專利名稱：給水加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)電站所使用的給水加熱器。
背景技術(shù)：
目前所使用的一般的火力發(fā)電廠，將鍋爐產(chǎn)生的蒸汽導(dǎo)入透平中，在透平中使該蒸汽膨脹，由此把蒸汽所持有的熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，用該機(jī)械能使發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，得到電能。


圖10示出了這樣的一般的火力發(fā)電站的系統(tǒng)構(gòu)成。
在圖10中，由鍋爐1產(chǎn)生的蒸汽，通過主蒸汽管2由蒸汽止回閥3導(dǎo)入透平4。該蒸汽在透平4中一邊膨脹一邊流動(dòng)進(jìn)行做功，由此，使與透平同軸設(shè)置的發(fā)電機(jī)5旋轉(zhuǎn)，得到電力。在透平4中膨脹的蒸汽，流入冷凝器6內(nèi)，在此冷卻、凝縮、變成冷凝水，滯留在冷凝器6下部的熱池(hot well)7中。滯留的冷凝水被導(dǎo)向冷凝管8，由設(shè)置在該冷凝管8途中的冷凝水泵9升壓，變成給水，被導(dǎo)向低壓給水加熱器10。
低壓給水加熱器10是為了提高電站熱效率而設(shè)置的熱交換器的一種，從蒸汽透平4的低壓級(jí)抽氣的壓力比較低的蒸汽，通過加熱蒸汽管15a引導(dǎo)。在低壓給水加熱器10內(nèi)，從該蒸汽透平4的低壓級(jí)抽氣的蒸汽與給水進(jìn)行熱交換，使給水加熱。這時(shí)，抽氣的蒸汽凝縮變成冷凝水，被導(dǎo)向壓力低于低壓給水加熱器10的低壓給水加熱器排水管17，進(jìn)一步被導(dǎo)向冷凝器6。
通過低壓給水加熱器10加熱的給水，被導(dǎo)向除氣器11。除氣器11是用于除去溶存于給水中的氧等非凝縮氣體的機(jī)器，從蒸汽透平4的中壓級(jí)抽氣的蒸汽，通過加熱蒸汽管15b引導(dǎo)。然后，在除氣器11內(nèi)，給水與抽氣的蒸汽直接接觸，把溶存于給水中的非凝縮氣體作為氣體分離并除氣。
通過除氣器11的給水到達(dá)鍋爐給水泵12處壓力更進(jìn)一步升高后，被導(dǎo)向高壓給水加熱器13。高壓給水加熱器13與低壓給水加熱器10一樣，是為了提高電站熱效率而設(shè)置的熱交換器的一種，其基本結(jié)構(gòu)也大致相同。即是說，在高壓給水加熱器13內(nèi)，從蒸汽透平4的高壓級(jí)抽氣并由加熱蒸汽管15c引導(dǎo)的蒸汽，與升壓的給水之間進(jìn)行熱交換，對(duì)給水進(jìn)一步加熱。接著，此時(shí)，從蒸汽透平4的高壓級(jí)抽氣的蒸汽經(jīng)過凝縮變成冷凝水，由連接于高壓給水加熱器13的高壓給水加熱器排水管18向除氣器11引導(dǎo)。
這樣，通過高壓給水加熱器13加熱的給水，經(jīng)過鍋爐給水管14向鍋爐1引導(dǎo)，再次被加熱變成蒸汽。
可是，低壓給水加熱器10或高壓給水加熱器13等給水加熱器有立式或臥式等形式，在火力發(fā)電站，用臥式給水加熱器的情況多一些，所以，下文，以臥式高壓給水加熱器的情況為例，用圖11對(duì)給水加熱器的一般的簡(jiǎn)要構(gòu)成加以說明。
如圖11所示，給水加熱器由大的分開的水室21和本體部22的兩個(gè)部分構(gòu)成，在水室21和本體部22之間設(shè)置有管板25，兩者隔開。在水室21中，在其下側(cè)，安裝有給水入口座23，在其上側(cè)安裝有給水出口座24，與之對(duì)應(yīng)，水室21的內(nèi)部，隔開為兩個(gè)用于引導(dǎo)從給水入口座23流入的給水的空間和用于使從給水出口座24流出的給水滯留的空間，給水從給水入口座23流入，被加熱后由給水出口座24流出。
在管板25上，開設(shè)有與之連通的多個(gè)管孔。這些管孔相對(duì)于通過管板25面的垂直方向中心的水平面上下對(duì)稱地開設(shè)著，構(gòu)成上部管孔組和下部管孔組。進(jìn)一步，在設(shè)置于管板25的每一個(gè)管孔中，從本體部22側(cè)插入后述的U形加熱管26，并通過焊接等固定。
如上文所述，從給水入口座23流入水室21內(nèi)的給水向下部管孔組上固定的U形加熱管26流入，并被導(dǎo)向本體部22側(cè)，在本體部22內(nèi)加熱后，從管板25的上部管孔組側(cè)經(jīng)過水室21內(nèi)流出，從給水出口座24流向給水加熱器的外部。
