适于汽轮机切除低压缸运行的真空提升系统的制作方法

本实用新型涉及热电联产技术领域，具体而言，涉及一种适于汽轮机切除低压缸运行的真空提升系统。

背景技术：

在高真空状态下，汽轮机低压缸“无蒸汽”运行技术是实现供热期热电解耦的有效手段，能充分提高火电机组的调峰灵活性，满足电网对负荷调度的要求。

相关技术中，应用于凝汽式汽轮机发电机组的抽真空设备，主要采用水环真空泵，其性能较不稳定，受工况和环境因素影响较大。

例如，机组切除低压缸运行工况下，凝汽器热负荷较少，同时切除低压缸运行工况为冬季，循环冷却水温度较低，机组理论上处于低背压(高真空)运行状态，但受水环真空泵极限抽吸压力限制的影响(水环真空泵极限真空为3.3kpa)，汽轮机真空系统内可能会出现空气聚积的问题，进而增加鼓风摩擦风险，对汽轮机末几级叶片造成危害。并且，凝汽器在正常背压下工作时，由于水环真空泵的抽吸特性，随着真空泵入口压力的减小，其抽吸能力急剧下降。此外，夏季随着温度的升高，水环真空泵的汽蚀加重，性能急剧下降，导致凝汽器真空变差，造成机组经济性降低。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种适于汽轮机切除低压缸运行的真空提升系统，该适于汽轮机切除低压缸运行的真空提升系统具有性能稳定、受工况和环境因素影响小等优点。

根据本实用新型的实施例提出一种适于汽轮机切除低压缸运行的真空提升系统，所述适于汽轮机切除低压缸运行的真空提升系统包括：冷凝器，所述冷凝器具有第一混合介质入口、排空口和热井连通口；第一蒸汽喷射泵，所述第一蒸汽喷射泵具有第一动力介质入口、第一吸入介质入口和第一混合介质出口；其中，所述第一吸入介质入口适于与凝汽器的抽真空管相连，所述第一混合介质出口与所述第一混合介质入口相连。

根据本实用新型实施例的适于汽轮机切除低压缸运行的真空提升系统具有性能稳定、受工况和环境因素影响小等优点。

根据本实用新型的一些具体实施例，所述适于汽轮机切除低压缸运行的真空提升系统还包括：第二蒸汽喷射泵，所述第二蒸汽喷射泵具有第二动力介质入口、第二吸入介质入口和第二混合介质出口；其中，所述冷凝器还具有中间抽取口和第二混合介质入口，所述第二吸入介质入口与所述中间抽取口相连，所述第二混合介质出口与所述第二混合介质入口相连。

进一步地，所述冷凝器内限定有第一分仓和第二分仓；其中，所述第一混合介质入口和所述中间抽取口与所述第一分仓连通，所述第二混合介质入口和所述排空口与所述第二分仓连通，所述热井连通口为分别与所述第一分仓和所述第二分仓连通的至少两个。

进一步地，所述第一动力介质入口和所述第二动力介质入口并联于动力介质总管。

进一步地，所述动力介质总管适于与锅炉的主蒸汽排放口相连。

根据本实用新型的一些具体示例，所述第一蒸汽喷射泵和所述第二蒸汽喷射泵中的每一个包括：泵壳，所述泵壳具有动力介质端、吸入介质端、混合介质端以及分别与所述吸入介质端和所述混合介质端连通的喷射腔室，所述吸入介质端邻近所述动力介质端设置；动力喷嘴，所述动力喷嘴设于所述泵壳的动力介质端且与所述喷射腔室连通。

进一步地，所述喷射腔室沿包括头部、混合部和扩散部，所述头部、所述混合部和所述扩散部沿从所述动力介质端至所述混合介质端的方向依次连通；其中，所述动力喷嘴和所述吸入介质端与所述头部连通，所述混合介质端与所述扩散部连通，所述混合部的直径沿从所述头部至所述扩散部的方向逐渐减小，所述扩散部的直径沿从所述混合部至远离所述混合部的方向逐渐增大。

