一种高效率连续生产式凝汽装置的制作方法

本发明涉及到热电厂的蒸汽发电领域的凝汽器，具体的说是一种高效率连续生产式凝汽装置。

背景技术：

凝汽器是将汽轮机排汽冷凝成水的一种换热器，又称复水器，主要用于汽轮机动力装置中，分为水冷凝汽器和空冷凝汽器两种。一般的水冷凝汽器，其原理是在一个密闭腔室内设置若干根的冷凝铜管，冷凝铜管之间具有缝隙，这样，通过在冷凝铜管内通入冷凝水，这样在将水蒸气通过冷凝铜管之间的缝隙的时候，水蒸气与冷凝水通过冷凝铜管的壁接触发生热交换，从而冷凝成液滴，在此过程中，冷凝铜管中的冷凝水不可避免的会被加热。

现有技术中，为了降低成本，冷凝铜管中通入的冷凝水一般都是自来水，自来水中的含盐量比较高，特别是北方水质偏硬，其中含有大量的钙镁等金属离子，在用作凝汽器的冷凝循环水时，由于热交换后会在冷凝铜管内壁产生水垢，从而导致热阻增大，排气温度增高，这就需要定期清除冷凝铜管内的水垢。

现有的清除水垢方式，一般是将凝汽器的两端打开，再连上液体泵，向冷凝铜管内先泵入酸性清洗液进行清洗，这种方式需要打开凝汽器，而且在清洗完毕后还需要重新安装，整个清洗和拆装过程一般需要一天时间，这就导致需要停工。

技术实现要素：

为了解决现有凝汽器需要定期停工清洗冷凝铜管内水垢的问题，本发明提供了一种高效率连续生产式凝汽装置，通过将清洗设备安装到现有的凝汽器上，并且平时不影响凝汽器工作、在需要清洗的时候再进入到凝汽器内对冷凝铜管内部进行清洗，经过多次构思、画图、实验和改进后，最终形成了三种比较完善而且能够在工业上进行实施的解决方案，并在义煤集团热电公司的2和3号凝汽器上进行了实验，效果非常好，不仅能够大幅度提高凝汽器的清洗效率，节省了清洗时的人力和工作量，而且改造的成本也控制在每台1.7万-3.5万之间（液压站公司本身就已经具备，只需要引出新的液压管路即可），相比较于节省的经济成本、时间成本和人力成本来说，十分划算；经与热电公司协商，其中一种方案归热电公司所有，另外两种方案则归张晓波所有，这两种方案中的其一即为本发明。

本发明的核心思路是，将两个凝汽器直接进行一定的改造，之后将两者与一个清洗设备并联在一起，在正常生产时，清洗设备将一个凝汽器堵塞不使其工作，使冷凝水通过另一个凝汽器进行正常生产作业，当使用一段时间，正常工作的凝汽器需要停工清洗水垢时，清洗设备再转动到这个凝汽器上并将其堵塞，另一个凝汽器开始工作的同时，清洗设备内的清洗液对堵塞的需要清洗的这个凝汽器进行清洗，这样就实现了不停工清洗凝汽器，实现了连续生产。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种高效率连续生产式凝汽装置，该凝汽装置由两个对称设置的凝汽器构成，每个凝汽器包括其内部的用于蒸汽与冷凝水热交换的冷凝铜管区，冷凝铜管区的冷凝水流出端具有冷凝水排出管，冷凝铜管区相对的两侧分别具有蒸汽入口管和凝结水排出管，且两个凝汽器的凝结水排出管均连接在一根排水管上，所述两个凝汽器远离冷凝水排出管的一端设置有清洗转换装置，所述清洗转换装置包括将两个凝汽器的端部包裹在其内的圆形封闭腔，在圆形封闭腔的中心设置有动力机构驱动其转动的转轴，转轴上通过连接板设置有一圆形的移动基座，该移动基座与两个凝汽器内冷凝铜管区端部的大小形状相同，且在转轴带动移动基座绕圆形封闭腔中心转动过程中，能够将任意一个凝汽器内冷凝铜管区的冷凝水进入端完全遮蔽以阻止冷凝水进入；

