[发明专利]一种低排汽凝结阻力的凝汽器布管方法

说明书

本发明涉及一种汽轮机排汽冷凝用的凝汽器。目的是提供一种凝汽器布管方法的改进，该布管结构应能进一步降低排汽的扩散阻力和凝结阻力，提高排汽的冷凝效果。技术方案是：一种低排汽凝结阻力的凝汽器布管方法,包括定位于凝汽器腔体内若干个相互平行排列的管束，两两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竖直轴线形成15゜的夹角。以使扩散槽的范围能基本覆盖进汽罩的所有范围，并使从进汽罩扩散出的排汽经由外侧的扩散槽导入管束中进行冷凝，与向下向心方向的蒸汽扩散凝结路径一致。

技术领域

本发明涉及一种汽轮机排汽冷凝用的凝汽器，尤其是汽轮机排汽冷凝用的凝汽器的换热管的布置方法。可降低汽轮机排汽凝结阻力、提高凝汽器管板布管率。

背景技术

对于壳侧(汽侧)有相变的换热器而言，汽轮机凝汽器的作用是将高速排入的汽轮机乏汽(比容为15m³/kg左右，流速为80～100m/s)凝结成水；蒸汽从容积约15m³/kg冷凝为0.001m³/kg的凝结水，容积的剧变需要凝汽器的汽侧结构兼顾汽轮机排汽的扩散和凝结的需要。一般凝汽器中相邻换热管(以下简称管子)的排列有60゜三角形排列、90゜四边形排列和圆形(辐射)排列等型式；但是考虑到凝汽器的尺寸，一般都采用60゜的等边三角形水平排列，并在此基础上布置出各种形状的管束(多个换热管组成)结构，如带状、教堂型(M型)及树形(火炬型)管束结构等等；上述结构更多地是考虑排汽的扩散需要，没能充分利用排汽凝结产生的向下向心真空吸力来帮助疏导排汽扩散。

如图5所示，凝汽器的汽侧结构，主要由进汽口、进汽罩、筒体、管板(固定在筒体的两端)、换热管(两端连接在管板上)、中间隔板等组成。排汽进入凝汽器，直排汽(A)直接进入下方的管束内凝结成水，未能凝结的蒸汽(B)沿轴向在进汽罩、中间隔板中间的扩散区向两边扩散，并将不凝气体推送至不凝气体抽出区。

现有凝汽器的布管方法(如图2所示)，主要考虑主冷区管子、空冷区管子、水室横隔板通道、蒸汽扩散槽等的布置。相邻管子以正等边三角形的方式排列布置，并组成合适的管束形状；管束之间形成利于蒸汽流动的扩散槽，扩散槽的扩散角为30゜(即扩散槽轴线与垂直方向的扩散槽轴线Z的夹角为135゜)。这种布置方式，扩散槽覆盖的范围比较窄，分割相同数量(总数和排数)管子的扩散槽的数量就比较多；而且最外侧的扩散槽轴线指向进汽口的中间，未能有效覆盖进汽口的范围。由于蒸汽的入口在顶部，蒸汽进入的速度较高，蒸汽垂直向下并扩散(扩散角度一般为左右10゜～15゜；如图1、图2中的箭头A与箭头B所示)与扩散槽轴线布置方向不匹配，蒸汽扩散的阻力比较大；为了使进入凝汽器的蒸汽容易扩散和减少阻力，这种布置方式需要较大的蒸汽扩散空间；因而凝汽器腔体内可供布管的空间就减少了。而当排汽进入管束后冷凝，体积迅速变小产生向下、向心的真空吸力(对于由水室横隔板分隔的双流程的管束，蒸汽从出水端的暖端(上部)向进水端的冷端(下部)凝结，冷却水温度越低，产生的冷凝压力越低，冷凝气流的运行方向如图1、图2中的箭头C所示；对于单流程的管束，蒸汽也是由管束的上部(蒸汽的近端)向下部(蒸汽的远端)凝结，如图1、图2中的箭头C所示)，与向外向下135゜导流的扩散槽不一致，因而没能充分利用蒸汽相变的吸力扩散蒸汽。

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，提供一种凝汽器布管方法的改进，该布管结构应能进一步降低排汽的扩散阻力和凝结阻力，提高排汽的冷凝效果，以在相同尺寸的凝汽器管板内布置更多的换热管，或者在同样尺寸的凝汽器管板布置同样数量的换热管时，获得更大的排汽扩散和凝结的空间，确保凝汽器能在设计的真空压力下运行，更好地保证凝汽器的换热效率。

本发明提供的技术方案是：