[发明专利]一种节能型水平管降膜蒸发式凝汽器

说明书

本发明公开了一种节能型水平管降膜蒸发式凝汽器，属于机械设计技术领域。该节能型水平管降膜蒸发式凝汽器管程、壳程、换热主体结构和受力主体框架，所述待冷却的热水通过管程进入换热主体结构进行冷却；所述海水在壳程的作用下形成降膜，用于对换热主体结构的冷却；所述受力主体框架作为本发明的支撑结构。本发明适用于火电厂汽轮机排汽的冷凝，也可应用于低温多效海水淡化装置。通过管内传热、复杂的管外传热传质过程，实现冷凝的目的。

技术领域

本发明属于机械设计技术领域，具体涉及一种节能型水平管降膜蒸发式凝汽器。

背景技术

电厂汽轮机排汽需要进行冷凝，通过凝结水泵返回到锅炉才能完成朗肯循环，持续发电。排汽的温度、压力越低发电能力越强，越节能。当前凝汽器有空冷式、水冷式、蒸发式。空冷式凝汽器换热性能差，设备体积庞大，造价高，冷却过程风机需要消耗大量的电能。夏季受环境温度限制，空冷式凝汽器可将排汽冷凝至11kPa，排汽温度、压力较高使电厂经济效益下降；采用水冷式需要消耗大量的循环冷却水、以及实现水循环所需要消耗的泵功，在淡水资源短缺的现状下，需要得到很好的替代。蒸发式凝汽器具有空冷和水冷的优点，既节约能源、水资源，又可保证较低的排汽压力。实现冷却目的。淡水资源紧缺的当下，我们设计了采用海水降膜的蒸发式凝汽器，避免了对淡水的消耗，又保证电厂冷凝系统可靠稳定的运行。采用海水降膜蒸发需要克服海水腐蚀、海水结垢的问题，以及管内外的换热计算、阻力压降计算。

发明内容

本发明为克服在实际应用中所存在的海水腐蚀问题，本发明提出一种节能型水平管降膜蒸发式凝汽器，对于凝汽器中内与海水存在相接处的部位我们选用耐海水腐蚀的316L不锈钢，对于换热管选用耐海水腐蚀的、换热性能好不易结垢的金属钛管来完成整个凝汽器的设计。为满足电厂冷凝的需要，同时达到更加节能、节约淡水的目的，提出一种采用海水为循环冷却媒介，实现水平管外的海水降膜蒸发冷凝。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种节能型水平管降膜蒸发式凝汽器，是将冷凝器和冷却塔相结合，是一种在管外喷水蒸发使管内流体冷凝的间壁式换热器。所述的节能型水平管降膜蒸发式凝汽器包括管程、壳程、换热主体结构和受力主体框架四部分；所述待冷却的低温蒸汽(汽轮机排汽是低温低压蒸汽)通过管程进入换热主体结构进行冷却；所述海水在壳程的作用下形成降膜，壳程引风机12引起的风自下而上流动，促进海水的蒸发，用于对换热主体结构的冷却；所述受力主体框架作为本发明的支撑结构。

所述受力主体框架包括结构钢框架1，用于提供其他部件的受力点以及组装的基本位置关系。

所述换热主体结构为换热管束，换热管束包括矩形管板2、一管程、二管程和支撑板4。所述矩形管板2布设于结构钢框架1两侧的横梁上，作为管程连接件。所述一管程、二管程均包括多排水平设置的椭圆换热管3，每排椭圆换热管3相邻的两根椭圆换热管3间距为椭圆换热管3当量直径的1.3倍，任意两排椭圆换热管3交错布置；所述一管程与二管程布置的椭圆换热管3的管排数比例为1:7；所述二管程安装在一管程上部。所述的椭圆换热管3的截面为椭圆形，两端安装在矩形管板2上，椭圆换热管3安装方式为椭圆截面的短轴水平；所述椭圆换热管3用于完成管内的低温蒸汽与管外的喷淋海水之间的换热。所述的支撑板4共有四组，垂直、等间距的安装在结构钢框架1两侧的纵梁上，用于支撑椭圆换热管。本发明以堆叠的方式完成与矩形管板2和椭圆换热管3之间的组装(因为我们将支撑板4横向分成几份，首先安装最底层的支撑板部分，然后根据管孔布置最底层一排的椭圆换热管3，接着在安装好倒数第二层的支撑板块，然后布置椭圆换热管3，如此类推)，其作用一是为了对椭圆换热管3进行竖直方向与水平方向的固定，二是为了起到对椭圆换热管3支撑的作用，防止椭圆换热管3因较长而刚度不足发生较大的挠度变形。