在本體部22的內(nèi)部，U形加熱管26沿著本體部22的全長(zhǎng)配設(shè)著，其端部固定在管板25上開設(shè)的多個(gè)管孔中。另外，在圖11中，為了方便，僅示出了U形加熱管26的一部分。進(jìn)一步，在本體部22的內(nèi)部，垂直設(shè)置有多個(gè)加熱管支撐板27，U形加熱管通過這些加熱管支撐板上開設(shè)的管孔支持。
另外，在本體部22上，在該管板25近旁的上部，設(shè)置有加熱蒸汽入口座28，從蒸汽透平抽氣的加熱蒸汽由這里流入本體部22的內(nèi)部。然后，該加熱蒸汽一邊經(jīng)過本體部22內(nèi)流動(dòng)，一邊與通過U形加熱管內(nèi)流動(dòng)的給水之間進(jìn)行熱交換，被奪取其熱能并凝縮，最終成為冷凝水，從管板25近旁的本體部22上設(shè)置的圖中未示的冷凝水出口座流出。
這樣構(gòu)成的本體部22的內(nèi)部，從其功能上分為3個(gè)部分。即是說，有過熱返回部29、冷凝部30及冷凝水冷卻部31。其中，過熱返回部29設(shè)置在過熱蒸汽入口座28的大致的下部即、本體部22內(nèi)的與管板25鄰接的上部。另一方面，在與管板25鄰接的本體部22的下部即、過熱返回部29的下側(cè)，設(shè)置有冷凝水冷卻部31。本體部22內(nèi)設(shè)置的這些過熱返回部29、冷凝水冷卻部31以外的部分為冷凝部30。
流入過熱返回部29的加熱蒸汽，其顯熱部分向U形加熱管26內(nèi)的給水傳遞，變成大致的飽和蒸汽后流出。這時(shí)，由于導(dǎo)入該過熱返回部29內(nèi)的加熱蒸汽的溫度高于飽和溫度，使該加熱蒸汽變成過熱蒸汽，因此過熱返回部29內(nèi)的傳熱形式隨著相的變化，成為對(duì)流熱傳導(dǎo)。該傳熱形式在傳熱面的蒸汽流速慢時(shí)，熱阻抗變大，與給水間的熱交換效率劣化。因此，在過熱返回部29內(nèi)，設(shè)置有蛇形流路，過熱蒸汽通過該蛇形流路與U形加熱管26垂直地流動(dòng)，流速變大，提高了熱交換效率。即是說，在過熱返回部29內(nèi)，將傳熱管支撐板27作成使其垂直方向的一端不能延伸到過熱返回部29的底面?zhèn)然蝽斆鎮(zhèn)鹊亩瞬康慕Y(jié)構(gòu)，未延伸到端部的一側(cè)彼此不同地配置有數(shù)個(gè)，形成蛇形流路。通過采用這樣的構(gòu)成，利用過熱返回部29，從加熱蒸汽入口座28流入的加熱蒸汽，一邊通過蛇形流路，一邊有效地進(jìn)行熱交換，變成大致的飽和蒸汽流出。
在冷凝部30，成為大致的飽和蒸汽的加熱蒸汽從U形加熱管26和本體部22之間的空間，向多個(gè)U形加熱管26匯集構(gòu)成的加熱管組部流入并凝縮。在這里，由于要通過加熱蒸汽的凝縮進(jìn)行熱交換，因此溫度幾乎沒有變化，變成基本一定的溫度。從而，不會(huì)引起對(duì)流等，加熱蒸汽的流速與過熱返回部相比，比較慢，占據(jù)著給水加熱器全體中的最大部分。進(jìn)一步，在冷凝部30的中心附近，沿著冷凝部30的全長(zhǎng)設(shè)置有通氣管32，該通氣管32用于匯集隨著加熱蒸汽的凝縮而產(chǎn)生的氧等非凝縮氣體。該通氣管32的一端與向本體部22外部延伸的通氣管出口座33連接。另外，在該通氣管出口座33上還連接有向低壓給水加熱器、除氣器、冷凝器等引導(dǎo)這些非凝縮氣體的管路。
在這里，用圖12進(jìn)一步說明冷凝部30的加熱蒸汽凝縮的樣子。
圖12是圖11所示給水加熱器的本體部22的冷凝部30的斷面圖。在圖12中，與圖11相同的結(jié)構(gòu)，標(biāo)有相同的符號(hào)，其詳細(xì)說明省略。圖12所示的U形加熱管26通過多個(gè)匯集在一起，形成加熱管組42，該加熱管組42分為上部加熱管組42a和下部加熱管組42b，作成相對(duì)于本體部22的水平方向的中心線上下對(duì)稱的結(jié)構(gòu)。另外，在本體部22的中心部附近，設(shè)置著上述的通氣管32。
