供热与冷却混合式凝汽器的制造方法
【专利摘要】本实用新型属于火电机组供热领域，公开了一种供热与冷却混合式凝汽器，包括壳体，所述壳体内部为空；壳体的上下端分别连接有进汽管和排水管，所述壳体连接有至少两组换热单元，换热单元内通有热网循环水或冷却循环水。本实用新型使相邻换热单元中的换热管束相互独立，互不影响；只需改变不同换热单元中换热管束内流通的循环水种类(工业循环水或热网循环水)以及循环水流量，即可灵活调整热网循环水的吸热量，满足热网在不同热负荷情况下的供热，而且无需调整汽轮机的排汽量，保证机组的发电能力。
【专利说明】供热与冷却混合式凝汽器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及火电机组供热【技术领域】，特别涉及供热与冷却混合式凝汽器。
【背景技术】
[0002]热电联产是国内外公认的可实现节能减排的重要手段，国家出台了多项政策重点支持热电联产的快速发展。为进一步挖掘火力发电厂热电联产常规供热技术方式下的节能潜力、提高热电联产机组的供热节能效果，高背压供热技术将火电机组中的汽轮机排汽中的余热进行回收，用于供热，避免了直接利用汽轮机高位能抽汽所带来的蒸汽有用能损失。
[0003]高背压供热技术下，采暖期机组高背压运行，以热网循环水作为凝汽器的循环冷却水，通过凝汽器换热回收汽轮机的排汽热量用于供暖。在采暖期，以热网循环水作为凝汽器的冷却水，通过凝汽器换热管束表面换热将汽轮机的排汽热量传递到热网循环水中，热网循环水经排汽加热后即可直接用于供暖，而冷却后的排汽水则从凝汽器出口排出，最终返回至回热系统。
[0004]这种高背压供热方式在实际供热过程中，受到供热负荷(即热网循环水量)的限制，可冷却回收的汽轮机排汽热量有限、影响到汽轮机组的发电出力，尤其在供热的初期和末期、当供热负荷需求较低时，汽轮机的发电出力也将受到严重限制。因此，常规高背压排汽供热技术下机组只能采用以热定电的运行方式，只能根据供热所需热量的多少，调节汽轮机发出的功率，使发电量受到限制，机组的调节灵活性下降，机组基本不具备调峰能力。
实用新型内容
[0005](一 )要解决的技术问题
[0006]本实用新型要解决的技术问题是:为解决在整个供热周期的不同阶段内，采用高背压供热技术的热电联产机组，在保证正常发电量的前提下，不易满足或者无法同时满足不同阶段供热需求的热量，需要调整发电量，汽轮机释放的热量才能与供热初期或供热末期的需求的热量相匹配，导致汽轮机发电量受限制的问题。
[0007]( 二)技术方案
[0008]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种供热与冷却混合式凝汽器，包括壳体，所述壳体内部为空；壳体的上下端分别连接有进汽管和排水管，所述壳体连接有至少两组换热单元，换热单元内通有热网循环水或冷却循环水；换热单元包括:前水室、后水室和多根换热管束，前水室和后水室均设置在壳体的外壁上；前水室分为上水室和下水室，上水室连接有循环水出口，下水室连接有循环水入口 ；换热管束设置在所述壳体内，上水室和下水室分别通过换热管束与后水室连通。
[0009]其中，所述进汽管通过一截面积逐渐增大的喉部与壳体的顶端连接。
[0010]其中，所述排水管通过设置在壳体底部的热井与所述壳体的内部连通，热井用于收集壳体内蒸汽冷却后凝结成的疏水。
[0011 ] 其中，相邻换热单元的换热管束分别设置在两个独立的区域内，两者互不接触。
[0012]其中，多根所述换热管束均水平设置，所述壳体内的蒸汽沿竖直方向穿过若干所述换热管束。
[0013]其中，所述壳体的底部设有支座。
[0014](三)有益效果