在所述圆形封闭腔上与两个凝汽器对应的位置分别设置有两个可打开的清洗液进口，且当移动基座将某一个凝汽器内冷凝铜管区的冷凝水进入端完全遮蔽时，该凝汽器对应的清洗液进口通过移动基座内设有的通道与冷凝铜管区的冷凝水进入端连通，以通过清洗液进口向冷凝铜管区的每一根冷凝铜管内注入酸性清洗液进行清洗；

所述转轴内设有向圆形封闭腔内注入冷凝水的冷凝水进入通道。

本发明的一种优选实施方式为，所述圆形封闭腔内设置有两块圆形橡胶弹性板，这两块橡胶弹性板分别设置在两个凝汽器内冷凝铜管区的进水端上，且在两块圆形橡胶弹性板上分别具有将冷凝铜管区内每一根冷凝铜管管口暴露出来的通孔。

本发明的另一种优选实施方式为，所述移动基座内设置有若干流体通孔，且当移动基座完全遮蔽某个冷凝铜管区时，这些流体通孔的一端分别与冷凝铜管区内所有冷凝铜管管口一一对应，另一端汇合后与清洗液进口对应连通。

本发明的另一种优选实施方式为，所述移动基座远离冷凝铜管区的一侧内部挖设有圆形的开口腔，该开口腔的开口与连接板相对，所述开口腔使移动基座靠近冷凝铜管区的一侧形成实体部，在开口腔内设有垂直其轴向的隔板，该隔板将开口腔分隔为远离冷凝铜管区一侧的清洗剂腔和靠近冷凝铜管区一侧的液压油腔；

在所述实体部上分布有若干贯穿其厚度方向的安装孔，而在隔板上设置有与这些安装孔一一对应的贯穿孔，且当移动基座将某一个冷凝铜管区完全遮蔽时，这些安装孔与冷凝铜管区上的管口一一对应；每个所述安装孔内均设置有一个活动式喷头组件；

所述活动式喷头组件包括处于安装孔内且尾部穿过隔板上贯穿孔伸入到清洗剂腔内并抵住清洗剂腔侧壁的空心内圆管，空心内圆管的首端固定有喷头板，环绕空心内圆管的外部设置有外套管，外套管为具有褶皱的橡胶套管，其首端固定在喷头板上，尾端固定在安装孔内，且外套管与空心内圆管之间形成的外容腔与液压油腔连通；所述转轴内设有液压油通道，该液压油通道的一端伸出转轴的端部后与外部液压管路连接，另一端穿过连接板和移动基座后与液压油腔连通，以通过液压油通道向液压油腔内注入液压油，从而使外套管的褶皱伸展进而使喷头板伸出安装孔后探入到冷凝铜管区内与其对应的一个管口内，或通过抽出液压油腔内的液压油，进而使外套管恢复褶皱状态，并使喷头板从管口内缩回到实体部的安装孔内；

所述空心内圆管的尾端开口，以在喷头板伸出时，空心内圆管的尾端脱离与清洗剂腔侧壁的接触，并与清洗剂腔连通形成清洗剂通道；

所述喷头板上设置有若干喷孔，这些喷孔的一端分别倾斜朝向冷凝铜管内壁，另一端与空心内圆管的内腔连通；

所述清洗剂腔在移动基座将冷凝铜管区完全遮蔽时与清洗液进口连通，以通过该清洗液进口向清洗剂腔内注入酸性清洗剂，并使酸性清洗剂通过空心内圆管内腔和喷孔喷向每一根冷凝铜管内壁以对其进行清洗。