通過過熱返回部變成大致的飽和蒸汽的加熱蒸汽，導(dǎo)入本體部22與管組42的間隙，從該間隙的全周，流入管組42內(nèi)。在管組42內(nèi)U形加熱管26的表面，通過奪取其潛熱、凝縮變成大致的飽和水的冷凝水，照原樣經(jīng)過管組42內(nèi)部流下，滯留在本體部22的下部。這時(shí)，在管組42內(nèi)，通過加熱蒸汽的凝縮，使該部位的壓力下降，從而進(jìn)一步把加熱蒸汽引導(dǎo)到管組42內(nèi)。于是，加熱蒸汽向管組42內(nèi)的中心部逐漸導(dǎo)入，反復(fù)凝縮，最終，成為沒有變成冷凝水的氧等非凝縮氣體殘留在中心部的通氣管32附近。在通氣管32中，開設(shè)有用于吸引非凝縮氣體的圖中未示的通氣孔，非凝縮氣體從這里向通氣管32內(nèi)吸引，抽出到給水加熱器的外部。在此，用圖13及圖14說明通氣管32。圖13是設(shè)置在冷凝部30上的通氣管32的構(gòu)成的模式示意圖，圖14是圖13所示通氣管32的簡(jiǎn)要斷面圖。另外，在圖13和圖14中，共用的構(gòu)成，標(biāo)有共用的符號(hào)，同時(shí)，與圖11及圖12相同的構(gòu)成，標(biāo)有相同的符號(hào)，其詳細(xì)說明省略。
如圖13所示，通氣管32也支撐在傳熱管支撐板27上，在其下半部分安裝有冷凝水流入防止板44。該冷凝水流入防止板44，在通氣管32上所設(shè)置的通氣孔的位置覆蓋通氣孔，根據(jù)通氣孔的個(gè)數(shù)或大小，按照?qǐng)D13(a)或圖13(b)所示那樣設(shè)置。另外，如圖4所示，該通氣孔45在通氣管32的水平方向中心線的下半側(cè)左右對(duì)稱地設(shè)置，冷凝水流入防止板44，從通氣管32的垂直方向中心的位置覆蓋該通氣孔45地設(shè)置著。通過該冷凝水流入防止板44，來自上方的冷凝水附著在該通氣管32上，不能從通氣孔45吸引到通氣管32的內(nèi)部。另外，雖然圖中未示，但是，也有這樣的情況，即在通氣管32的最下部設(shè)置冷凝水排出孔、把冷凝水吸引到通氣管32內(nèi)可以排出的結(jié)構(gòu)。
在這里，關(guān)于通氣孔45的大小，由于事先確定流入每一冷凝部30的加熱支撐板27隔開的空間的加熱蒸汽的量，所以，根據(jù)該加熱蒸汽的量，也可以推定在該空間產(chǎn)生的非凝縮氣體的量。由此，根據(jù)該推定的量決定通氣孔45的大小。進(jìn)一步，通過在通氣管32的途中設(shè)置節(jié)流孔，可調(diào)整非凝縮氣體的流入量。
于是，凝縮加熱蒸汽的飽和水冷凝水向冷凝水冷卻部31流入，經(jīng)過該冷凝水冷卻部31的內(nèi)部流動(dòng)，進(jìn)一步把其顯熱部分傳遞給U形加熱管26內(nèi)的給水，溫度降低后，從圖中未示的冷凝水出口座流出。這時(shí)，在該冷凝水冷卻部31的傳熱形式也與過熱返回部29同樣，成為由對(duì)流熱傳遞的形式。因此，在冷凝水冷卻部31的內(nèi)部，與過熱返回部同樣，通過傳熱管支撐板27形成蛇形流路，由此，在冷凝水冷卻部31中，也提高了熱交換效率。
在這里，用圖15說明該冷凝水冷卻部31。圖15是模式地表示給水加熱器本體部22下半部上所設(shè)置的冷凝水冷卻部的詳細(xì)結(jié)構(gòu)的透視圖及該透視圖中的C-C斷面圖。另外，在圖15中，與圖11相同的構(gòu)成，標(biāo)有相同的符號(hào)，其詳細(xì)說明省略。在圖15中，為了說明的方便，沒有示出圖11所示的U形加熱管26及傳熱管支撐板27。如圖15所示，冷凝水冷卻部31，其一端與管板25連接地設(shè)置在本體部22內(nèi)下部的管板25一側(cè)，以冷凝水冷卻圍板60、覆蓋該冷凝水冷卻圍板60的冷凝水冷卻頂板63以及設(shè)置在冷凝水冷卻圍板60與本體部22之間的密封板64為主要構(gòu)成。該冷凝水冷卻頂板63水平地設(shè)置在本體部22垂直方向的大致中心位置，其上部設(shè)置有上述過熱返回部。
在冷凝水冷卻圍板60與冷凝水冷卻頂板63包圍的空間中的與管板25不連接的端部的下側(cè)設(shè)置有冷凝水冷卻部入口62，冷凝水從該冷凝水冷卻部入口62，流入冷凝水冷卻圍板60與冷凝水冷卻頂板63包圍的空間的內(nèi)部。然后，一邊通過該冷凝水冷卻圍板60與冷凝水冷卻頂板63包圍的空間內(nèi)部設(shè)置的圖中未示的蛇形流路，一邊與經(jīng)過該空間內(nèi)部所設(shè)置的圖中未示的多個(gè)U形加熱管內(nèi)流動(dòng)的給水進(jìn)行熱交換，使溫度降低，到達(dá)該空間的管板25近旁。接著，該溫度降低的冷凝水，從冷凝水冷卻圍板60的管板25側(cè)的端部近旁所設(shè)置的圖中未示的冷凝水冷卻圍板出口向冷凝水冷卻圍板60與本體部22之間的空間流出。該空間由密封板64隔開，溫度降低到設(shè)計(jì)溫度的冷凝水匯集在該空間，通過本體部下半側(cè)的側(cè)面所設(shè)置的冷凝水出口座61流出，進(jìn)一步被導(dǎo)向低壓給水加熱器、除氣器、冷凝器等。
