[发明专利]基于上进下出叠置双流程凝汽器的混合冷凝系统

说明书

技术领域

本发明涉及火电机组循环冷却水设备，具体地说它是一种基于上进下出叠置双流程凝汽器的混合冷凝系统。

背景技术

目前，常规设计的双流程表面式凝汽器的循环水流程为下进上出式时，循环水流入进水室，流过第一流程的管束吸收汽机排汽凝结放热，之后流入后水室，再流过第二流程的管束继续吸收汽机排汽凝结放热，最后流入排水室、排出凝汽器。

众所周知，凝汽器的循环水温度越低的区域，换热量越大，凝结蒸汽的份额也越大。因此，双流程表面式凝汽器，第一流程凝汽量大，第二流程凝汽量小。常规设计的双流程表面式凝汽器的第一流程管束布置在第二流程管束下面，大部分汽机排汽要穿过第二流程区，排汽主流流程长，增加排汽流动阻力(凝汽器的汽阻设计值一般为0.4kPa。汽机排汽量一定时，凝汽器汽侧压力越低，排汽容积流量越大，乏汽流速越高，排汽流阻也越大。就5.4kPa汽机排汽而言，对应的饱和水温度为34.20℃，当凝汽器的平均汽阻按0.2kPa考虑时，相应的凝汽器汽压与饱和温度为5.2kPa与33.54℃，汽侧温度降低0.66℃；当凝汽器的汽阻为0.4kPa时，相应的凝汽器汽压与饱和温度为5.0kPa与32.88℃，汽侧温度降低1.32℃。可见，凝汽器的汽阻对凝汽器的换热影响比较大)，并降低第一流程区的汽压，不利于汽机排汽动压转化为静压，降低第一流程区的换热效果，将提高汽机排汽压力，降低机组的热经济性。

如果凝汽器的第一流程与第二流程互换，第一流程管束布置在第二流程管束上面，即变成单背压上进下出叠置双流程表面式凝汽器，可减少流向凝汽器下部的汽机排汽量，便于优化管束布置，降低排汽流阻，强化换热效果，降低汽机排汽压力，还可降低凝汽器管束区的高度或宽度。汽机排汽流到下部管束(第二流程)区的份额大约是1/3。这样，汽机排汽主流流程短，流动阻力小，排汽动压能较好地转化为静压，将强化换热效果。更重要的一点是，可以缩小汽机排汽流至下部管束区的通道宽度，增加管束布局密度(提高管板的管束开孔总面积的占有率)，重新优化管束布置，降低凝汽器的管束区的高度或宽度，并降低汽机排汽压力；如果凝汽器的管束区的高度或宽度维持不变，管子布置间距可以加大，能进一步降低汽机排汽在管束区的流动阻力，降低汽机排汽压力。

另外。常规设计的该冷凝系统，直接通过真空泵将凝汽器中未凝蒸汽和漏入的空气抽出，这样，进入真空泵的汽气混合物中含汽量大，温度高，容易引起真空泵的汽蚀，影响运行效果以及使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服冷凝系统换热效率较低而提供的基于上进下出叠置双流程凝汽器的混合冷凝系统。

本发明是如下技术方案实现的：

基于上进下出叠置双流程凝汽器的混合冷凝系统，包括凝汽器，所述凝汽器包括凝汽器换热区，所述凝汽器换热区上端设置有凝汽器喉部，所述凝汽器喉部上端设置有低压缸；所述凝汽器换热区一侧设置有后水室，所述凝汽器换热区另一侧设置有循环冷却水进水管及循环冷却水出口，所述凝汽器换热区内设置有第一流程管束区及第二流程管束区；所述循环冷却水入口依次通过所述第一流程管束区、所述后水室、所述第二流程管束区与所述循环冷却水出口相连接；

所述凝汽器还通过抽气管道与混合式冷凝器的输入端相连接，所述混合式冷凝器的输出端通过冷凝水回流管道与所述凝汽器相连接，所述混合式冷凝器的输出端还通过真空泵与冷凝器排气管道相连接。

进一步地，所述循环水入口高于所述循环水出口。

又进一步地，所述第一流程管束区位于所述第二流程管束区上方。

还进一步地，所述第一流程管束区的蒸汽通道大于所述第二流程管束区的蒸汽通道。

再进一步地，所述混合式冷凝器的输入端还与化学补充水管道相连接。

本发明采用第一流程管束在第二流程管束之上的单背压上进下出叠置双流程凝汽器及其混合冷凝系统，与第一流程管束在第二流程管束之下的双流程表面式抽汽(气)凝汽器相比，汽机排汽的主流流程短，流动阻力小，排汽动压更能转化为静压，强化换热效果，更重要的是汽机排汽流向下部管束的通道宽度可以缩小，可增加管束布局密度，可重新优化管束布置，降低凝汽器管束区的高度或宽度，并降低汽机排汽压力；如果凝汽器的管束区的高度或宽度维持不变，管子布置间距可以加大，能进一步降低汽机排汽在管束区的流动阻力，降低汽机排汽压力。因此，能提高机组的热经济性。

同时，建议大容量单背压凝汽式汽轮机所用的尖峰式单背压凝汽器的管束也采用上进下出双流程叠式布置。