[0015]上述技术方案具有如下优点:本实用新型供热与冷却混合式凝汽器，使相邻换热单元中的换热管束相互独立，互不影响；只需改变不同换热单元中换热管束内流通的循环水种类(工业循环水或热网循环水)以及循环水流量，即可灵活调整热网循环水的吸热量，满足热网在不同热负荷情况下的供热，而且无需调整汽轮机的排汽量，保证机组的发电能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型所述供热与冷却混合式凝汽器的侧视示意图；
[0017]图2是本实用新型所述前水室的剖面结构示意图；
[0018]图3是本实用新型所述后水室的剖面结构示意图。
[0019]其中，1、进汽管；2、喉部；3、壳体；4、热井；5、排水管；6、支座；7、前水室；8、后水室；9、上水室；10、下水室；11、循环水入口 ；12、循环水出口 ；13、换热管束入口 ；14、换热管束出口。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0021 ] 如图1-3所示，本实用新型一种供热与冷却混合式凝汽器，包括壳体3，所述壳体3内部为空；壳体3的上端连接有进汽管1，其下端连接有排水管5，所述壳体3连接有至少两组换热单元，换热单元内通有循环水，循环水可以是冷却循环水、或者来自热网的热网循环水；换热单元包括:前水室7、后水室8和多根换热管束，前水室7和后水室8均设置在壳体3的外壁上；前水室7分为上水室9和下水室10，上水室9连接有循环水出口 12，下水室10连接有循环水入口 11 ;换热管束设置在壳体3内，上水室9和下水室10分别通过换热管束与后水室8连通；上水室9通过设置在壳体3外壁上的换热管束出口 14与换热管束连通，下水室10通过设置在壳体3外壁上的换热管束入口 13与换热管束连通。
[0022]进汽管1通过一截面积逐渐增大的喉部2与壳体3的顶端连接，汽轮机排汽由进汽管1流入壳体3内的过程中，截面积逐渐增大，汽体流速变缓，蒸汽在壳体3内的换热管束外侧停留时间较长，与换热管束内的循环水进行较为充分的表面式换热。
[0023]排水管5与壳体3内部通过设置在壳体3底部的热井4连通，热井4用于收集壳体3内的蒸汽冷却凝结成的疏水，疏水汇集后通过排水管5排出，最终返回至汽轮机的回热系统。
[0024]相邻换热单元的换热管束分别设置在两个独立的区域内，两者互不接触，避免换热管束之间相互产生热量交换。多根换热管束均水平设置，所述壳体3内的蒸汽沿竖直方向穿过若干所述换热管束。
[0025]壳体3的底部设有支座6，包括滑动支座和导向支座，用于在安装时或使用过程中对壳体3的位置进行调整，以缓解壳体3受热变形所带来的各部件之间的应力变化，延长凝汽器的使用寿命。
[0026]本实用新型供热与冷却混合式凝汽器的工作原理如下:
[0027]在每个换热单元内，循环水通过循环水入口 11进入下水室10，然后通过换热管束入口 13进入换热管束，与换热管束外侧的蒸汽进行热交换，吸收热量后的循环水进入后水室8，然后再通过换热管束流入上水室9，期间再次与换热管束外侧的蒸汽进行热交换；再次吸收热量后的循环水通过循环水出口 12流出上水室9，流入外部循环设备。
[0028]采暖期间，在热网的供热负荷较低、热网循环水量较少时，部分换热单元内通入热网循环水，另一部分换热单元内通冷却循环水，除热网供热所需汽轮机排汽热量由热网循环水吸收外，多余的汽轮机排汽热量还可由工业冷却循环水吸收，无需调整汽轮机的排汽量，机组的发电量不受热负荷限制，在不影响汽轮机发电量的前提下，即可实现热网系统的正常供暖，通过调整冷却循环水的通入量，可以实现调控热网循环水吸热量的目的；在有效回收汽轮机排汽余热用于供热的同时，提高了供热和发电出力的灵活性。在热网负荷需求较高时，所有换热单元均通入热网循环水，尽可能回收汽轮机排汽的热量用于供热；在非采暖期，热网没有热负荷需求时，所有换热单元均通入工业用冷却循环水，只通过冷却循环水对汽轮机的排汽进行冷却。
[0029]下面举个具体的实施例:
