[发明专利]侧向进汽凝汽器的布管结构

说明书

本发明涉及一种用于轴向排汽汽轮机的侧向进汽的凝汽器的换热管的布置结构。目的是提供一种改进的侧向进汽凝汽器的布管结构，可以在相同尺寸的管板范围内布置更多的换热管，或者在同样尺寸的凝汽器和同样的换热管数量下，排汽的阻力更低，排汽冷凝效果更好，确保侧向进汽凝汽器能在设计的真空压力下运行，保证侧向进汽凝汽器的换热效率。技术方案是：侧向进汽凝汽器的布管结构，包括定位于凝汽器腔体内的若干个管束，管束之间为利于蒸汽流通的扩散槽，相邻扩散槽的轴线均平行排列；其特征在于：所述扩散槽的轴线与凝汽器的横向中心线形成10～15゜的夹角，以与凝汽器右端进气口输入的蒸汽扩散角相匹配。

技术领域

本发明涉及一种用于轴向排汽汽轮机的侧向进汽的凝汽器的换热管的布置结构，具体是一种排汽阻力低，结构紧凑的适合汽轮机排汽从侧面进入凝汽器的换热管(以下简称管子)布置结构。

背景技术

随着余热利用及生物质能发电等低热值蒸汽驱动汽轮机的需求的增加，轴向排汽汽轮机在装置中的使用越来越广泛，为之配套的侧向进汽的凝汽器的使用也越来越多。轴向排汽的汽轮机本来利用的蒸汽品质就比较低，为了更充分地利用低品质蒸汽的热力性能，要求凝汽器的排汽阻力更低，从而能获得更低的排汽真空，发挥余热的最大效能。为此，对侧向进汽的凝汽器的热力性能和结构性能提出了更高的要求。

目前，侧向进汽凝汽器的布管方式主要沿用与向下排汽汽轮机相适应的上进汽凝汽器的排列方式(冷却水下进上出布置，通过凝汽器两端的水室进出)，如图3所示。但是因为进汽口在侧面(右侧)，为了使蒸汽易于扩散，要腾出扩散空间，相邻管子(即换热管)的排列采用等边三角形排列的方式，凝汽器两端的水室均无法布置左右对称的管板，在下部左右对称的空冷区一侧离排汽口太近，对空气的抽出不利，抽气管路布置在凝汽器内部，结构较为复杂，给排汽增加了额外的阻力。一般冷凝器的布管要考虑主冷区管子、空冷区管子、水室横隔板通道、蒸汽扩散槽等的布置。相邻管子以等边三角形的方式布置在凝汽器的腔体内，并组成合适的管束形状，管束中的若干个扩散槽轴线K与凝汽器的水平中心线H构成30°的夹角，能覆盖的进汽口范围比较窄，最外侧的扩散槽指向排汽口的中间(未能有效覆盖排汽口的范围)，分割相同数量(总数和排数)管子的扩散槽的数量就比较多。因为蒸汽的入口在侧面，蒸汽进入的速度较高(一般在80～100m/s)，蒸汽扩散(扩散角度一般为10°～15°)与扩散槽轴线的布置方向(与水平方向夹角为30°)以及每排管子之间间隙的布置方向(与水平方向夹角为30°)不匹配，为了使进入的蒸汽容易扩散和减少阻力，这种布置需要较大的蒸汽扩散空间。因此，凝汽器腔体内可供布管的空间就被压缩了；或者说容积同样大小的凝汽器内，这种布置的阻力就比较大。

另一种方式如图4所示，为了使凝汽器内两端的管板对称，采用冷却水侧进侧出(左进右出)的结构，抽气管路布置在管束中间，扩散槽轴线K与水平方向夹角为60°布置，相邻管子等边三角形布置；其抽气管路布置在凝汽器内部，结构较为复杂，增加了排汽的阻力，这种结构更适合1流程的较大型的凝汽器，否则空冷区就不完全在冷端。

以上两种方式，一种扩散槽轴线30°布置，一种扩散槽轴线60°布置，而且相邻管子等边三角形布置，与排汽的扩散角(10～15°)不一致，形成的管束高速扩散截面小，排汽阻力较大，抽气口布置复杂增加了排汽阻力。形成的管束形状，或导致结构不够紧凑(图3所示结构)，或者不适合双流程或较小型凝汽器的需要(图4所示结构)。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服上述背景技术的不足，提供一种改进的侧向进汽凝汽器的布管结构，可以在相同尺寸的管板范围内布置更多的换热管，或者在同样尺寸的凝汽器和同样的换热管数量下，排汽的阻力更低，排汽冷凝效果更好，确保侧向进汽凝汽器能在设计的真空压力下运行，保证侧向进汽凝汽器的换热效率。

本发明提供的技术方案是：

侧向进汽凝汽器的布管结构，包括定位于凝汽器腔体内的若干个管束，管束之间为利于蒸汽流通的扩散槽，相邻扩散槽的轴线均平行排列；其特征在于：所述扩散槽的轴线与凝汽器的横向中心线形成10～15°的夹角，以与凝汽器右端进气口输入的蒸汽扩散角相匹配。