上述以往給水加熱器的各結(jié)構(gòu)，考慮了向依據(jù)亞臨界壓力的蒸汽條件設(shè)計(jì)的蒸汽透平電站的適用，進(jìn)行實(shí)施機(jī)器設(shè)計(jì)的結(jié)果決定。但是，近年來的技術(shù)開發(fā)的結(jié)果表明，蒸汽條件及發(fā)電廠的輸出在增大，隨之，導(dǎo)致給水加熱器的容量也大型化。所以預(yù)料到這樣的傾向今后會(huì)更加繼續(xù)。于是，關(guān)于這樣的機(jī)器容量增大時(shí)的給水加熱器的設(shè)計(jì)方面，要考慮給水流量的增加、加熱蒸汽的過熱度的增大等。其中，對(duì)于給水流量的增加來說，通過增加U形加熱管的根數(shù)，可以把冷凝泵或鍋爐給水泵的楊程提高到一定程度的大小，或者可以構(gòu)成不變更U形加熱管的材料或材質(zhì)的機(jī)器。
另外，對(duì)于加熱蒸汽的過熱度的增大來說，可以采用擴(kuò)大過熱返回部29的面積的對(duì)策。但是，在采用這種方法的情況下，必須使本體部22及水室21的形狀大型化。而且，即使過熱返回部29的面積增大，由于通過這種方法會(huì)使加熱蒸汽通過管組時(shí)的壓力損失也隨之增大，得到的結(jié)果是，不能充分地產(chǎn)生從降低冷凝部30的加熱蒸汽壓力的蒸汽透平抽出的加熱蒸汽的條件。
進(jìn)一步，在冷凝部30中，U形加熱管26的根數(shù)增加，管組42的斷面形狀會(huì)變大，隨之，蒸汽到達(dá)管組42的中心部的距離會(huì)變長(zhǎng)，所以管組42中心部的壓力分布在加熱管軸向上也會(huì)變大，損失了氧等非凝縮氣體的抽出的可靠性。
此外，在冷凝水冷卻部，圖15所示的冷凝水出口座61配設(shè)在本體部22的斷面水平方向中心線的更下部、即冷凝水冷卻頂板63的下部，而且，由于冷凝水冷卻圍板60與冷凝水冷卻頂板63包圍的空間是封閉的，因此，會(huì)發(fā)生這樣的情況，即在給水加熱器運(yùn)轉(zhuǎn)開始時(shí)等，匯集在冷凝水冷卻頂板63近旁的空氣、其它氣體順利排除有困難。
本發(fā)明就是鑒于上述情況提出的，其目的是提供一種給水加熱器，該給水加熱器對(duì)于發(fā)電站容量的增大或嚴(yán)格的加熱條件來說，能提高性能。
發(fā)明的內(nèi)容為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案
一種給水加熱器，在基本為圓筒形的本體部的內(nèi)部，沿著所述本體部的長(zhǎng)度方向，配設(shè)有多個(gè)U形加熱管，構(gòu)成加熱管組，導(dǎo)入所述加熱管組的蒸汽，與經(jīng)過所述多個(gè)U形加熱管內(nèi)流動(dòng)的給水進(jìn)行熱交換，使該給水的溫度上升，其特征是，在所述本體部的內(nèi)部，備有由數(shù)個(gè)蒸汽流路組成的過熱返回部，該蒸汽流路使導(dǎo)入所述本體部的蒸汽的全體，沿著所述加熱管組的長(zhǎng)度方向流動(dòng)，并把該蒸汽的顯熱施加給所述給水。
所記載的給水加熱器，其特征是，在過熱返回部的中央部，設(shè)有兩處加熱蒸汽的入口，在所述過熱返回部的兩端，分別設(shè)置一個(gè)所述加熱蒸汽的出口。
一種給水加熱器，在基本為圓筒形的本體部的內(nèi)部，沿著所述本體部的長(zhǎng)度方向，配設(shè)有多個(gè)U形加熱管，構(gòu)成上部加熱管組與下部加熱管組夾著上下管組間隙而上下對(duì)稱配置的加熱管組，導(dǎo)入所述加熱管組的蒸汽，與經(jīng)過所述多個(gè)U形加熱管內(nèi)流動(dòng)的給水進(jìn)行熱交換，使該給水的溫度上升，其特征是，還包括在所述加熱管組的垂直斷面的中心部，沿著所述加熱管組而設(shè)置的用于吸引非凝縮氣體的通風(fēng)管；沿著所述通風(fēng)管從上方覆蓋該通風(fēng)管，將所述上下管組間隙分割為2個(gè)空間的短路防止板。
一種給水加熱器，在基本為圓筒形的本體部的內(nèi)部，沿著所述本體部的長(zhǎng)度方向，配設(shè)有多個(gè)U形加熱管，在所述本體部的斷面上，構(gòu)成上部加熱管組與下部加熱管組夾著上下管組間隙而上下對(duì)稱配置的加熱管組，導(dǎo)入所述加熱管組的蒸汽，與經(jīng)過所述多個(gè)U形加熱管內(nèi)流動(dòng)的給水進(jìn)行熱交換，使該給水的溫度上升，其特征是，還包括在所述加熱管組的垂直斷面的中心部，沿著所述加熱管組而設(shè)置的用于吸引非凝縮氣體的通風(fēng)管；
