专利名称：基于串联布置的大小机凝汽器的高低背压热力循环装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种火力发电厂设备，具体涉及一种串联布置的大小机凝汽器的高低背压热力循环装置。
背景技术：
在火力发电厂生产过程是将煤炭的化学能依次转换为热能、机械能、电能的生产流程，其中汽轮发电机组通过热力循环装置借助于水具有汽态和液态之间相互转变的相变特性，实现将热能转换成机械能的转变。热力循环装置包括通过蒸汽管道依次串联并形成热力循环环路的锅炉、汽轮机组(简称主机)、主机凝汽器、凝结水泵、凝结水管道、低压加热器、除氧器、给水泵、高压给水管道以及高压加热器。将蒸汽通入汽轮机中推动多级叶轮转动，使得蒸汽的热能转化为机械能，再拖动与主机同轴转动的发电机，将实现机械能转换为电能。在热力循环装置中，凝汽器为一种表面式热交换器，用于将汽轮机作功后的低温蒸汽冷却凝结为水并储存于凝汽器底部的热井中；凝结水泵用于将凝汽器热井中储存的凝结水经过凝结水管道和各低压加热器输送到除氧器；给水泵用于将除氧器中储存的凝结水经过高压给水管道和高压加热器输送到锅炉重新加热为高温蒸汽，实现再次循环。对称结构的主机凝汽器上设有主机循环冷却水管道(简称“主机循环冷却水管道”)，主机循环冷却水管道包括主机凝汽器循环冷却水进水室(简称“主机进水室”)、主机凝汽器循环冷却水返水室(简称“主机返水室”)以及主机凝汽器循环冷却水出水室(简称“主机出水室”)，且主机返水室与主机返水室间、主机返水室与主机出水室间密布有大量水平穿置主机凝汽器的主机换热管束，汽轮机排汽从主机换热管束的外表面自上而下掠过。循环冷却水室被分隔为左右两侧对称的两个流程。每个流程又被分隔为上下两个区域，在主机凝汽器的一端设置为主机凝汽器循环冷却水的主机进水室和主机出水室，在另一端则通过外侧的管道构成主机返水室。来自循环冷却水泵的循环冷却水，经过主机凝汽器两侧的循环冷却水进水阀门分别进入主机凝汽器两侧的主机进水室，流经主机凝汽器下流程的主机换热管束内侧后，再通过主机返水室折返经过主机凝汽器上流程的主机换热管束内侦U。在吸收汽轮机排汽释放的汽化潜热之后，从主机凝汽器的主机出水室流出，经过主凝汽器出水侧的出水阀门和管道排出。汽轮机的排汽在释放汽化潜热之后冷却凝结为凝结水储存于主机凝汽器底部的热井之中。在热交换过程中主机凝汽器中建立汽轮机运行需要的真空，这一真空对主机的运行至关重要，凝汽器的热负荷增大将使得凝汽器真空下降，主机的热能转换效率降低。为了避免发电机组的辅助设备自身消耗电量，在现有的热力循环装置中常采用小汽轮机(简称小机)驱动给水泵，从主汽轮机四级抽汽口抽出部分蒸汽作为小汽轮机的动力汽源，小汽轮机的排汽通过带碟阀的管道接入主机凝汽器。现有方法存在以下缺陷:1、由于蒸汽在管道中流动会损耗一定能量，使得小汽轮机排汽压力须高于主机凝汽器的压力，其汽化潜热相应也比较高。2、现有装置运行时，具有较高热能的小汽轮机排汽与主机排汽混合，增加了主机凝汽器的热负荷，其对应的真空度将有所下降，降低了汽轮机工作效率。
实用新型内容为了解决现有技术的不足，本实用新型提供一种串联布置且不影响主机凝汽器效率的高低背压热力循环装置。本实用新型的进一步目的是提供一种通过增设小机独立的凝汽器，并且与主机凝汽器循环冷却水串联布置的连接方式来降低主机凝汽器热负荷和综合端差的热力循环装置。