一种高背压工况用旁路凝汽器及其使用方法与流程

专利2025-09-13  18


本发明涉及热电联产的汽轮机组技术,具体是一种高背压工况用的旁路凝汽器,以及该旁路凝汽器在热电联产汽轮机组中的使用方法。


背景技术:

1、凝汽器是汽轮机组的重要组成部分,用于回收和冷凝汽轮机做功后排出的蒸汽。连接于汽轮机排汽管路中的凝汽器,仅能对汽轮机做功之后的蒸汽进行回收和冷凝,然而,在汽轮机组的实际服役工况环境中,汽轮机需要时常发生停机检修及停机之后开机时的冲转等,且为了维持电力系统稳定运行、降低耗能,通常会在汽轮机检修期间采取“停机不停炉”的运行策略,如此,对于汽轮机在非做功状态下产生的蒸汽,传统做法是放空,这不仅给环境带来负面影响,而且导致能源浪费。

2、近年来,综合能源梯级利用成为能源技术的一种新形式,为提高汽轮机的发电效率、减少能源浪费,业内给汽轮机组设置了可接受蒸汽管网外排蒸汽的旁路凝汽器,这尤其是在高背压的热电联产工况环境中更为适用。在“停机不停炉”的运行策略中,旁路凝汽器在汽轮机检修期间、或开机冲转前对蒸汽管网外排的旁路蒸汽进行回收、冷凝,得到的较高温度循环冷却水可有效满足热网供热的技术要求,形成综合能源梯级利用,有效提高了汽轮机发电效率、减少了能源浪费。

3、在已公开的现有技术中,旁路凝汽器的成型结构基本与主凝汽器(即接入汽轮机排汽管路中的凝汽器)的成型结构相同,只是二者按照不同工况环境的变化而投入运行,以实现对所接受蒸汽的回收、冷凝。然而,由于旁路凝汽器从蒸汽管网处所接受蒸汽的温度和压力,不同于主凝汽器从汽轮机排汽处所接受蒸汽的温度和压力,使得旁路凝汽器所冷凝的凝结水温度明显高于主凝汽器所冷凝的凝结水温度,故而旁路凝汽器和主凝汽器不能共用同一套凝结水系统(主要指凝结水泵及下游的相关结构),需要针对旁路凝汽器和主凝汽器分别形成对应的凝结水系统,例如中国专利文献公开的名称为“安全节能发电用主、旁路凝汽器”、公开号为cn 203731884 u、公开日为2014年07月23日的技术。这将会使汽轮机组的成型结构复杂化,并大幅增加汽轮机组的建设成本,不利于汽轮机组的后期维护。


技术实现思路

1、本发明的技术目的在于:针对于上述旁路蒸汽回收、冷凝的特殊性,以及现有技术的不足,提供一种有利于旁路凝汽器与主凝汽器共用同一套凝结水系统的高背压工况用旁路凝汽器,以及该旁路凝汽器的使用方法。

2、本发明的技术目的通过下述技术方案实现,一种高背压工况用旁路凝汽器,用作接受蒸汽管网外排的旁路蒸汽;

3、所述旁路凝汽器包括构成凝结换热区的壳体,所述壳体内具有处在所述凝结换热区顶部处的喉部,以及处在所述凝结换热区底部处的热井;

4、所述凝结换热区内排布有管式换热的凝结换热管束;

5、所述壳体内还具有处在所述热井底部处的疏水换热区,所述疏水换热区通过导流孔与所述热井相通,所述疏水换热区处的壳体上连接有凝结水排出管,所述凝结水排出管的排布位置远离所述导流孔的排布位置;

6、所述疏水换热区内排布有管式换热的疏水换热管束,以及沿着所述疏水换热管束的长度方向间距排布的、用作疏水折流的多块折流板,所述疏水换热管束与所述凝结换热管束在凝汽器壳体内相互独立。

7、作为优选技术方案之一,所述热井处排布有用作监测水位并调节所述导流孔处凝结水流速的液位控制仪;

8、当所述热井内存储的凝结水水位达到设定警戒值时,所述液位控制仪调大所述导流孔处的凝结水流速。

9、进一步的,所述热井存储凝结水的存储容量为3~5min时间内的有效凝结量;

10、所述液位控制仪调节之下的所述导流孔处凝结水流速为0.6~1.0m/s。

11、作为优选技术方案之一,所述疏水换热区内排布有进水室和出水室,所述疏水换热区内的进水室处在所述疏水换热区的一端,所述疏水换热区内的出水室处在所述疏水换热区的另一端;

12、所述疏水换热区内的疏水换热管束用作连通进水室和出水室;

13、所述疏水换热区内的进水室处壳体上连接有疏水冷却进水管,所述疏水换热区内的出水室处壳体上连接有疏水冷却出水管。

14、作为优选技术方案之一,所述疏水换热区内的疏水换热管束与各折流板分别为间隙穿装配合结构,且各折流板在所述疏水换热区内以上、下折流方向的折流路径间距排布。

15、作为优选技术方案之一,所述喉部处的壳体上连接有减温减压器,所述喉部通过所述减温减压器与蒸汽管网的旁路排汽管相连接。

16、作为优选技术方案之一,所述喉部处的壳体上连接有大气阀;