本发明的另一种优选实施方式为，所述安装孔朝向液压油腔一端的孔口处具有围绕孔口外扩的圆形凹坑，且在凹坑内侧壁设置内螺纹，所述外套管的端部固定在一螺纹套管底部，且螺纹套管外壁的外螺纹与圆形凹坑内侧壁的内螺纹形成螺纹连接，从而实现外套管的固定。

本发明的另一种优选实施方式为，所述空心内圆管的中心位置设置有沿其轴向延伸的填充部，该填充部与空心内圆管的内壁之间形成供酸性清洗剂通过的内容腔。

本发明的另一种优选实施方式为，环绕所述空心内圆管的尾端分布有外扩的挡圈，同时在隔板的贯穿孔周围分布有与挡圈形状和大小匹配的凹陷部，且当外套管在液压油压力作用下伸展至极限位置时，空心内圆管尾端的挡圈卡入到凹陷部内，并使空心内圆管的尾端与隔板的侧壁表面平齐。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1）本发明是将两个现有的凝汽器并联，之后在两者的冷凝水进口端设置圆形的封闭腔，封闭腔将两个凝汽器的进水端包覆在其中，之后在封闭腔内设置可绕中心转动的移动基座，移动基座上设置有连通外部清洗设备和凝汽器的冷凝铜管区的清洗通道，在正常生产时，移动基座将一个凝汽器堵塞不使其工作，使进入封闭腔内的冷凝水通过另一个凝汽器进行正常生产作业，当使用一段时间，正常工作的凝汽器需要停工清洗水垢时，移动基座再转动到这个凝汽器上并将其堵塞，另一个凝汽器开始工作的同时，移动基座内的清洗通道将需要清洗的这个凝汽器的冷凝铜管区与外部的清洗设备连接，从而对其进行清洗消除水垢，这样就实现了不停工清洗凝汽器，实现了连续生产；

2）本发明核心在于将两个凝汽器的冷凝铜管区的进水端包覆在内的圆形封闭腔和可在圆形封闭腔内转动，并将两个冷凝铜管区封闭的移动基座，移动基座具有两种结构，其中一种是内部具有流体通孔，这些流体通孔能够将冷凝铜管区每一根冷凝铜管的管口与圆形封闭腔侧壁上的清洗液进口连通，再通过清洗液进口向其中依次灌注酸性清洗液浸泡和清水清洗，从而实现了不拆卸清洗水垢；

另一种结构更加精确，分为两部分，一部分为在其上挖的具有开口的圆形开口腔，开口腔一侧形成实体部，开口腔的开口与清洗液进口对准，而在开口腔内设置一块隔板将其沿厚度方向分为靠近冷凝水进口一侧的具有与清洗液进口对准开口的清洗剂腔和远离冷凝水进口一侧的完全封闭液压油腔，而在实体部内设置若干与冷凝铜管一一对应的安装孔，每个安装孔内安装一个活动式喷头组件，活动式喷头组件的主体是两部分，一部分是呈褶皱状可伸缩的外套管，另一部分是空心内圆管，外套管的作用是与液压油腔连通，通过向其中注入液压油，来控制其伸缩，进而在伸出时探入与其对应的冷凝铜管内，收缩时，能够缩回实体部内，不影响移动基座在圆形封闭腔内的转动；而空心内圆管的作用是穿过隔板，将其内腔与清洗剂腔连通，从而使清洗剂通过清洗剂腔进入到空心内圆管的内腔中，并由喷头板上的喷孔喷出到冷凝铜管内对其进行清洗；清洗液是外接的清洗水泵的喷头通过清洗液进口送入到移动基座内，而液压油则是通过转轴上的液压油通道送入到液压油腔内。