本实用新型通过以下方式实现:基于串联布置的大小机凝汽器的高低背压热力循环装置，包括主机凝汽器以及往复贯穿所述主机凝汽器的主机循环冷却水管道，所述主机循环冷却水管道包括依次连通的主机进水室、主机返水室以及主机出水室，所述主机进水室与主机返水室间、主机返水室与主机出水室间均通过若干密集并列布置的主机换热管束连通，所述主机换热管束穿置在所述主机凝汽器中，所述高低背压热力循环装置还包括一配有小机循环冷却水管道的小机凝汽器，所述小机循环冷却水管道包括一贯穿在所述小机凝汽器中的小机换热管束以及连接在所述小机换热管束两端的小机进水室和小机出水室，所述小机循环冷却水管道通过所述小机进水室与所述主机出水室连通，并将所述小机出水室外延形成出水口，所述小机进水室与所述主机出水室间的管道通过一旁路管道与所述小机出水室连通；所述小机凝汽器和主机凝汽器底部均设有热井，且通过一凝结水管道连通。在原有技术基础上增设一与小机匹配的小机凝汽器，并在所述主机循环冷却水管道上设置与小机凝汽器连接的小机循环冷却水管道，形成主机凝汽器与小机循环冷却水管道串联布置，且通过主机凝汽器与小机凝汽器各自的热平衡，建立起高低背压系统，改变了小机排汽进入主机凝汽器时的物理状态，由原先的汽体状态改变为液体状态，有效减小了从小机排出的低温蒸汽对主机背压的影响，提高汽轮机组的工作效率；小机循环冷却水管道与所述主机循环冷却水管道首尾连通，小机凝汽器循环冷却水利用主机凝汽器排出的冷却水进行冷却，在满足小机凝汽器换热效果，保证小机背压的基础上，能够有效利用低温的循环冷却水来冷却主机凝汽器的排汽，提高主机凝汽器的冷凝效果，提高机组的发电效率。作为优选，所述主机循环冷却水管道、小机循环冷却水管道以及旁路管道至少为两组，且每组分别配合连通。作为优选，所述主机进水室的进水端、主机出水室的出水端、小机进水室的进水端、小机出水室的出水端以及旁路管道上均设有阀门。通过在各自循环冷却水管道上设置可调节的阀门，有效控制各凝汽器中循环冷却水的流量，确保大小机凝汽器建立的背压与汽轮机运行的工况相匹配。还可用于在整套汽动给水泵组停运时的系统隔离，方便操作。作为优选，所述凝结水管道上设有一蝶阀。该蝶阀在整套汽动给水泵组运行运时处于全开状态，以降低小机凝汽器的凝结水自流到主机凝汽器的流动阻力。在整套汽动给水泵组停运时，该蝶阀用于系统隔离，方便操作。作为优选，所述主机循环冷却水管道、小机循环冷却水管道以及旁路管道间均通过三通管件连通。用三通管件实现管道间连通，既结构简单，安装方便，还能确保连接强度。本实用新型的有益效果:在原有技术基础上增设一与小机匹配的小机凝汽器，并将所述主机循环冷却水管道中主机出水室的出水口与小机循环冷却水管道中的小机进水室的进水口相连，在不影响主机凝汽器工作效率的前提下，改变了小机排汽进入主机凝汽器时的物理状态，有效减小了从小机排汽对主机背压的影响；小机凝汽器循环冷却水利用主机凝汽器排出的冷却水进行冷却，在满足小机凝汽器换热效果，保证小机背压的基础上，能够有效利用低温的循环冷却水来冷却主机凝汽器的排汽，提高主机凝汽器的冷凝效果，降低机组综合端差，提闻机组的发电效率。
图1为本实用新型结构示意图；图2为主机凝汽器和主机循环冷却水管道管路结构示意图；图3为小机凝汽器和小机循环冷却水管道管路结构示意图；图4为主机凝汽器单组管路结构示意图；图中:1、旁路管道，2、锅炉，3、主机，4、主机凝汽器，5、低压加热器，6、除氧器，7、给水泵，8、高压加热器，9、小机，10、小机凝汽器，11、主机循环冷却水管道，12、小机循环冷却水管道，13、阀门，14、蝶阀，15、三通管件，16、凝结水管道，17、主机换热管束，18、主机进水室，19、主机出水室，20、主机返水室，21、热井，22、小机进水室，23、小机出水室，24、小机换
热管束。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式