17、当旁路凝汽器内部的压力高于大气压至设定允许值时,所述大气阀自动开启。

18、作为优选技术方案之一,所述凝结换热区内排布有进水室、出水室和回流水室,所述凝结换热区内的进水室和出水室处在所述凝结换热区的同一端,且所述进水室以独立结构处在所述出水室的底部处,所述凝结换热区内的回流水室处在所述凝结换热区的另一端;

19、所述凝结换热区内的凝结换热管束用作对应连通进水室和回流水室、以及出水室和回流水室;

20、所述凝结换热区内的进水室处壳体上连接有凝结冷却进水管,所述凝结换热区内的出水室处壳体上连接有凝结冷却出水管。

21、作为优选技术方案之一,所述凝结换热管束所连接的冷却循环水管路,与所述疏水换热管束所连接的冷却循环水管路,汇集在热电联产的热网之中。

22、一种上述高背压工况用旁路凝汽器的使用方法,所述使用方法包括下列技术手段:

23、将旁路凝汽器的凝结水排出管,与主凝汽器的凝结水排水管汇合接入凝结水系统的凝结水泵处,在旁路凝汽器的凝结水排出管上连接有电动关断阀一,在主凝汽器的凝结水排水管上连接有电动关断阀二;

24、旁路凝汽器用作接受蒸汽管网外排的旁路蒸汽;

25、主凝汽器用作接受汽轮机外排的做功蒸汽;

26、当汽轮机处于停运状态时,开启旁路凝汽器的电动关断阀一、关闭主凝汽器的电动关断阀二,旁路凝汽器投入运行;

27、当汽轮机处在开机冲转前时,开启旁路凝汽器的电动关断阀一、开启主凝汽器的电动关断阀二,随着汽轮机冲转至正常运行状态,主凝汽器投入运行、关闭旁路凝汽器的电动关断阀一。

28、本发明的有益技术效果是:上述技术措施为适应于“停机不停炉”的运行策略,针对于上述旁路蒸汽回收、冷凝的特殊性,在旁路凝汽器的结构中形成了相对独立的凝结换热区和疏水换热区的双温换热结构,一方面基于高背压运行工况而回收较高品质的工质,获得较高温度的循环冷却水以满足于热网供热的技术要求;二方面通过双温换热结构的梯级换热冷却,使得旁路凝汽器输出的疏水温度较低,基本与主凝汽器输出的疏水温度相仿,从而能够使旁路凝汽器和主凝汽器共用同一套凝结水系统,无需再针对旁路凝汽器和主凝汽器分别形成对应的凝结水系统,有利于使汽轮机组的成型结构简单化,以降低汽轮机组的建设成本和后期维护成本(仅相对于旁路凝汽器的增加工况而言),简化操作技术难度。



技术特征:

1.一种高背压工况用旁路凝汽器,用作接受蒸汽管网外排的旁路蒸汽;

2.根据权利要求1所述高背压工况用旁路凝汽器,其特征在于:

3.根据权利要求2所述高背压工况用旁路凝汽器,其特征在于:

4.根据权利要求1所述高背压工况用旁路凝汽器,其特征在于:

5.根据权利要求1或4所述高背压工况用旁路凝汽器,其特征在于:

6.根据权利要求1所述高背压工况用旁路凝汽器,其特征在于:

7.根据权利要求1或6所述高背压工况用旁路凝汽器,其特征在于:

8.根据权利要求1所述高背压工况用旁路凝汽器,其特征在于:

9.根据权利要求1所述高背压工况用旁路凝汽器,其特征在于:

10.一种权利要求1至9任一项所述高背压工况用旁路凝汽器的使用方法,其特征在于,所述使用方法包括下列技术手段:


技术总结
本发明公开了一种高背压工况用旁路凝汽器及其使用方法。所述旁路凝汽器用作接受蒸汽管网外排的旁路蒸汽,包括构成凝结换热区的壳体,壳体内具有处在凝结换热区顶部处的喉部、底部处的热井,壳体内还具有处在热井底部处的疏水换热区,疏水换热区通过导流孔与热井相通,疏水换热区处的壳体上连接有凝结水排出管,凝结水排出管的排布位置远离导流孔,疏水换热区内排布有疏水换热管束及多块折流板,疏水换热管束与凝结换热管束在凝汽器壳体内相互独立。本发明能够使旁路凝汽器和主凝汽器共用同一套凝结水系统,有利于使汽轮机组的成型结构简单化,以降低汽轮机组的建设成本和后期维护成本,简化操作技术难度。

技术研发人员:向娟,尹刚,马廿,罗小川,张鹏飞,赵芳彪
受保护的技术使用者:东方电气集团东方汽轮机有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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