汽轮机冷却装置以及汽轮发电机机组的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及发电机领域，公开了一种汽轮机冷却装置以及汽轮发电机机组，该汽轮机冷却装置包括直接空冷凝汽器和蒸发式凝汽器，所述直接空冷凝汽器和所述蒸发式凝汽器并联地连接在抽真空管和汽轮机之间，所述直接空冷凝汽器和所述蒸发式凝汽器分别通过第一排气管和第二排气管与所述抽真空管连通，其特征在于，所述汽轮机冷却装置还包括压差平衡装置，该压差平衡装置与所述第一排气管和所述第二排气管连接，并能够控制所述第一排气管和所述第二排气管中的气体压力大致相等，从而减少因压力不同而产生蒸汽浪费，并且保证汽轮机冷却装置的换热效果。
【专利说明】
汽轮机冷却装置以及汽轮发电机机组
技术领域
[0001]本实用新型涉及发电机领域，具体地，涉及一种汽轮机冷却装置以及包括该汽轮机冷却装置的汽轮发电机机组。
【背景技术】
[0002]汽轮发电机通过由锅炉中产生的过热蒸汽进入汽轮机中并膨胀做功，从而使汽轮机叶片转动而产生电能。而做功后的废气通过汽轮机冷却装置进行冷却后，再经凝结水栗装置、给水加热装置、循环水栗等，最终回到锅炉中而被循环使用。其中，传统的汽轮机冷却装置一般采用直接空冷凝汽器系统(ACC，Air Cooled Condenser System)，由于该技术具有系统简单、运行费用低、建设地点不受限制、空气量的调节灵活、无污染、理论上不耗水、等多种优点，因此被广泛地应用在汽轮发电机机组中，特别是在富煤缺水地区，建设有很多空冷电站。
[0003]但是，ACC在夏季运行时，由于夏季温度高而背压高，导致汽轮机机组出力受到限制，存在能耗高、凝结水精处理被迫裂解、锅炉管道和汽轮机叶片结垢，背压的突然上升会引发发电机机组跳闸等各种安全隐患，发电厂的经济性受到的极大的影响。
[0004]针对上述问题，现有技术中采用直接空冷凝汽器和蒸发式凝汽器并联的方式对汽轮机排出的过热蒸汽进行冷却，解决了夏季背压高的问题，但是由于两者的换热形式不同等一些原因，导致分别连接在直接空冷凝汽器和蒸发式凝汽器上抽真空管之间的接口处的压力不同，导致压力相对大的一者中的不凝气体和蒸汽被过度地抽出，这会浪费机组的蒸汽，同时压力相对小的另一者中的不凝气体抽不出来，从而换热效果下降。
[0005]因此，本技术领域需要提供一种汽轮机冷却装置，该汽轮机冷却装置能够对汽轮机乏汽持续稳定地进行冷却作用的同时，能够平衡直接空冷凝汽器和蒸发式凝汽器的抽真空压力，从而避免产生机组蒸汽浪费或者换热效果不佳等问题。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种汽轮机冷却装置，该汽轮机冷却装置能够对汽轮机乏汽持续稳定地进行冷却作用的同时，能够平衡直接空冷凝汽器和蒸发式凝汽器向抽真空管排出的气体的压力大致相等，从而避免产生机组蒸汽浪费或者换热效果不佳等问题。
[0007]为了达到上述目的，本实用新型提供一种汽轮机冷却装置，所述汽轮机冷却装置包括直接空冷凝汽器和蒸发式凝汽器，所述直接空冷凝汽器和所述蒸发式凝汽器并联地连接在抽真空管和汽轮机之间，所述直接空冷凝汽器和所述蒸发式凝汽器分别通过第一排气管和第二排气管与所述抽真空管连通，其中，所述汽轮机冷却装置还包括压差平衡装置，该压差平衡装置与所述第一排气管和所述第二排气管连接，并能够控制所述第一排气管和所述第二排气管中的气体压力大致相等。
[0008]优选地，所述压差平衡装置包括设置在所述第一排气管和所述第二排气管中的至少一者上的调节阀。