对本实用新型的实质性特点作进一步的说明。如图1所述的基于串联布置的大小机凝汽器的高低背压热力循环装置，由主机凝汽器4以及往复贯穿所述主机凝汽器4的主机循环冷却水管道11组成，所述主机循环冷却水管道11包括依次连通的主机进水室18、主机返水室20以及主机出水室19，所述主机进水室18与主机返水室20间、主机返水室20与主机出水室19间均通过若干密集并列布置的主机换热管束17连通，所述主机换热管束17穿置在所述主机凝汽器4中(如图2所述)，所述高低背压热力循环装置还包括一配有小机循环冷却水管道12的小机凝汽器10，所述小机循环冷却水管道12包括一贯穿在所述小机凝汽器10中的小机换热管束24以及连接在所述小机换热管束24两端的小机进水室22和小机出水室23 (如图3所述)，所述小机循环冷却水管道12通过所述小机进水室22与所述主机出水室19连通，并将所述小机出水室23外延形成出水口，所述小机进水室22与所述主机出水室19间的管道通过一旁路管道I与所述小机出水室23连通；所述小机凝汽器10和主机凝汽器4底部均设有热井21，且通过一凝结水管道16连通；所述主机循环冷却水管道11、小机循环冷却水管道12以及旁路管道I至少为两组，且每组分别配合连通；所述主机进水室18的进水端、主机出水室19的出水端、小机进水室22的进水端、小机出水室23的出水端以及旁路管道I上均设有阀门13 ；所述凝结水管道16上设有一蝶阀14 ;所述主机循环冷却水管道11、小机循环冷却水管道12以及旁路管道I间均通过三通管件15连通。在具体操作中，发电机组包括通过管道依次串联并形成环路的锅炉2、主机3 (汽轮机组)、与主机3排汽口连通的主机凝汽器4、低压加热器5、除氧器6、给水泵7以及高压加热器8，所述小机9驱动给水泵7转动，小机9的排汽口与所述小机凝汽器10的进汽口连通；所述主机3驱动发电机转动，主机3的排汽口与所述主机凝汽器4的进汽口连通。使用时，循环冷却水进入主机循环冷却水管道11的主机进水室18并被平均分流至两组有大量并联布置的主机换热管束17中，循环冷却水流经内侧贯穿主机凝汽器4的主机换热管束17，在吸收从主机换热管束17外表面流过的主机3排汽释放的汽化潜热之后，在依次经过主机返水室20以及主机出水室19后，被输送至小机循环冷却水管道12的小机进水室22中，此时通过调节旁路管道1、小机循环冷却水管道12的进水端和出水端、主机循环冷却水管道11的进水端和出水端上的阀门13实现调节控制进入主机凝汽器4和小机凝汽器10中循环冷却水的流量，确保主机凝汽器4和小机凝汽器10中压力与发电机负荷相对应的主机3和小机9背压相匹配。主机循环冷却水管道11的主机进水室18和主机出水室19上的阀门13在维持主机凝汽器4流量时一般不作调整。小机进水室22、小机出水室23以及旁路管道I上的阀门13用于调整流经小机凝汽器10的循环冷却水流量实现与对应的小机9背压相匹配。在具体操作中，小机凝汽器10中产生的凝结水通过凝结水管道16自流进入主机凝汽器4的热井21中。从而改变了小机9尾汽进入主机凝汽器4的状态。在具体操作中，如果在汽轮发电机组正常运行中汽动给水泵7组需要退出运行时，关闭小机循环冷却水管道12两端小机进水室22和小机出水室23的阀门13，全开旁路管道I阀门13，并关闭小机9凝结水管上的蝶阀14实现系统隔离。不影响主机凝汽器4的循环冷却水正常供应。在具体操作中，所述主机循环冷却水管道11、小机循环冷却水管道12以及旁路管道I至少为两组，并形成至少两组独立的循环水系统(如图4所述)，且各组循环水系统内的水流分布及流速均相同，以此确保主机凝汽器4和小机凝汽器10内的蒸汽凝结速率稳定，满足主机凝汽器4和小机凝汽器10的压力与汽轮机组对应负荷所需要的背压相适应。在使用时，优选为两组，可以根据实际情况而分为两根管道或并为一根管道输送，均应视为本实用新型的具体实施例。