從所述加熱管組的垂直斷面的中心部附近大致呈放射狀設(shè)置、并且沒有配設(shè)所述U形加熱管的4個(gè)管組槽部；以及沿著所述通風(fēng)管的長(zhǎng)度方向覆蓋該通風(fēng)管的短路防止板，所述短路防止板的兩端部插入所述下部加熱管組上所設(shè)置的2個(gè)所述管組槽部中。
一種給水加熱器，在基本為圓筒形的本體部的內(nèi)部，沿著所述本體部的長(zhǎng)度方向，配設(shè)有多個(gè)U形加熱管，在所述本體部的斷面上，構(gòu)成上部加熱管組與下部加熱管組夾著上下管組間隙而上下對(duì)稱配置的加熱管組，導(dǎo)入所述加熱管組的蒸汽，與經(jīng)過所述多個(gè)U形加熱管內(nèi)流動(dòng)的給水進(jìn)行熱交換，使該給水的溫度上升，其特征是，還包括在所述加熱管組的垂直斷面的中心部，沿著所述加熱管組而設(shè)置的用于吸引非凝縮氣體的通風(fēng)管；從所述加熱管組的垂直斷面的中心部附近大致呈放射狀設(shè)置、并且設(shè)有配設(shè)所述U形加熱管的4個(gè)管組槽部；以及沿著所述通風(fēng)管的長(zhǎng)度方向設(shè)置著，其一端插入所述管組槽部中的所述下部加熱管組上所設(shè)置的2個(gè)所述管組槽部中，另一端與所述通風(fēng)管連接的2枚短路防止板。
所記載的給水加熱器，其特征是，在所述上下管組的間隙中，在通風(fēng)管上對(duì)稱地設(shè)置有垂直短路防止板。
一種給水加熱器，在基本為圓筒形的本體部的內(nèi)部，沿著所述本體部的長(zhǎng)度方向，配設(shè)有多個(gè)U形加熱管，在所述本體部的斷面上，構(gòu)成上部加熱管組與下部加熱管組夾著上下管組間隙而上下對(duì)稱配置的加熱管組，導(dǎo)入所述加熱管組的蒸汽，與經(jīng)過所述多個(gè)U形加熱管內(nèi)流動(dòng)的給水進(jìn)行熱交換，使該給水的溫度上升，其特征是，還包括在所述加熱管組的垂直斷面的中心部，沿著所述加熱管組而設(shè)置的用于吸引非凝縮氣體的通風(fēng)管；
在所述下部加熱管組的正上方部位，沿著所述通風(fēng)管配設(shè)的短路防止板，該短路防止板沿著所述下部加熱管組水平地延伸，并且在其中央部設(shè)有從上方覆蓋所述通風(fēng)管的山形形狀。
所記載的給水加熱器，其特征是，在上下管組間隙的兩端部，在每一個(gè)端部設(shè)置有垂直短路防止板，在所述垂直短路防止板上，設(shè)置有用于把滯留在短路防止板上的冷凝水向本體部下部排出的冷凝水排水管。
一種給水加熱器，在基本為圓筒形的本體部的內(nèi)部，沿著所述本體部的長(zhǎng)度方向，配設(shè)有多個(gè)U形加熱管，構(gòu)成加熱管組，導(dǎo)入所述加熱管組的蒸汽，與經(jīng)過所述多個(gè)U形加熱管內(nèi)流動(dòng)的給水進(jìn)行熱交換，使該給水的溫度上升，其特征是，在所述本體部的側(cè)面的垂直方向的中心的上方，設(shè)置有用于排出使所述加熱蒸汽凝縮的冷凝水的冷凝水出口座，在所述本體部的內(nèi)部設(shè)置有把所述冷凝水向所述冷凝水出口座導(dǎo)引的冷凝水出口導(dǎo)向板。
作為解決上述問題的手段，在本發(fā)明中，如所記載的那樣，在基本為圓筒形的本體部的內(nèi)部，沿著所述本體部的長(zhǎng)度方向，配設(shè)有多個(gè)U形加熱管，構(gòu)成加熱管組，導(dǎo)入所述加熱管組的蒸汽，與經(jīng)過所述多個(gè)U形加熱管內(nèi)流動(dòng)的給水進(jìn)行熱交換，使該給水的溫度上升，其特征是，在所述本體部的內(nèi)部，備有由數(shù)個(gè)蒸汽流路組成的過熱返回部，該蒸汽流路使導(dǎo)入所述本體部的蒸汽的全體沿著所述加熱管組的長(zhǎng)度方向流動(dòng)，并把該蒸汽的顯熱施加給所述給水。于是，采用這樣的結(jié)構(gòu)，將導(dǎo)入各蒸汽流路的蒸汽進(jìn)行分割，并導(dǎo)引到過熱返回部，因而，與把全部蒸汽導(dǎo)引到單一的蒸汽流路中的情況相比，能大幅度地降低壓力損失，可提高熱交換效率。