根据本实用新型的一些具体实施例，所述冷凝器具有冷却水管，所述冷却水管适于并联于所述凝汽器的凝结水管。

进一步地，所述冷却水管位于所述凝结水管上的凝结水泵的下游。

根据本实用新型的一些具体实施例，所述适于汽轮机切除低压缸运行的真空提升系统还包括：具有水环真空泵的抽真空设备，所述抽真空设备适于与所述凝汽器的抽真空管相连；控制装置，用于控制所述第一蒸汽喷射泵和所述抽真空设备的投入和切除。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的适于汽轮机切除低压缸运行的真空提升系统的结构示意图。

图2是根据本实用新型实施例的适于汽轮机切除低压缸运行的真空提升系统的第一蒸汽喷射泵的结构示意图。

图3是根据本实用新型实施例的适于汽轮机切除低压缸运行的真空提升系统、水环真空泵和罗茨泵的抽吸压力-抽吸量的对比图。

附图标记：

适于汽轮机切除低压缸运行的真空提升系统1、

冷凝器100、第一混合介质入口110、排空口120、热井连通口130、中间抽取口140、第二混合介质入口150、第一分仓160、第二分仓170、冷却水管180、

第一蒸汽喷射泵200、第一动力介质入口210、第一吸入介质入口220、第一混合介质出口230、

第二蒸汽喷射泵300、第二动力介质入口310、第二吸入介质入口320、第二混合介质出口330、

动力介质总管400、

泵壳510、动力介质端511、吸入介质端512、混合介质端513、喷射腔室514、动力喷嘴520、头部5141、混合部5142、扩散部5143、

抽真空设备600、

抽真空管2、

凝结水管3、凝结水泵31。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。此外，在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

下面参考附图描述根据本实用新型实施例的适于汽轮机切除低压缸运行的真空提升系统1。

如图1-图3所示，根据本实用新型实施例的适于汽轮机切除低压缸运行的真空提升系统1包括冷凝器100和第一蒸汽喷射泵200。

冷凝器100具有第一混合介质入口110、排空口120和热井连通口130。第一蒸汽喷射泵200具有第一动力介质入口210、第一吸入介质入口220和第一混合介质出口230。其中，第一吸入介质入口220适于与凝汽器的抽真空管2相连，第一混合介质出口230与第一混合介质入口110。

图3示出了根据本实用新型实施例的真空提升系统1与现有技术中的水环真空泵和罗茨泵的抽吸压力-抽吸量的对比图。

如图3所示，当凝汽器真空度接近极限真空时，水环真空泵的抽吸量相较于根据本实用新型实施例的真空提升系统1的抽吸量明显下降，性能衰减。而当凝汽器真空度低于极限真空值时，第一蒸汽喷射泵200的抽吸量基本保持不变，性能稳定。

根据本实用新型实施例的适于汽轮机切除低压缸运行的真空提升系统1，极限真空度高，抽气极限压力低，能在低压环境下稳定抽吸，降低凝汽器的运行背压，与切缸技术十分匹配，同时耗能降低，维护简单，安全可靠。根据本实用新型实施例的适于汽轮机切除低压缸运行的真空提升系统1相比现有技术中的水环真空泵，不再受环境温度影响，年平均机组提高真空约0.2-0.5kpa，有效避免汽蚀现象的产生，且无任何转动件，节电率达到100％。

因此，根据本实用新型实施例的适于汽轮机切除低压缸运行的真空提升系统1具有性能稳定、受工况和环境因素影响小等优点。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图1所示，适于汽轮机切除低压缸运行的真空提升系统1还包括第二蒸汽喷射泵300。

第二蒸汽喷射泵300具有第二动力介质入口310、第二吸入介质入口320和第二混合介质出口330。

其中，冷凝器100还具有中间抽取口140和第二混合介质入口150，第二吸入介质入口320与中间抽取口140相连，第二混合介质出口330与第二混合介质入口150相连。

进一步地，冷凝器100可以为列管式换热器，冷凝器100内限定有第一分仓160和第二分仓170。其中，第一混合介质入口110和中间抽取口140与第一分仓160连通，第二混合介质入口150和排空口120与第二分仓170连通，热井连通口130为分别与第一分仓160和第二分仓170连通的至少两个，即第一分仓160具有至少一个热井连通口130且第二分仓170具有至少一个热井连通口130。