在具体操作中，主机循环冷却水管道11通过密集布置于主机凝汽器4内的大量主机换热管束17至少两次贯穿主机凝汽器4，主机换热管束17的组合与不同的流程分布，以及主机循环冷却水管道11贯穿主机凝汽器4的次数可以根据实际情况而定，均应视为本实用新型的具体实施例。在实际操作中，主机凝汽器4为双背压单流程凝汽器时，其与小机凝汽器10的循环冷却水采用串联式布置，形成高、中、低背压系统，均应视为本实用新型的具体实施例。在实际操作中，主机凝汽器4与多台小机凝汽器10的循环冷却水采用串联式布置，形成高、低背压系统，均应视为本实用新型的具体实施例。在实际操作中，主机凝汽器4与多台驱动其它辅助设备的汽轮机的凝汽器，循环冷却水采用串联式布置，形成高、低背压系统，均应视为本实用新型的具体实施例。
权利要求1.基于串联布置的大小机凝汽器的高低背压热力循环装置，包括主机凝汽器(4)以及往复贯穿所述主机凝汽器(4)的主机循环冷却水管道(11 )，所述主机循环冷却水管道(11)包括依次连通的主机进水室(18)、主机返水室(20)以及主机出水室(19)，所述主机进水室(18)与主机返水室(20)间、主机返水室(20)与主机出水室(19)间均通过若干密集并列布置的主机换热管束(17)连通，所述主机换热管束(17)穿置在所述主机凝汽器(4)中，其特征在于所述高低背压热力循环装置还包括一配有小机循环冷却水管道(12)的小机凝汽器(10)，所述小机循环冷却水管道(12)包括一贯穿在所述小机凝汽器(10)中的小机换热管束(24)以及连接在所述小机换热管束(24)两端的小机进水室(22)和小机出水室(23)，所述小机循环冷却水管道(12)通过所述小机进水室(22)与所述主机出水室(19)连通，并将所述小机出水室(23)外延形成出水口，所述小机进水室(22)与所述主机出水室(19)间的管道通过一旁路管道(I)与所述小机出水室(23)连通；所述小机凝汽器(10)和主机凝汽器(4 )底部均设有热井(21)，且通过一凝结水管道(16 )连通。
2.根据权利要求1所述的基于串联布置的大小机凝汽器的高低背压热力循环装置，其特征在于所述主机循环冷却水管道(11 )、小机循环冷却水管道(12 )以及旁路管道(I)至少为两组，且每组分别配合连通。
3.根据权利要求2所述的基于串联布置的大小机凝汽器的高低背压热力循环装置，其特征在于所述主机进水室(18)的进水端、主机出水室(19)的出水端、小机进水室(22)的进水端、小机出水室(23)的出水端以及旁路管道(I)上均设有阀门(13)。
4.根据权利要求1所述的基于串联布置的大小机凝汽器的高低背压热力循环装置，其特征在于所述凝结水管道(16)上设有一蝶阀(14)。
5.根据权利要求3所述的基于串联布置的大小机凝汽器的高低背压热力循环装置，其特征在 于所述主机循环冷却水管道(11)、小机循环冷却水管道(12)以及旁路管道(I)间均通过三通管件(15)连通。
专利摘要本实用新型涉及一种基于串联布置的大小机凝汽器的高低背压热力循环装置。现有给水泵汽轮机的排汽直接排入主机凝汽器中，使得主机凝汽器热负荷增大，影响发电机组作功效率。本实用新型包括主机凝汽器、小机凝汽器以及往复贯穿所述主机凝汽器的主机循环冷却水管道，小机凝汽器通过一凝结水管道与所述主机凝汽器连通，主机循环冷却水管道的出水端与小机循环冷却水管道的进水端连通，小机循环冷却水管道贯穿所述小机凝汽器并外延形成出水口，所述小机循环冷却水管道的进水端与出水端间通过一旁路管道连通。在原有的主机凝汽器结构基础上增设一与小机匹配的小机凝汽器，有效减小了从小机中排出的循环水对主机凝汽器中汽体压力的影响。
文档编号F01K9/00GK203081516SQ20132005139
公开日2013年7月24日 申请日期2013年1月29日 优先权日2013年1月29日
发明者倪定 申请人:浙江浙能能源技术有限公司