一种新型侧向进汽凝汽器的制作方法

本实用新型涉及换热器技术领域，尤其是涉及一种新型侧向进汽凝汽器。

背景技术：

凝汽器，是将汽轮机排汽冷凝成水的一种换热器，又称复水器。凝汽器主要用于汽轮机动力装置中，分为水冷凝汽器和空冷凝汽器两种。凝汽器将汽轮机的排汽冷凝成水，带走蒸汽凝结时放出的热量,建立和维持汽轮机排汽口形成真空，使进入汽轮机的蒸汽膨胀到尽可能低的有利压力,增加蒸汽的可用焓降；同时，可将凝结水重新送往锅炉,作为锅炉的给水,循环使用,从而提高整个装置的热经济性。

为响应国家节能环保的号召，很多电厂都在努力提高机组效率，其中一个解决的方向就是改进凝汽器的性能，一般改进后的新型凝汽器都会比旧凝汽器体积大，但某些电厂前期布置的排气母管离地面很低，或者场地空间有限，导致安装不了较大体积的凝汽器；另一方面，汽轮机厂房里最大的设备是凝汽器，目前，国内使用较多的是顶部进汽式凝汽器，顶部进汽式凝汽器布置在汽轮机的下方，汽轮机向下排汽，汽轮机与凝汽器通过带波形节的管道连接，传输结构方式对厂房的高度有一定要求，势必影响新建电厂建设高度，提高建设成本，也延长建设周期。

现有凝汽器内腔的冷却管在进汽端受到汽流冲蚀，容易损坏冷却管，冷却管损坏后冷却水会进入凝汽器，一是使凝结水过冷，导致机组热经济性下降，二是污染凝结水水质，对整个汽水系统造成损害，严重影响机组的工作性能及安全。同时，凝结水的水温不可控也是一个需要解决的问题。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种新型侧向进汽凝汽器，解决某些电厂改造凝汽器时受排汽母管及空间限制的问题，降低对于新建电厂建设高度的要求，提升凝汽器的整体换热性能，延长其使用寿命。

(二)技术方案

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种新型侧向进汽凝汽器，其包括依次序固接的前水室、凝汽器本体和后水室，凝汽器本体底部设置有支座。所述凝汽器本体侧面连接与汽轮机排汽端连通的排汽母管。

其中，具体地，所述凝汽器本体内腔中布设有若干冷却管，冷却管组成防冲蚀管束区、密集管束区和空冷管束区，防冲蚀管束区设置在靠近排汽母管一侧，密集管束区和空冷管束区置于防冲蚀管束区的后端，密集管束区包围空冷管束区；所述空冷管束区设置有抽空气支管，抽空气支管连接至凝汽器本体外部的抽空气主管。

所述新型侧向进汽凝汽器还包括设置于所述凝汽器本体底部的水水换热器，水水换热器上设置有冷却水进口、冷却水出口，水水换热器底部还设置有凝结水出口。

进一步地，所述排汽母管进汽方向水平设置。

进一步地，所述防冲蚀管束区在靠近排汽母管一侧设置有防冲蚀冷却管，防冲蚀冷却管的管壁厚度大于冷却管。

进一步地，所述密集管束区包括靠近所述凝汽器本体内壁并对称设置的折弯管束区，被折弯管束区包围并对称设置的两块倒三角管束区，以及设置于两块倒三角管束区之间的两块侧翼管束区。

进一步地，所述空冷管束区与侧翼管束区之间形成扩散通道。

更进一步地，所述空冷管束区和侧翼管束区之间固设有挡汽隔板，挡汽隔板包括基板和连接在基板两端的两块支板，支板延伸至空冷管束区和侧翼管束区之间的扩散通道中。

进一步地，所述凝汽器本体中还设置有防冲蚀装置，防冲蚀装置位于防冲蚀管束区的前端。

更进一步地，所述防冲蚀装置为开有若干小孔的防冲蚀隔板。

进一步地，所述前水室、凝汽器本体和后水室上均设置有人孔。

进一步地，所述支座包括设置于凝汽器本体底部中央的一个固定支座，和若干设置于凝汽器本体底部四周的滑动支座。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、相较于现有的顶部进汽式凝汽器，由于传输结构方式的弊病导致对厂房高度有一定硬性要求，提高了建设成本，延长了建设周期，本实用新型侧向连接进汽端，降低了新建电厂高度的建设要求，从一定程度上解决了旧式凝汽器改造时的空间限制问题。

