射真空系统，能够有效的抽出凝汽器中的不凝结气体，建立并且维持真空，都能使真空值更接近理论值。与现有系统相比，都有无可比拟的优越性。

实例2

参见图2，其所示为本实例给出的凝汽器抽真空系统用于改造火力发电厂中凝汽器抽真空系统的示意图。

由图可知，本实例给出的方案与实例1给出的方案基本相同，不同之处在于，本实例中的改造增加的凝汽器抽真空系统30相对于实例1中的凝汽器抽真空系统30在组成部件上多一个控制阀36，该控制阀36设置在抽气母管31和真空组件32之间，由此来提高整个系统的可控性和可靠性。除此之外，其它组成部件和运行过程及原理相同，此处不加以赘述。

在此基础上，本凝汽器抽真空系统30中根据需要还可以增加其它的功能组件，如再增加一个控制阀，设置在抽气母管31和真空组件32之间；或增加一个温度检测组件等等。只要在不影响凝汽器抽真空系统30整体性能的前提下，可以增加任何所需的功能组件。

最后，通过上述实例可知，其给出的凝汽器抽真空系统方案，完全不同于其它抽真空系统，除在机组正常运行工况下维持真空外，还可以在启动过程中建立真空，主要机组凝结水系统、辅助汽系统投入运行，就可以启动本系统建立真空，在机组正常后继续运行，维持真空。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。