[实用新型]一种凝汽器的非均匀冷凝管束布置结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及大型电站凝汽器的传热和降低阻力技术领域，更具体地说它是一种凝汽器的非均匀冷凝管束布置结构。

背景技术

大型电站凝汽器是热力发电机组的重要组成部件，其不断地带走汽轮机排出蒸汽的热量，使排汽凝结成水并在汽轮机排气口建立与维持一定的真空度。统计数据表明，热力发电机组的真空度每降低1％，热耗约增加0.5％～1％，这会显著增加大型电站的标煤耗量。

影响凝汽器真空度的物理因素包括汽侧阻力和传热效率，通过优化凝汽器冷凝管束布置可实现蒸汽和管束更大的接触面积，提高蒸汽换热效果；降低蒸汽最大流速，使流动均匀，降低蒸汽流动阻力；如此，可以降低汽轮机排汽口的压力和减少凝结水的过冷度。

目前国外凝汽器冷凝管束典型的布置形式包括广泛应用于法国凝汽器的带状管束形式、美国凝汽器的密集型管束形式和德国凝汽器的山峰型管束。中国专利申请号为201010197078.9、专利名称为《一种仿生双连树形管束式凝汽器》公开了一种仿生双连树形管束式凝汽器，所述管板平面分为仿生双连树疏松树枝管束区、仿生双连树密集树枝管束区、渐缩空冷管束区和仿生双连树树干形中心抽汽区；中国专利申请号为201610250938.8、专利名称为《凝汽器管束》公开的凝汽器管束包括均由冷却水管叉排而成的松树形主凝区和直角梯形空冷区；国内外凝汽器管束布置形式的差异体现在整体管束轮廓线上，而管束内部的冷凝管均按正三角形排列，正三角形排列的缺点是蒸汽流速波动较大，例如：当蒸汽流过管束正三角形底边之后，会分成两股蒸汽分别从正三角形的两腰流出，这将导致蒸汽流速突然降低1/2倍及以上；当蒸汽流过管束正三角形两腰之后，会汇流成一股蒸汽从三角形底边流出，这将导致蒸汽流速突然增大1/2倍左右；蒸汽流速的剧烈波动会导致流动阻力变大，也会造成管束内部换热不均匀。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种凝汽器的非均匀冷凝管束布置结构，降低凝汽器冷凝管束间的蒸汽流动阻力和增强蒸汽换热效果。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种凝汽器的非均匀冷凝管束布置结构，多个冷凝管构成冷凝管束，冷凝管束位于凝汽器的管板上，其特征在于：凝汽器的冷凝管束在管板上呈非均匀排列结构，沿蒸汽流动方向的相邻三个冷凝管中心点的连线构成等腰三角形。

在上述技术方案中，所述等腰三角形的两腰长度之和等于底边长度与冷凝管外径长度之和，即满足如下公式：

B＝2A–d

式中，

A为沿蒸汽流动方向的任意相邻的三个冷凝管中心点的连线均构成的等腰三角形的腰长度；

B为沿蒸汽流动方向的任意相邻的三个冷凝管中心点的连线均构成的等腰三角形的底边长度；

d为冷凝管的外径长度。

在上述技术方案中，位于凝汽器的管板上的冷凝管束中的冷凝管外径均相等；所述等腰三角形两腰上冷凝管表面净距相等，两腰上冷凝管表面净距之和等于底边上冷凝管表面净距。

冷凝管束中任意两个冷凝管之间的净距小，当蒸汽错列通过等腰三角形时，其两腰上管间蒸汽的流速和底边上管间蒸汽的流速几乎相等，有利于减小蒸汽流动时流速的波动幅度，考虑到流动阻力与流速的平方成正比，蒸汽流速波动减小，可有效降低蒸汽在管束间的流动阻力，从而减小汽轮机排汽压力，提高机组效率。

本实用新型具有如下优点：

(1)本实用新型将凝汽器冷凝管束布置为非均匀的等腰三角形，因冷凝管束中任意两个冷凝管之间的净距小，单个等腰三角形尺寸较小，故可忽略蒸汽在腰线上冷凝管和底边上冷凝管的换热所导致的的蒸汽体积流量减小；当蒸汽错列通过等腰三角形时，其两腰上管间蒸汽的流速和底边上管间蒸汽的流速几乎相等；有利于减小蒸汽流动时流速的波动幅度，考虑到流动阻力与流速的平方成正比，蒸汽流速波动减小，可有效降低蒸汽在管束间的流动阻力，从而减小汽轮机排汽压力，提高机组效率；

(2)凝汽器冷凝管束布置为非均匀的等腰三角形，当蒸汽错列通过等腰三角形时，其两腰上管间蒸汽的流速和底边上管间蒸汽的流速几乎相等，均匀的蒸汽流动速度可使相近冷凝管的换热更加均匀，能有效避免形成局部涡流区和空气集聚区，增强换热效果；节能环保；

(3)本实用新型适用性强，可用于各种不同的电站凝汽器管束外轮廓线布置形式之中。

附图说明

图1本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型实施例一凝汽器非均匀冷凝管束布置局部结构示意图。

图3为本实用新型实施例二凝汽器非均匀冷凝管束布置局部结构示意图。