2、相较于现有的凝汽器，对于凝汽器内部的冷却管管束缺少保护措施，冷却管在高温蒸汽急速传输时，易对最外侧的冷却管造成冲蚀破坏，从而降低凝汽器的整体性能，本实用新型设置有多级防护措施，保护冷却管不受破坏，提高凝汽器的整体性能，延长使用寿命。

3、现有的凝汽器存在凝结水水温不可控问题，本实用新型通过水水换热器在热力计算的基础上可使凝结水达到要求水温。

4、本实用新型结构简单，拆装灵活方便，适用性强，易于推广。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的结构示意图；

图2为图1的右视图；

图3为图1的俯视图；

图4为本实用新型内部布管结构的一种实施方式；

附图标记说明：1-前水室；11-前水室放气口；12-前水室进水口；13-前水室出水口；2-凝汽器本体；21-固定支座；22-滑动支座；3-后水室；31-后水室放气口；32-后水室放水口；4-排汽母管；41-防冲蚀装置；5-抽空气主管；6-人孔；7-水水换热器；71-冷却水进口；72-冷却水出口；73-凝结水出口；81-防冲蚀管束区；82-折弯管束区；83-倒三角管束区；84-侧翼管束区；85-空冷管束区；86-挡汽隔板；91-冷却管；92-防冲蚀冷却管。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。如“平行”仅仅是指其方向相对“垂直”而言更加平行，并不是表示该结构一定要完全平行，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参照图1～图4，本实用新型提供了一种新型侧向进汽凝汽器的实施例。

一种新型侧向进汽凝汽器，其包括依次序固接的前水室1、凝汽器本体2和后水室3，凝汽器本体2底部设置有支座。凝汽器本体2侧面连接与汽轮机连通的排汽母管4。

凝汽器本体2内腔中布设有若干冷却管91，冷却管91组成防冲蚀管束区81、密集管束区和空冷管束区85，防冲蚀管束区81设置在靠近排汽母管4一侧，密集管束区和空冷管束区85置于防冲蚀管束区81的后端，密集管束区包围空冷管束区85；空冷管束区85设置有抽空气支管，抽空气支管连接至凝汽器本体2外部的抽空气主管5。抽空气支管和抽空气主管5均属于抽空气系统的组件，抽空气系统可以抽吸走未被充分冷却凝结的蒸汽及不凝结气体，便于后续蒸汽通入，使得凝汽器维持一定的真空度，避免凝汽器本体2内腔中压力过大而导致排汽不顺畅，机组效率下降。

新型侧向进汽凝汽器还包括设置于所述凝汽器本体2底部的水水换热器7，水水换热器7上设置有冷却水进口71、冷却水出口72，水水换热器7底部还设置有凝结水出口73。水水换热器7用于对凝结水进行水温控制，通过调整通入水水换热器7中的冷却管的冷却水量，还可以通过调整水水换热器7中的冷却管的数量和规格来实现。

参照图1～图3，本实施例中，进一步地改进，排汽母管4水平设置。需要说明的是，排汽母管4不仅限于水平设置一种方式，亦可以设置成与水平方向呈一定角度，同时需要考虑到实地现场汽轮机的排汽口的高度位置；特别是当排汽母管4与凝汽器本体2的连接部处于低位时，有助于蒸汽的进汽，此时进汽速度较快，整体凝汽效率较高，但需要相应得提高抽空气系统的抽吸能力。排汽母管4的长度需要根据实地现场的空间而确定，但需要以具备合理的蒸汽扩散空间为准。

参照图4，本实施例中，进一步的改进，防冲蚀管束区81在靠近排汽母管4一侧设置有防冲蚀冷却管92，防冲蚀冷却管92的管壁厚度大于冷却管91。防冲蚀冷却管92的管壁厚度增加，提高了其耐冲蚀能力。

需要说明的是，防冲蚀管束区81在本实施例中采用M字型，使得其轮廓长度大于普通管束，增加了冷却管91的换热面积，提高了凝汽器的整体换热效率。

需要说明的是，为了清楚、简单地说明实施例的内容，图4中只示出了一部分防冲蚀管束区81的冷却管，其他的管束区只示出了轮廓，但并不表示其他管束区没有设置冷却管。

参照图4，本实施例中，进一步的改进，密集管束区包括靠近所述凝汽器本体2内壁并对称设置的折弯管束区82，被折弯管束区82包围并对称设置的两块倒三角管束区83，以及设置于两块倒三角管束区83之间的两块侧翼管束区84。折弯管束区82采用冷却管91密集层层堆叠的形式，解决换热尾段作业大量蒸汽汇集的冷却凝结问题，并在局部开出缺口，增加冷却管91的换热面积。