[0009]优选地，所述压差平衡装置包括设置在所述第一排气管上的第一调节阀和所述第二排气管上的第二调节阀。
[0010]优选地，所述调节阀为电动调节阀。
[0011 ]优选地，所述调节阀为电动蝶阀。
[0012]优选地，所述直接空冷凝汽器包括第一风机，所述蒸发式凝汽器包括第二风机，所述第一风机和所述第二风机均为变频风机。
[0013]优选地，所述直接空冷凝汽器和所述蒸发式凝汽器并联地连接在所述抽真空管和所述汽轮机的排蒸汽装置上的排蒸汽管之间。
[0014]优选地，所述排蒸汽装置上连接有凝结水管，所述直接空冷凝汽器和所述蒸发式凝汽器分别通过第一排液管和第二排液管与所述凝结水管连通。
[0015]优选地，所述蒸发式凝汽器为多个，且多个所述蒸发式凝汽器并联地连接在所述抽真空管和所述汽轮机之间。
[0016]本实用新型又提供一种汽轮发电机机组，该汽轮机发电机机组包括汽轮机和抽真空管，其中，所述汽轮发电机机组还包括本实用新型提供的汽轮机冷却装置，该汽轮机冷却装置设置在所述汽轮机和所述抽真空管之间。
[0017]通过上述技术方案，由于压差平衡装置能够控制第一排气管和第二排气管中的不凝性气体流入抽真空管时的气体压力大致相等，从而减少因压力不同而产生蒸汽浪费，并且保证汽轮机冷却装置的换热效果。
[0018]本实用新型的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0019]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0020]图1是本实用新型提供的汽轮机冷却装置的系统连接示意图。
[0021]图2是本实用新型提供的汽轮机冷却装置中的抽真空装置的连接示意图。
[0022]附图标记说明
[0023]I汽轮机2排蒸汽装置
[0024]3排蒸汽管31第一进蒸汽管
[0025]32第二进蒸汽管4直接空冷凝汽器
[0026]41蒸汽分配管42管束
[0027]43第一风机5蒸发式凝汽器
[0028]51换热模块52第二风机
[0029]6压差平衡装置61第一调节阀
[0030]62第二调节阀7抽真空管
[0031]71第一排气管72第二排气管
[0032]8凝结水管81第一排液管
[0033]82第二排液管
【具体实施方式】
[0034]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0035]如图1所示，本实用新型提供一种汽轮机冷却装置，该汽轮机冷却装置包括直接空冷凝汽器4和蒸发式凝汽器5，直接空冷凝汽器4和蒸发式凝汽器5并联地连接在抽真空管7和汽轮机I之间，直接空冷凝汽器4通过第一排气管71与抽真空管7连通，蒸发式凝汽器5通过第二排气管72与抽真空管7连通。更具体地，直接空冷凝汽器4和蒸发式凝汽器5并联地连接在抽真空管7和汽轮机I的排蒸汽装置2上的排蒸汽管3之间，排蒸汽管3与直接空冷凝汽器4通过第一进蒸汽管31进行连接，同时排蒸汽管3又与蒸发式凝汽器5之间通过第二进蒸汽管32进行连接。另外，排蒸汽装置2上还连接有凝结水管8，直接空冷凝汽器4通过第一排液管81与凝结水管8连通，蒸发式凝汽器5通过第二排液管82与凝结水管8连通。
