一种应用于向心式抽气凝汽器的导流板的制作方法

文档序号:29224373发布日期:2022-03-12 12:55阅读:188来源:国知局

1.本实用新型涉及凝汽器技术领域,尤其涉及一种应用于向心式抽气凝汽器的导流板。


背景技术:

2.凝汽器的作用是将汽轮机排出的乏汽冷凝成水并在汽轮机的排汽口建立与维持一定的真空。大型电站水冷式凝汽器冷却管管束布置的合理与否对蒸汽凝结过程在重要影响,并对其换热性能以及机组的能耗有较大的影响。管束布置不合理将造成蒸汽凝结过程不同程度的汽流相互掺合甚至漏气(未经充分冷凝的蒸汽直接进入抽气口)等。因而设计管束布置来获得合理的蒸汽流场分布是凝汽器设计的重要内容,合理的管束布置是凝汽器性能保证的基础。
3.目前应用在拖动机组中的侧向冷凝器中很大一部分采用向心式抽气形式,然而这种形式的管板布置有时存在漏气的问题,向心式抽气管束,由于没有空冷区对未充分冷凝的蒸汽进行二次冷凝,经常会出现大量蒸汽直接被抽走的情况,当这种情况发生时,冷凝中会同时伴有较大死区。在该死区中,不冷凝性气体盘踞区域,由于不凝性气体不能及时有效地排出,必然造成不凝性气体局部高浓度。不凝性气体浓度高的地方,冷凝率相应就会低,这是由于不凝结气体不能及时从抽气口抽出。此种情况会导致凝汽器背压升高,汽轮机向外输出功降,产生不必要的能量浪费。


技术实现要素:

4.本实用新型的目的在于提供一种应用于向心式抽气凝汽器的导流板,克服了现有凝汽器存在漏气现象的缺陷,进一步提高了凝汽器的效率。
5.为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:
6.一种应用于向心式抽气凝汽器的导流板,包括
7.第一导流板,所述第一导流板设置于凝汽器的主凝区与中间蒸汽通道相接处,将主凝区与中间蒸汽通道隔离;
8.第二导流板,所述第二导流板设置于凝汽器的t型空白区与中间蒸汽通道贯通处的两侧,并向t型空白区中心延伸;
9.连接板,所述连接板固定设置于两侧的第二导流板之间;
10.所述第一导流板、两侧的第二导流板、连接板围设成轴向连通的抽气通道;所述第一导流板与第二导流板之间设置有供不凝性气体流通的间隙。
11.进一步的,所述主凝区的边缘设置有朝向所述t型空白区的蒸汽引导通道。
12.进一步的,所述第一导流板上设置有若干向蒸汽引导通道延伸的阻力齿板。
13.进一步的,所述第二导流板朝向主凝区的一侧设置有凹纹或凸纹。
14.进一步的,所述第二导流板由t型空白区的竖直段延伸至t型空白区的水平段,在t型空白区的拐角处设置有倾斜段。
15.与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
16.1、本实用新型重新规划了凝汽器内部的流场;同时根据规划后的流场,在第一导流板和第二导流板之间围设成抽气通道,取代原有的抽气管道。改造后的效果显著,不凝性气体的高浓度区域明显减少,冷凝率明显提高,凝汽器背压明显降低。
17.2、本实用新型在第一导流板上增设阻力齿板,进一步改善了由于第一导流板与主凝区缝隙过大导致的漏汽现象,使得不凝性气体高浓度区域仅局限于抽气通道附近以便顺利被抽走,大大增强了凝汽器的冷凝效率。
附图说明
18.图1为现有技术的向心式抽气凝汽器结构示意图。
19.图2为现有技术的蒸汽迹线图。
20.图3为现有技术的主凝区不凝性气体浓度分布图。
21.图4为现有技术的主凝区冷凝率分布图。
22.图5为本实用新型的结构示意图。
23.图6为本实用新型省略换热管束的立体图。
24.图7为第二导流板的结构示意图。
25.图8为本实用新型未设阻力齿板的蒸汽迹线图。
26.图9为本实用新型未设阻力齿板的主凝区不凝性气体浓度分布图。
27.图10为本实用新型未设阻力齿板的主凝区冷凝率分布图。
28.图11为本实用新型设置了阻力齿板的蒸汽迹线图。
29.图12为本实用新型设置了阻力齿板的主凝区不凝性气体浓度分布图。
30.图13为本实用新型设置了阻力齿板的主凝区冷凝率分布图。
31.图中:
32.1、凝汽器壳体;11、蒸汽输入口;12、隔板;
33.2、主凝区;21、蒸汽引导通道;22、中间蒸汽通道;23、边缘蒸汽通道;
34.3、t型空白区;
35.4、抽气管道;
36.5、第一通流孔;
37.6、第一导流板;61、阻力齿板;
38.7、第二导流板;71、连接板;72、间隙;73、抽气通道。
具体实施方式
39.下面对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
40.实施例一:
41.如图1所示,本实施例提供现有的向心式抽气凝汽器,包括设置有蒸汽输入口11的凝汽器壳体1,所述蒸汽输入口11用于连接外部汽轮机的排汽口,本实用新型中,以蒸汽输
入口11设置在右侧为例。所述凝汽器壳体1内相对设置有两个主凝区2,所述主凝区内沿轴向设置有若干换热管束(图中省去换热管束)。两个主凝区2呈扇形,上下对称设置于凝汽器壳体1的内部。
42.两个主凝区2之间为中间蒸汽通道22,每个主凝区2与凝汽器壳体1之间为边缘蒸汽通道23;每一主凝区2的的中心设置有与中间蒸汽通道22贯通的t型空白区3,所述t型空白区3内未设置换热管束。值得一提的是,所述凝汽器壳体1内沿轴向间隔设置有若干隔板12,主要起到固定换热管束的作用。如图1所示,所述隔板12上对应中间蒸汽通道22和/或边缘蒸汽通道23的位置开设有供蒸汽轴向流通的第一通流孔5。
43.所述主凝区2的边缘设置有朝向所述t型空白区的蒸汽引导通道21,可以使蒸汽从外向内顺流到t型空白区3,主凝区2蒸气流动顺畅,汽阻小,凝结水过冷度小。
44.t型空白区3的中心设置有抽气管道4,用于将不凝性气体(主要是空气)抽出。
45.向心式抽气凝汽器设计时,预想蒸汽经过管束后,各个方向冷凝均匀汇入抽气管道时各方向上大部分蒸汽均已经冷凝。然而实际情况并非如此,请参照图2,虚线框所示区域为不凝性气体汇聚区或漏汽区域。
46.进一步对比图2的蒸汽迹线图、图3的凝区不凝性气体浓度分布图、图4的主凝区冷凝率分布图,我们不难得出,不凝性气体浓度高的地方,冷凝率相应就会低,这是由于不凝性气体不能及时从抽气管道抽出。
47.向心式抽气凝汽器对布管区域阻力的均衡性要求很高,即管束在蒸汽流动方向上的阻力表现要基本相等(假设各方向进汽量相同时,各方向阻力相等)。实际上这是很难做到的,实际有时各方向上阻力相差较大,就会产生漏汽(未充分冷凝的蒸汽直接进入抽气管道)。
48.当漏汽发生时,由于抽气系统总抽气能力一般为总蒸汽量的万分之三左右,如果未冷凝的蒸汽直接进入抽气管道,就会占用抽气管道抽走不凝性气体的能力,此时不凝性气体就会在主凝区形成一个或多个不凝性气体汇聚区,形成较高浓度区域。此种情况会导致凝汽器汽背压升高,汽轮机向外输出功降,产生不必要的能量浪费。
49.实施例二:
50.本实施例提供一种基于导流板的向心式双抽气凝汽器,在实施例一的基础上,重新规划凝汽器壳体1内部的流场,取消了原有的抽气管道4。
51.本实施例的结构上下对称,以上半部为例,如图5和图6所示,本实施例在所述主凝区2与中间蒸汽通道22相接处设置有第一导流板6,将主凝区2与中间蒸汽通道22隔离,使蒸汽由中间蒸汽通道22流动至边缘蒸汽通道23,而不会直接进入主凝区。
52.所述t型空白区3与中间蒸汽通道22贯通处的两侧分别设置有向t型空白区3中心延伸的第二导流板7,两侧的第二导流板7之间固定设置有连接板71,第一导流板6、两侧的第二导流板7、连接板71围设成轴向连通的抽气通道73。
53.所述第一导流板6与第二导流板7之间设置有供不凝性气体流通的间隙72。第二导流板7可防止两侧的蒸汽直接进入抽气通道73,而是沿着第二导流板的外侧向下流动,最终到达间隙72。
54.请参照图8,本实施例的蒸汽迹线图较之实施例一,有了明显的改善,仅在主凝区2靠近第一导流板6的位置存在不凝性气体汇聚区。结合图9的凝区不凝性气体浓度分布图、
图10的主凝区冷凝率分布图,本实施例的不凝性气体汇聚区明显减少,布管区域冷凝率时显提高,冷凝器背压降低至少1kpa。
55.本实施例中,所述第二导流板7由t型空白区3的竖直段延伸至t型空白区3的水平段,中部设置有过渡的倾斜段。两侧的第二导流板7构成大致的“y型”。为了进一步改善局部的流场,需要增强第二导流板7处的空气阻力,如图7所示,所述第二导流板7朝向主凝区的一侧设置有凹纹或凸纹。
56.实施例三:
57.实施例二依旧存在不凝性气体汇聚区的原因在于第一导流板6与主凝区2之间的缝隙太大,导致存在一定的漏气现象。
58.基于此,继续参照图5和图6,本实施例在实施例二的基础上,进一步在所述第一导流板6上设置有若干向蒸汽引导通道21延伸的阻力齿板61,避免了局部漏气的现象。如图11至图13所示,改后不凝性气体高浓度区域仅局限于抽气通道73附近,所有蒸汽经过换热管束后汇聚到第一导流板6、第二导流板7围成的区域进行二次冷凝,有效地消除了由于布管不均匀所引起的漏汽现象。
59.不凝性气体能顺利地被抽气通道73抽走,不必依赖形成高浓度区扩散出抽气口,从而大大增强了凝汽器的冷凝效率。从图12、13也可以看出不凝性气体的高浓度区大大减小,而高冷凝率的区域大大增多。
60.对于本领域技术人员而言,显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
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