進(jìn)一步，如所記載的那樣，在本發(fā)明中，在基本為圓筒形的本體部的內(nèi)部，沿著所述本體部的長(zhǎng)度方向，配設(shè)有多個(gè)U形加熱管，構(gòu)成上部加熱管組與下部加熱管組夾著上下管組間隙而上下對(duì)稱配置的加熱管組，導(dǎo)入所述加熱管組的蒸汽，與經(jīng)過所述多個(gè)U形加熱管內(nèi)流動(dòng)的給水進(jìn)行熱交換，使該給水的溫度上升，其特征是，還包括在所述加熱管組的垂直斷面的中心部，沿著所述加熱管組而設(shè)置的用于吸引非凝縮氣體的通風(fēng)管；沿著所述通風(fēng)管從上方覆蓋該通風(fēng)管，將所述上下管組間隙分割為2個(gè)空間的短路防止板。于是，通過這樣的結(jié)構(gòu)，可以防止從管組周圍通過上下管組間隙把蒸汽直接導(dǎo)入管組中央部所設(shè)置的通風(fēng)管的方向，同時(shí)，也可以將該蒸汽流再次導(dǎo)向上部加熱管或下部加熱管組內(nèi)，因此，加熱管組內(nèi)的加熱蒸汽的滯留等得以避免。更順利地進(jìn)行凝縮，提高了熱交換效率。
再者，如所記載的那樣，在基本為圓筒形的本體部的內(nèi)部，沿著所述本體部的長(zhǎng)度方向，配設(shè)有多個(gè)U形加熱管，構(gòu)成加熱管組，導(dǎo)入所述加熱管組的蒸汽，與經(jīng)過所述多個(gè)U形加熱管內(nèi)流動(dòng)的給水進(jìn)行熱交換，使該給水的溫度上升，其特征是，在所述本體部的側(cè)面的垂直方向的中心的上方，設(shè)置有用于排出使所述加熱蒸汽凝縮的冷凝水的冷凝水出口座，在所述本體部的內(nèi)部設(shè)置有把所述冷凝水向所述冷凝水出口座導(dǎo)引的冷凝水出口導(dǎo)向板。于是，通過采用這種結(jié)構(gòu)，由于冷凝水出口座位于冷凝水冷卻部的上方，因此，在電站的運(yùn)轉(zhuǎn)開始時(shí)等，空氣等氣體不會(huì)滯留在冷凝水冷卻部的頂板附近，因而，即使是冷凝水冷卻部，也能始終在不降低熱交換效率的前提下，進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。
附圖的簡(jiǎn)要說明圖1是本發(fā)明第一實(shí)施形式的過熱返回部的斷面圖。
圖2是本發(fā)明第一實(shí)施形式的過熱返回部的透視圖。
圖3是本發(fā)明第二實(shí)施形式的給水加熱器本體部的斷面圖。
圖4是圖3的A-A斷面圖。
圖5是短路防止板的各種變形例的模式圖。
圖6是本發(fā)明第二實(shí)施形式的給水加熱器本體部的斷面圖。
圖7是圖6的B-B向視圖。
圖8是本發(fā)明第三實(shí)施形式的冷凝水冷卻部結(jié)構(gòu)的透視圖。
圖9是本發(fā)明第三實(shí)施形式的冷凝水冷卻部結(jié)構(gòu)的主視圖。
圖10是以往火力發(fā)電站的系統(tǒng)構(gòu)成圖。
圖11是以往給水加熱器的長(zhǎng)度方向的斷面圖。
圖12是以往給水加熱器的橫向斷面圖。
圖13是以往給水加熱器的排水管的模式圖。
圖14是以往給水加熱器的排水管的斷面圖。
圖15是以往給水加熱器的冷凝水冷卻部詳細(xì)示意圖。
發(fā)明的實(shí)施形式下文，利用附圖描述本發(fā)明的給水加熱器的各實(shí)施形式。
圖1示出了本發(fā)明給水加熱器的第一實(shí)施形式，是給水加熱器本體的長(zhǎng)度方向的垂直斷面圖，特別示出了給水加熱器的過熱返回部的構(gòu)成，圖2通過透視圖示出了該構(gòu)成。另外，在圖1和圖2中，共同的構(gòu)成用共同的符號(hào)表示，并且，與圖13相同的結(jié)構(gòu)表有相同的符號(hào)，其詳細(xì)說明省略。
如圖1及圖2所示，本發(fā)明第一實(shí)施形式的給水加熱器，其過熱返回部也設(shè)置在本體部22上半部的管板25一側(cè)。在圖1及圖2中，雖然未示出，但是，為了把沿著給水加熱器的大致全長(zhǎng)配設(shè)的U形加熱管固定在管板25上，讓圖中未示的U形加熱管的直線部貫穿過熱返回部。
過熱返回部29與本體部22之間為空間，在過熱返回部29上方的本體部22上設(shè)置有加熱蒸汽入口座28。用于加熱給水的加熱蒸汽從該加熱蒸汽入口座28流入。在此，該流入的加熱蒸汽是從圖中未示的蒸汽透平途中的級(jí)等抽出的氣體，在這里變成過熱度大的過熱蒸汽。進(jìn)一步，圓筒狀的加熱蒸汽入口熱套筒41的一端固定在加熱蒸汽入口座28的內(nèi)周部，從加熱蒸汽入口座28流入的過熱度高的加熱蒸汽被導(dǎo)向該加熱蒸汽入口熱套筒41。