[0030]对于某330丽亚临界湿冷机组，当采用高背压供热技术、利用低压缸排汽供热时，若采用常规的凝汽器，当供热负荷需求为1300GJ/h时，所需的汽轮机排汽量约为576t/h，进而限制汽轮机主蒸汽量在825t/h左右、机组发电出力为244.15MW，负荷率为74%。而当初末期热负荷需求为780GJ/h时，所需汽轮机排汽量324t/h、机组负荷仅为125.78MW，负荷率仅为38.12%。采用常规凝汽器结构下的高背压供热技术，机组只能由热负荷的需求量决定发电出力，供热期随着热负荷变化发电出力波动很大，机组无法参与电网调峰，这种运行方式很难被接受。
[0031]若机组采用本实用新型所述的供热与冷却混合式凝汽器，在实现高背压供热的同时，机组仍可参与调峰，机组供热负荷和发电出力可以同时调整。如在机组承担1300GJ/h的热负荷时，电网调度为266MW负荷时，即可将机组主汽量控制在900t/h左右；此时汽轮机排汽量约为620t/h，除去约576t/h的排汽被热网水换热区域内的热热网循环水吸收供热夕卜，其余44t/h左右的排汽热量将由冷却循环水带走。当供热初期热负荷为780GJ/h，机组仍可维持在266MW运行，机组排出的620t/h的低压缸排汽，除了约324t/h的乏汽用于供热夕卜，其余296t/h乏汽则被冷却循环水冷却。
[0032]供热与冷却混合式凝汽器的利用，既可有效回收机组乏汽余热用于供暖，还可恢复机组的调峰能力，使机组具备高背压供热与发电出力的双重调节能力，有利于高背压供热技术的推广利用，大幅提高热电联产机组的供热经济性。
[0033]本实用新型中，相邻换热单元中的换热管束相互独立，互不影响；只需改变不同换热单元中换热管束内流通的循环水种类(工业循环水或热网循环水)以及循环水流量，即可灵活调整热网循环水的吸热量，满足热网在不同热负荷情况下的供热，而且无需调整汽轮机的排汽量，保证机组的发电能力。
[0034]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种供热与冷却混合式凝汽器，包括壳体(3)，所述壳体(3)内部为空；壳体(3)的上下端分别连接有进汽管(I)和排水管(5)，其特征在于，所述壳体(3)连接有至少两组换热单元，换热单元内通有热网循环水或冷却循环水； 换热单元包括:前水室(7)、后水室(8)和多根换热管束，前水室(7)和后水室(8)均设置在壳体(3)的外壁上；前水室(7)分为上水室(9)和下水室(10)，上水室(9)连接有循环水出口(12)，下水室(10)连接有循环水入口(11);换热管束设置在所述壳体(3)内，上水室(9)和下水室(10)分别通过换热管束与后水室(8)连通。
2.如权利要求1所述的供热与冷却混合式凝汽器，其特征在于，所述进汽管(I)通过一截面积逐渐增大的喉部(2)与壳体(3)的顶端连接。
3.如权利要求1所述的供热与冷却混合式凝汽器，其特征在于，所述排水管(5)通过设置在壳体⑶底部的热井⑷与所述壳体⑶的内部连通，热井⑷用于收集壳体⑶内蒸汽冷却后凝结成的疏水。
4.如权利要求1所述的供热与冷却混合式凝汽器，其特征在于，相邻换热单元的换热管束分别设置在两个独立的区域内，两者互不接触。
5.如权利要求1所述的供热与冷却混合式凝汽器，其特征在于，多根所述换热管束均水平设置，所述壳体(3)内的蒸汽沿竖直方向穿过若干所述换热管束。
6.如权利要求1所述的供热与冷却混合式凝汽器，其特征在于，所述壳体(3)的底部设有支座出)。
【文档编号】F28B9/10GK204255126SQ201420634505
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年10月29日 优先权日:2014年10月29日
【发明者】郝亚珍, 徐磊 申请人:天津中能蓝天节能技术开发有限公司