需要说明的是，倒三角管束区83增加了扩散通道的数量，并围绕空冷管束区85形成优化的蒸汽循环流场，汽流流场均匀无涡流，热负荷分布均匀，蒸汽进入管束区内的汽阻比普通管束低10％～20％，且也降低了壳侧汽阻，凝汽器整体换热性能比普通凝汽器高处5％-10％。

参照图1，本实施例中，进一步地改进，空冷管束区85与侧翼管束区84之间形成扩散通道。

参照图1，本实施例中，更进一步地改进，空冷管束区85和侧翼管束区84之间固设有挡汽隔板86，挡汽隔板86包括基板和连接在基板两端的两块支板，支板延伸至空冷管束区85和侧翼管束区84之间的扩散通道中。挡汽隔板86可以防止蒸汽直接进入空冷管束区85前端的抽空气管中，避免蒸汽还未被彻底冷却换热就被直接抽吸出凝汽器本体2；其次，蒸汽被挡汽隔板86阻挡之后，即由扩散通道进入折弯管束区82继续进行冷凝，使得折弯管束区82被充分利用。

参照图2、图3，本实施例中，进一步地改进，凝汽器本体2中还设置有保护冷却管的防冲蚀装置41，防冲蚀装置41位于防冲蚀管束区81的前端；优选地，防冲蚀装置41为开有若干小孔的防冲蚀隔板。防冲蚀装置41使通入凝汽器本体2中的蒸汽减速并均匀扩散，对于蒸汽起到缓冲流速的作用，降低了蒸汽对于管束区的冲蚀破坏。

参照图1～图3，前水室1、凝汽器本体2和后水室3上均设置有人孔6,便于出现故障时，对凝汽器本体2内部进行检查。

参照图1、图2，支座包括设置于凝汽器本体2底部中央的一个固定支座21，和若干设置于凝汽器本体2底部四周的滑动支座22。由于凝汽器能够通过底端配置的数个滑动支座22进行位置微调，因而凝汽器与汽轮机的热膨胀带来的应力对于排汽母管4的影响能够得到有效释放，而且凝汽器是在固定支座21确定的滑动方向进行微调，保证了凝汽器的滑动不会移位，有效保护了凝汽器与汽轮机之间的连接部件。

需要说明的是，参照图1～图3，前水室1上设置有前水室进水口12和前水室出水口13，实现冷却水的循环；前水室1和后水室3上还分别设置有前水室放气口11、后水室放气口31，用于凝汽器运行前抽走水室中的空气，便于向水室中充水；后水室3上还设置有后水室放水口32，以防止后水室3出现积水；凝汽器本体2底部还设置有排污口。

参照图1～图4，结合实施例中的优选方案对本实用新型的工作原理进行说明，排汽母管4设置于凝汽器本体2侧面解决了顶部进汽所引起的问题，不再赘述。

当蒸汽在排汽母管4中通入时，由于防冲蚀装置41的缓冲，蒸汽的冲蚀破坏力被降低，管束区第一时间与蒸汽接触的是防冲蚀管束区81外侧的防冲蚀冷却管91，蒸汽被防冲蚀冷却管91阻挡之后，即对后续的冷却管91基本无冲蚀力。

对于冷却换热整体而言，即是蒸汽和冷却水通过冷却管管壁进行热交换，蒸汽凝结成饱和水。具体地，蒸汽在防冲蚀管束区81进行初步冷却冷凝，蒸汽流速迅速下降，然后在密集管束区继续被冷却冷凝；当处于中间位置的蒸汽送入被挡汽隔板86阻挡之后，即由扩散通道进入折弯管束区82继续进行冷凝。由于空冷管束区85抽空气管处的低压作用，蒸汽自动流入空冷管束区85，未被充分冷却冷凝的蒸汽以及不凝结气体即被抽空气主管5抽出凝汽器本体2。

凝结水再通入水水换热器7进行再次控温，由冷却水进口71通入冷却水，与凝结水进行换热，最后由凝结水出口73收集凝结水。