在本體部22內(nèi)，在加熱蒸汽入口座28與過熱返回部29之間的空間設(shè)置有與過熱返回部29連通的過熱返回部圍板35。加熱蒸汽入口熱套筒41的另一端插入該過熱返回部圍板35的上面部分，成為允許加熱蒸汽入口熱套筒41熱膨脹的結(jié)構(gòu)。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，從加熱蒸汽入口座28向加熱蒸汽入口熱套筒41引導(dǎo)的加熱蒸汽，流入過熱返回部圍板的內(nèi)部，被導(dǎo)向過熱返回部29。
在過熱返回部29上，在其大致的中央部，鄰接地設(shè)置有從加熱蒸汽入口座28觀察斷面面積基本相同的兩個(gè)位置的過熱返回部入口36。在過熱返回部29的內(nèi)部垂直地設(shè)置有多個(gè)加熱管支撐板27，圖中未示的多個(gè)U形加熱管的直線部穿過該加熱管支撐板27上穿設(shè)的孔而被支撐著。
在這里，這些加熱管支撐板27中的用于隔開鄰接的兩個(gè)位置的過熱返回部入口36的加熱管支撐板27以外的加熱管支撐板27，只固定在過熱返回部29的底面一側(cè)或頂面一側(cè)。在這里，在鄰接的加熱管支撐板27中，固定在過熱返回部29的一端互不相同，或是固定在底面一側(cè)或是固定在頂面一側(cè)，另一端采用流入的蒸汽可以通過的非閉合結(jié)構(gòu)。這樣，在本實(shí)施形式中，這些加熱管支撐板27，相對(duì)于用于隔開過熱返回部29大致中央部所設(shè)置的兩個(gè)位置的過熱返回部入口36的加熱管支撐板27來說，構(gòu)成左右對(duì)稱兩個(gè)蛇形流路。并且，過熱返回部出口39開口于過熱返回部29的兩端上部。
根據(jù)這種構(gòu)成，流入過熱返回部圍板35內(nèi)的過熱蒸汽，從過熱返回部29大致中央部所設(shè)置的兩個(gè)位置的過熱返回部入口36分別以大致相同的量流入。然后，流入過熱返回部29內(nèi)的過熱度大的過熱蒸汽，如圖1及圖2箭頭所示那樣，一邊通過加熱管支撐板27隔開的兩個(gè)流路分別蛇形流動(dòng)，并向兩端部流動(dòng)，一邊與經(jīng)過過熱返回部29內(nèi)的圖中未示的U形加熱管內(nèi)向管板25方向流動(dòng)的給水之間進(jìn)行熱交換，對(duì)給水進(jìn)行加熱。于是，流入過熱返回部29內(nèi)的過熱蒸汽，被奪取其顯熱，最終成為過熱度變小的大致的飽和中心，從過熱返回部出口39流出。
在這里，如上文所述，這兩個(gè)蒸汽流路作成相對(duì)于用于隔開大致中央部所設(shè)置的過熱返回部入口36的加熱管支撐板27左右對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，因而，蒸汽流路的流動(dòng)阻力基本相同，從設(shè)置在兩端部的過熱返回部出口39流出的蒸汽的壓力也基本相同。
這樣，在本發(fā)明的第一實(shí)施形式中，通過過熱返回部29的全部蒸汽可以經(jīng)過多個(gè)流路，因而，在過熱返回部29內(nèi)的整流流路中，蒸汽的流速的增加得以避免，降低了壓力損失。在這里，一般來說，流動(dòng)損失與流速的2倍成比例，因而，流速降低一半時(shí)，壓力損失變成1/4。即是說，用本實(shí)施形式，不變更圖中未示的U形加熱管的管組形狀，讓管組垂直相交，通過的蒸汽量就可以變成一半。由此，可以大幅度地降低通過過熱返回部29的蒸汽的壓力損失。
進(jìn)一步，通過上文詳述，經(jīng)過過熱返回部29后，在引導(dǎo)加熱蒸汽的冷凝部，蒸汽飽和溫度沒有降低，與U形加熱管內(nèi)的給水的溫度差變大，因此，可提供熱交換特性好的給水加熱器。
在這里，在本實(shí)施形式中，采用的結(jié)構(gòu)是，在過熱返回部29的大致中央部配置過熱返回部入口36，流入的蒸汽經(jīng)過左右對(duì)稱的蛇形流路，從兩端部設(shè)置在過熱返回部出口36流出，不過，圖1所示的各流路的直線長(zhǎng)度11、12或過熱返回部入口36的面積或開口位置及加熱管支撐板27的配置，也可以設(shè)計(jì)成使蛇形流路的流動(dòng)阻力相等。另外，關(guān)于流路的數(shù)目，在本實(shí)施形式中為2個(gè)，但是，為3個(gè)以上也可以。關(guān)于這種結(jié)構(gòu)，也可以根據(jù)從過熱返回部入口向出口的過熱蒸汽的溫度和向管板25一側(cè)的圖中未示的U形加熱管內(nèi)的給水溫度的熱平衡來確定。