[0036]以下，将简单介绍汽轮机I排出的过热蒸汽在汽轮机冷却装置中的流路。汽轮机I排出的过热蒸汽进入排蒸汽装置2之后，经过连接在排蒸汽装置2上的排蒸汽管3，再通过第一进蒸汽管31和第二进蒸汽管32分流流入直接空冷凝汽器4和蒸发式凝汽器5中，在直接空冷凝汽器4和蒸发式凝汽器5的凝结作用下，大部分过热蒸汽会被凝结成凝结水，直接空冷凝汽器4和蒸发式凝汽器5的凝结水分别通过第一排液管81和第二排液管82将凝结水排出至凝结水管8后，凝结水通过凝结水管8回流到排蒸汽装置2中。在以上凝结过程中，没有被凝结的不凝性气体将会通过第一排气管71和第二排气管72汇流到抽真空管7中后，被排放到大气中。本实用新型提供的汽轮机冷去装置中，直接空冷凝汽器4直接用空气进行冷却而不耗水，蒸发式凝汽器5凝结时背压相对较低，因此在温度高的夏季，通过并联地连接直接空冷凝汽器4和蒸发式凝汽器5，从而能够消除机组夏季运行安全可靠性差、背压高等问题。
[0037]本实用新型提供的汽轮机冷却装置在上述结构的基础上，针对直接空冷凝汽器4和蒸发式凝汽器5排出的不凝性气体的压力不同的问题，本实用新型的汽轮机冷却装置还包括压差平衡装置6，该压差平衡装置6与第一排气管71和第二排气管72连接，并能够控制第一排气管71和第二排气管72中的气体压力大致相等。本实用新型的压差平衡装置通过控制第一排气管71和第二排气管72中的气体压力大致相等，从而减少因压力不同而产生蒸汽浪费，并且保证汽轮机冷却装置的换热效果。
[0038]作为压差平衡装置6的优选实施方式，该压差平衡装置6包括设置在第一排气管71和第二排气管72中的至少一者上的调节阀，通过调节阀来控制设置有调节阀的管道上的不凝性气体流通量，从而使第一排气管71和第二排气管72中的气体压力大致相等。例如，在第一排气管72上设置有调节阀，当第一排气管71中的压力大于第二排气管72中的气体压力时，将调节阀的开度调小而减少气体流通量，直至第一排气管71和第二排气管72中的气体压力大致相等。
[0039]作为更优选的实施方式，压差平衡装置6包括设置在第一排气管71上的第一调节阀61和第二排气管72上的第二调节阀62，也就是说，在第一排气管71和第二排气管72上均设置调节阀，从而提高气体压力调节效率。例如，如图2所示，当第一调节阀61与直接空冷凝汽器4之间的一个测试点B的气体压力大于第二调节阀62与蒸发式凝汽器5之间的一个测试点A上的气体压力时，将第一调节阀61的开度调小，并将第二调节阀62的开度调大，从而使第一调节阀61和抽真空管7之间的一个测试点B’上的气体压力和第二调节阀62和抽真空管7之间的一个测试点A ’上的气体压力大致相等。
[0040]另外，调节阀可以采用电动调节阀，相对于启动调节阀，更环保、节能，但本实用新型不限于此。更进一步地，调节阀可以是成本较低且阻力损失小的电动蝶阀。
[0041 ]另外，参照图1，更具体说明过热蒸汽分别在直接空冷凝汽器4和蒸发式凝汽器5中的冷凝过程的话:分流到直接空冷凝汽器4中的过热蒸汽首先进入蒸汽分配管41中被分配到各个管束42之后，因设置在管束42下方的第一风机41被冷却成凝结水，之后被排出至第一排液管81中，最后流入凝结水管8中；分流到蒸发式凝汽器5中的过热蒸汽进入换热模块51中，此时喷淋装置(未图示)向换热模块51喷洒水，并在设置于换热模块上方的第二风机52的作用下，换热模块51中的蒸汽被冷凝成凝结水，之后凝结水被被排出至第二排液管中，最后流入凝结水管8中。其中，第一风机41和第二风机52均为变频风机，根据直接空冷凝汽器4和蒸发式凝汽器5的运行工况可调节风机的运行频率，从而能够节能省电。
[0042]在温度特别的高的地区，可以采用包括有多个蒸发式凝汽器5的汽轮机冷却装置，该多个蒸发式凝汽器5并联地连接在抽真空管7和汽轮机I之间，从而提高过热蒸汽的冷却效率。