附图说明

图1为本发明一种结构的整体示意图；

图2为圆形封闭腔内移动基座将一个冷凝铜管区遮蔽时的状态示意图；

图3为图1中移动基座的细节结构示意图；

图4为本发明另一种结构的整体示意图；

图5为图4中移动基座的细节结构示意图；

图6为图4中移动基座在清洗时的状态示意图；

图7为图6的细节示意图；

图8为活动式喷头组件缩回时的状态示意图；

图9为活动式喷头组件伸出时的状态示意图；

图10为活动式喷头组件缩回时的结构示意图；

图11为活动式喷头组件伸出时的结构示意图；

附图标记：1、凝汽器，101、冷凝铜管区，102、蒸汽入口管，103、冷凝水排出管，104、凝结水排出管，105、排水管，2、清洗转换装置，201、圆形封闭腔，202、清洗液进口，203、橡胶弹性板，3、转轴，301、动力机构，302、连接板，303、冷凝水进入通道，304、液压油通道，4、移动基座，401、实体部，402、隔板，403、清洗剂腔，404、液压油腔，405、安装孔，406、凹陷部，407、流体通孔，5、活动式喷头组件，501、空心内圆管，502、外套管，503、喷头板，504、外容腔，505、喷孔，506、内容腔，507、螺纹套管，508、挡圈，509、填充部。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步的阐述和说明。本发明未做具体说明的均为现有技术，在此不进行赘述。

实施例1

如图1、2和4所示，一种高效率连续生产式凝汽装置，该凝汽装置由两个对称设置的凝汽器1构成，每个凝汽器1包括其内部的用于蒸汽与冷凝水热交换的冷凝铜管区101，冷凝铜管区101的冷凝水流出端具有冷凝水排出管103，冷凝铜管区101相对的两侧分别具有蒸汽入口管102和凝结水排出管104，且两个凝汽器1的凝结水排出管104均连接在一根排水管105上，所述两个凝汽器1远离冷凝水排出管103的一端设置有清洗转换装置2，所述清洗转换装置2包括将两个凝汽器1的端部包裹在其内的圆形封闭腔201，在圆形封闭腔201的中心设置有动力机构301驱动其转动的转轴3，转轴3上通过连接板302设置有一圆形的移动基座4，该移动基座4与两个凝汽器1内冷凝铜管区101端部的大小形状相同，且在转轴3带动移动基座4绕圆形封闭腔201中心转动过程中，能够将任意一个凝汽器1内冷凝铜管区101的冷凝水进入端完全遮蔽以阻止冷凝水进入；

在所述圆形封闭腔201上与两个凝汽器1对应的位置分别设置有两个可打开的清洗液进口202，且当移动基座4将某一个凝汽器1内冷凝铜管区101的冷凝水进入端完全遮蔽时，该凝汽器1对应的清洗液进口202通过移动基座4内设有的通道与冷凝铜管区101的冷凝水进入端连通，以通过清洗液进口202向冷凝铜管区101的每一根冷凝铜管内注入酸性清洗液进行清洗；

所述转轴3内设有向圆形封闭腔201内注入冷凝水的冷凝水进入通道303。

在本实施例中，清洗液进口202平时处于封闭状态，只有在需要清洗冷凝铜管时打开，从而使外部的清洗水泵的喷头通过清洗液进口202伸入到移动基座4内，防止清洗液流失。

在本实施例中，凝汽器1是现有的圆柱形凝汽器，只需要对其进入冷凝水的一端进行简单改造即可；所述冷凝水进入通道303一端与圆形封闭腔201连通，另一端随转轴3的端部延伸出圆形封闭腔201，并与冷凝水管连接；转轴3采用两个轴承进行支撑，同时，在穿过圆形封闭腔201侧壁时要注意密封，以防止冷凝水泄露；两个凝汽器1均为圆柱形，其内的冷凝铜管区101也是圆柱形的，这两个冷凝铜管区101的直径小于圆形封闭腔201的半径，从而使移动基座4能够在以圆形封闭腔201为中心转动过程中将两个冷凝铜管区101完全遮蔽；移动基座4的初始位置是位于将其中一个冷凝铜管区101完全遮蔽，即该冷凝铜管区101暂时不使用，这样，进入到圆形封闭腔201内的冷凝水就只能进入到另一个冷凝铜管区101内；当这个冷凝铜管区101内的冷凝铜管产生水垢需要清洗时，通过转轴3带动移动基座4将需要清洗的冷凝铜管区101遮蔽，此时，进入圆形封闭腔201内的冷凝水就会从另一个冷凝铜管区101流出，这样两个凝汽器1单独使用，保证了连续生产。所述的动力机构301为电机驱动的减速机，而且为了保证转动的精准性，以方便移动基座4能够与冷凝铜管区101完全匹配遮蔽，可以设定每次电机启动后的转动圈数，通过转动圈数来实现转轴3带动移动基座4转动的角度。