具体地，第一蒸汽喷射泵200的排汽依次通过第一混合介质出口230和第一混合介质入口110进入冷凝器100的第一分仓160。由第二蒸汽喷射泵300依次通过中间抽取口140和第二吸入介质入口320抽取第一分仓160内热交换后的汽水混合物，并依次通过第二混合介质出口330和第二混合介质入口150排汽至冷凝器100的第二分仓170，第二分仓170内交换后的不凝结气体通过排空口120排放，凝结水疏水通过热井连通口130返回热井回收

可选地，如图1所示，第一动力介质入口210和第一动力介质入口210并联于动力介质总管400，动力介质总管400适于与锅炉的主蒸汽排放口相连，仅消耗少量的中低能级能源作为驱动源。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图2所示，第一蒸汽喷射泵200和第二蒸汽喷射泵300中的每一个包括泵壳510和动力喷嘴520。

泵壳510具有动力介质端511、吸入介质端512、混合介质端513以及喷射腔室514。喷射腔室514分别与吸入介质端512和混合介质端513连通的喷射腔室514，吸入介质端512邻近动力介质端511设置。动力喷嘴520设于泵壳510的动力介质端511且与喷射腔室514连通。以第一蒸汽喷射泵200为例，第一动力介质入口210形成于动力喷嘴520，第一吸入介质入口220形成于吸入介质端512，第一混合介质出口230形成于第一混合介质出口230。

进一步地，喷射腔室514沿包括头部5141、混合部5142和扩散部5143。头部5141、混合部5142和扩散部5143沿从动力介质端511至混合介质端513的方向依次连通。

其中，动力喷嘴520和吸入介质端512与头部5141连通，混合介质端513与扩散部5143连通，混合部5142的直径沿从头部5141至扩散部5143的方向逐渐减小，扩散部5143的直径沿从混合部5142至远离混合部5142的方向逐渐增大。

具体而言，蒸汽由动力介质端511进入动力喷嘴520后，从动力喷嘴520中喷射出超音速射流，在头部5141内形成真空，低吸压力使喷射夹带由吸入介质端512吸入的不凝结性气体并加速，高速气流及不凝结性气体进入混合部5142混合，动能转换压力在扩散部5143内升至高水平，然后由混合介质端513进入冷凝器100，蒸汽冷凝后疏水由热井连通口130回到热井，不凝结性气体从热井连通口130排出。

本领域技术人员可以理解地是，为了便于理解，图2中以第一蒸汽喷射泵200为例，而对于第二蒸汽喷射泵300，其结构可参照第一蒸汽喷射泵200。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图1所示，冷凝器100具有冷却水管180，冷却水管180适于并联于凝汽器的凝结水管3，例如，冷却水管180位于凝结水管3上的凝结水泵的31下游。由此，采用凝结水作为冷凝器100的冷却水源，凝结水从凝结水泵31的出口截取，经换热后返回轴加与低加之间的凝结水管3，将换热后的热量返回凝结水系统，从而将动力蒸汽与凝汽器乏汽中的热量全部回收至凝结水系统，进而有利于提高经济性，节能效果显著。

在本实用新型的一些具体示例中，如图1所示，适于汽轮机切除低压缸运行的真空提升系统1还包括抽真空设备600和控制装置。

抽真空设备600具有水环真空泵，抽真空设备600适于与凝汽器的抽真空管2相连。控制装置用于控制第一蒸汽喷射泵200和第二蒸汽喷射泵300以及抽真空设备600的投入和切除。换言之，控制装置可以控制第一蒸汽喷射泵200和第二蒸汽喷射泵300参与运行，也可以控制抽真空设备600参与运行，从而适应不同的工况。例如，第一蒸汽喷射泵200和第二蒸汽喷射泵300可通过dcs中的顺控系统操作阀门实现投入与切除，操作简单可靠。

根据本实用新型实施例的适于汽轮机切除低压缸运行的真空提升系统1，极限真空为1.5kpa，并具备维持极限真空的运行能力，适于机组在冬季低除压缸零出力运行的工况，显著提高真空度，降低煤耗，同时设备仅利用了动力蒸汽的动能，对热能进行了全面回收，经济性显著。此外，第一蒸汽喷射泵200和第二蒸汽喷射泵300均为静止件，可降低厂用电率，降低发电成本，设备本身无转动部件，在运行维护上更为可靠。

根据本实用新型实施例的适于汽轮机切除低压缸运行的真空提升系统1的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“具体实施例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。