[0043]本实用新型又提供一种汽轮发电机机组，该汽轮机发电机机组包括汽轮机I和抽真空管7，其中，汽轮发电机机组还包括本实用新型提供的汽轮机冷却装置，该汽轮机冷却装置设置在汽轮机I和抽真空管7之间。由于本实用新型提供的汽轮机冷却装置中的压差平衡装置6能够控制第一排气管和第二排气管中的不凝性气体流入抽真空管时的气体压力大致相等，从而减少因压力不同而产生蒸汽浪费，并且保证汽轮机冷却装置的换热效果。
[0044]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0045]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0046]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【主权项】
1.一种汽轮机冷却装置，所述汽轮机冷却装置包括直接空冷凝汽器(4)和蒸发式凝汽器(5)，所述直接空冷凝汽器(4)和所述蒸发式凝汽器(5)并联地连接在抽真空管(7)和汽轮机(I)之间，所述直接空冷凝汽器(4)和所述蒸发式凝汽器(5)分别通过第一排气管(71)和第二排气管(72)与所述抽真空管(7)连通，其特征在于，所述汽轮机冷却装置还包括压差平衡装置(6)，该压差平衡装置(6)与所述第一排气管(71)和所述第二排气管(72)连接，并能够控制所述第一排气管(71)和所述第二排气管(72)中的气体压力大致相等。2.根据权利要求1所述的汽轮机冷却装置，其特征在于，所述压差平衡装置(6)包括设置在所述第一排气管(71)和所述第二排气管(72)中的至少一者上的调节阀。3.根据权利要求2所述的汽轮机冷却装置，其特征在于，所述压差平衡装置(6)包括设置在所述第一排气管(71)上的第一调节阀(61)和所述第二排气管(72)上的第二调节阀(62)。4.根据权利要求2所述的汽轮机冷却装置，其特征在于，所述调节阀为电动调节阀。5.根据权利要求4所述的汽轮机冷却装置，其特征在于，所述调节阀为电动蝶阀。6.根据权利要求1所述的汽轮机冷却装置，其特征在于，所述直接空冷凝汽器(4)包括第一风机(41)，所述蒸发式凝汽器(5)包括第二风机(52)，所述第一风机(41)和所述第二风机(52)均为变频风机。7.根据权利要求1所述的汽轮机冷却装置，其特征在于，所述直接空冷凝汽器(4)和所述蒸发式凝汽器(5)并联地连接在所述抽真空管(7)和所述汽轮机(I)的排蒸汽装置(2)上的排蒸汽管(3)之间。8.根据权利要求7所述的汽轮机冷却装置，其特征在于，所述排蒸汽装置(2)上连接有凝结水管(8)，所述直接空冷凝汽器(4)和所述蒸发式凝汽器(5)分别通过第一排液管(81)和第二排液管(82)与所述凝结水管(8)连通。9.根据权利要求1至8中任意一项所述的汽轮机冷却装置，其特征在于，所述蒸发式凝汽器(5)为多个，且多个所述蒸发式凝汽器(5)并联地连接在所述抽真空管(7)和所述汽轮机(I)之间。10.—种汽轮发电机机组，该汽轮机发电机机组包括汽轮机(I)和抽真空管(7)，其特征在于，所述汽轮发电机机组还包括根据权利要求1至9中任意一项所述的汽轮机冷却装置，该汽轮机冷却装置设置在所述汽轮机(I)和所述抽真空管(7)之间。
【文档编号】F01D25/30GK205445693SQ201521139686
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月31日
【发明人】肖创英, 陈英, 马元坤, 冀顺林, 秦松, 陈亮, 王仕龙, 徐荣田, 宋纯活, 张利, 康卫东, 张战强
【申请人】神华集团有限责任公司, 神华国能集团有限公司, 神华国能宁夏煤电有限公司