以上为本发明的基本实施方式，可在以上基础上做进一步的改进、优化和限定，从而得到以下各实施例：

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上所做的一种改进方案，其基本结构与实施例1相同，改进点在于：如图1和4所示，所述圆形封闭腔201内设置有两块圆形橡胶弹性板203，这两块橡胶弹性板203分别设置在两个凝汽器1内冷凝铜管区101的进水端上，且在两块圆形橡胶弹性板203上分别具有将冷凝铜管区101内每一根冷凝铜管管口暴露出来的通孔。

在本实施例中，橡胶弹性板203的作用是为了移动基座4与其贴合时能够更加紧密，防止渗水。

实施例3

本实施例是在实施例1的基础上所做的另一种改进方案，其基本结构与实施例1相同，改进点在于：如图1和3所示，所述移动基座4内设置有若干流体通孔407，且当移动基座4完全遮蔽某个冷凝铜管区101时，这些流体通孔407的一端分别与冷凝铜管区101内所有冷凝铜管管口一一对应，另一端汇合后与清洗液进口202对应连通。

在实际操作中，是在移动基座4内设置一个封闭的圆形空腔，这个圆形空腔通过移动基座4盘面上设有的若干个流体通孔407与一个冷凝铜管区101内的所有冷凝铜管管口一一对应连通，在移动基座4的侧面设有另一个通孔，这个通孔的一端与圆形空腔连通，另一端与清洗液进口202对应连通。

实施例4

本实施例是在实施例1的基础上所做的另一种改进方案，其基本结构与实施例1相同，改进点在于：如图4-11所示，所述移动基座4远离冷凝铜管区101的一侧内部挖设有圆形的开口腔，该开口腔的开口与连接板302相对，所述开口腔使移动基座4靠近冷凝铜管区101的一侧形成实体部401，在开口腔内设有垂直其轴向的隔板402，该隔板402将开口腔分隔为远离冷凝铜管区101一侧的清洗剂腔403和靠近冷凝铜管区101一侧的液压油腔404，液压油腔404完全封闭，而清洗剂腔403保留开口腔的开口，从而使其形成具有与清洗液进口202对应的开口；

在所述实体部401上分布有若干贯穿其厚度方向的安装孔405，而在隔板402上设置有与这些安装孔405一一对应的贯穿孔，且当移动基座4将某一个冷凝铜管区101完全遮蔽时，这些安装孔405与冷凝铜管区101上的管口一一对应；每个所述安装孔405内均设置有一个活动式喷头组件5；

所述活动式喷头组件5包括处于安装孔405内且尾部穿过隔板402上贯穿孔伸入到清洗剂腔403内并抵住清洗剂腔403侧壁的空心内圆管501，空心内圆管501的首端固定有喷头板503，环绕空心内圆管501的外部设置有外套管502，外套管502为具有褶皱的橡胶套管，其首端固定在喷头板503上，尾端固定在安装孔405内，且外套管502与空心内圆管501之间形成的外容腔504与液压油腔404连通；所述转轴3内设有液压油通道304，该液压油通道304的一端伸出转轴3的端部后与外部液压管路连接，另一端穿过连接板302和移动基座4后与液压油腔404连通，以通过液压油通道304向液压油腔404内注入液压油，从而使外套管502的褶皱伸展进而使喷头板503伸出安装孔405后探入到冷凝铜管区101内与其对应的一个管口内，或通过抽出液压油腔404内的液压油，进而使外套管502恢复褶皱状态，并使喷头板503从管口内缩回到实体部401的安装孔405内；

所述空心内圆管501的尾端开口，以在喷头板503伸出时，空心内圆管501的尾端脱离与清洗剂腔403侧壁的接触，并与清洗剂腔403连通形成清洗剂通道；

所述喷头板503上设置有若干喷孔505，这些喷孔505的一端分别倾斜朝向冷凝铜管内壁，另一端与空心内圆管501的内腔连通；

所述清洗剂腔403在移动基座4将冷凝铜管区101完全遮蔽时与清洗液进口202连通，以通过该清洗液进口202向清洗剂腔403内注入酸性清洗剂，并使酸性清洗剂通过空心内圆管501内腔和喷孔505喷向每一根冷凝铜管内壁以对其进行清洗。

在本实施例中，所述喷孔505的直径从朝向空心内圆管501内腔的一端向另一端直径急剧缩小，以增大酸液清洗液喷出时的速度，两端的直径比优选为5-10:1。

在本实施例中，实际在制作移动基座4时，可以选择一块圆形板作为实体部401，然后在其侧面表面上围绕中心挖一个圆形凹坑，再将这个圆形凹坑的一处边缘挖开形成开口，最后再用另一块圆形板将圆形凹坑完全覆盖，就形成了本发明的实体部401和开口腔；隔板402在将开口腔分为两部分时，避开开口腔的开口，并使开口处于清洗剂腔403内，也就是说最终形成的清洗剂腔403具有一个开口，而液压油腔404是完全封闭腔；清洗剂腔403上的开口（也就是开口腔的开口）可以做成圆形或方形等规则形状，而且最好是与清洗液进口202的形状大小匹配或者是稍微小于清洗液进口202，这样在清洗时，能够使清洗水泵的喷头和水管通过清洗液进口202完全伸入到开口内，防止了清洗液的流失。

实施例5

本实施例是在实施例4的基础上所做的一种改进方案，其基本结构与实施例4相同，改进点在于：如图8所示，所述安装孔405朝向液压油腔404一端的孔口处具有围绕孔口外扩的圆形凹坑，且在凹坑内侧壁设置内螺纹，所述外套管502的端部固定在一螺纹套管507底部，且螺纹套管507外壁的外螺纹与圆形凹坑内侧壁的内螺纹形成螺纹连接，从而实现外套管502的固定。

实施例6

本实施例是在实施例4的基础上所做的另一种改进方案，其基本结构与实施例4相同，改进点在于：如图8-11所示，所述空心内圆管501的中心位置设置有沿其轴向延伸的填充部509，该填充部509与空心内圆管501的内壁之间形成供酸性清洗剂通过的内容腔506。

在本实施例中，填充部509可以根据需要设置其形状和体积，优选为圆柱形，而且不管是什么形状，为了降低重量，填充部509内部最好做成空心的。

实施例7

本实施例是在实施例4的基础上所做的另一种改进方案，其基本结构与实施例4相同，改进点在于：如图8-11所示，环绕所述空心内圆管501的尾端分布有外扩的挡圈508，同时在隔板402的贯穿孔周围分布有与挡圈508形状和大小匹配的凹陷部406，且当外套管502在液压油压力作用下伸展至极限位置时，空心内圆管501尾端的挡圈508卡入到凹陷部406内，并使空心内圆管501的尾端与隔板402的侧壁表面平齐。

本发明的以上各实施例中，在清洗时，需要在清洗液进口202内插入清洗泵，利用清洗泵先抽取酸性清洗液注入到冷凝铜管区101内每一根冷凝铜管内浸泡一定时间，之后再利用清洗泵抽取清洗水进行冲洗即可完成清洗除垢。