下面，用圖3至圖7說明本發(fā)明給水加熱器的第二實(shí)施形式。圖3(a)示出了本發(fā)明給水加熱器的第二實(shí)施形式，是相對(duì)于給水加熱器冷凝部的給水加熱器本體長(zhǎng)度方向的垂直斷面圖，圖3(b)是圖3(a)所示通風(fēng)管32詳細(xì)結(jié)構(gòu)的放大示意圖，圖4是圖3(a)的A-A斷面圖。另外，在圖3、圖4中，共同的構(gòu)成，標(biāo)有共同的符號(hào)，而且，與圖11至圖14相同的結(jié)構(gòu)，標(biāo)有相同的符號(hào)，其詳細(xì)說明省略。
如圖3(a)所示，在給水加熱器的本體部22的內(nèi)部配設(shè)有多個(gè)圖中未示的U形加熱管。該U形加熱管以一定間隔設(shè)置有多個(gè)，穿過圖4所示的數(shù)個(gè)加熱管支撐板27上所設(shè)置的孔，由該加熱管支撐板27支持著。冷凝部由該數(shù)個(gè)加熱管支撐板27隔開的數(shù)個(gè)空間構(gòu)成。
在冷凝部，圖3斜線所示的圖中未示的U形加熱管構(gòu)成加熱管組42，相對(duì)于其水平方向的中心線，上部加熱管組42a與下部加熱管組42b成為對(duì)稱結(jié)構(gòu)。而且，從圖中未示的給水入口側(cè)流入下部加熱管組42b內(nèi)的圖中未示的U形加熱管內(nèi)的給水，在該圖中未示的U形加熱管的U形部折回，照原樣被導(dǎo)向上部加熱管組42a側(cè)，引導(dǎo)到圖中未示的上述加熱返回部。
在上部加熱管組42a與下部加熱管組42b上，在沒有配置U字形加熱管的位置，設(shè)置有從其中央部附近基本成放射狀且左右對(duì)稱的管群槽槽部47。在上部加熱管組42a與下部加熱管組42b之間的上下管組間隙48的中央部，設(shè)置有用于吸入非凝縮氣體的通風(fēng)管32。在此，通風(fēng)管32在給水加熱器長(zhǎng)度方向上沿著冷凝部的全長(zhǎng)延伸，同時(shí)，引出到給水加熱器的外部，進(jìn)一步通過管路與低壓級(jí)的給水加熱器的通風(fēng)管或冷凝器連接。
如圖3(b)所示，在通風(fēng)管32的下半部分的一側(cè)，通風(fēng)孔45相對(duì)于中心線對(duì)稱地設(shè)置著，與水平線的夾角為角度θ1。此外，如圖3(a)所示，具有山形斷面形狀的短路防止板46插入該下部加熱管組42b上所設(shè)置的兩個(gè)管組槽部47中，以覆蓋該通風(fēng)管32上方的形式配設(shè)著。
圖4是表示該樣子的圖3(a)的A-A斷面圖，該短路防止板46沿著通風(fēng)板32長(zhǎng)度方向的大致全長(zhǎng)設(shè)置著，與圖中未U形加熱管同樣，穿過該加熱管支撐板27，支撐在其上面。
另外，通風(fēng)孔45設(shè)置在通風(fēng)管32的下半部分一側(cè)，并且按照一定數(shù)量設(shè)置在該加熱管支撐板27隔開的每一空間中。在這里，根據(jù)冷凝部中的蒸汽及圖中未示的U形加熱管內(nèi)的給水條件，確定加熱管支撐板27隔開的每一空間中的熱交換量，由此，借助于從通風(fēng)孔45吸引的非凝縮氣體的量來確定熱交換量，因而，基于此，可以確定設(shè)置在通風(fēng)管32的通風(fēng)孔45的配置或形狀。
根據(jù)該構(gòu)成，經(jīng)過上述過熱返回部變成大致的飽和蒸汽的加熱蒸汽，從圖3(a)及圖4所示的本體部22的上面一邊進(jìn)入加熱管組42與本體部22之間的空間，一邊流入加熱管支撐板27隔開的數(shù)個(gè)空間構(gòu)成的冷凝部。在冷凝部，流入的加熱蒸汽與經(jīng)過U形加熱管內(nèi)流動(dòng)的給水進(jìn)行熱交換，奪取其潛熱并凝縮，變成冷凝水。借助于該加熱蒸汽的凝縮，降低了該部位的蒸汽壓力，可以從加熱管組42的周邊部進(jìn)一步向內(nèi)部供給加熱空氣。
這時(shí)，構(gòu)成加熱管組42的圖中未示的U形加熱管內(nèi)的給水溫度在下部加熱管組42b處變低，在上部加熱管組42a處變高。另外，通風(fēng)管32與低壓級(jí)的給水加熱器、除氣器、冷凝器等低壓部連接，可以順利地吸引非凝縮氣體。于是，作為整體，在冷凝部中，產(chǎn)生從加熱管組42的周邊部向下部加熱管組42b的中央上部的蒸汽流。
在這里，加熱管組42由上文所述的U形加熱管構(gòu)成，因而，在上部加熱管組42a與下部加熱管組42b之間，必然存在著上下管組間隙48。在該上下管組間隙48中，由于沒有妨礙蒸汽流動(dòng)的構(gòu)成物，因此，除了上述加熱管組42內(nèi)的蒸汽流之外，還存在著經(jīng)過該上下管組間隙48向其中心部流動(dòng)的蒸汽。在該蒸汽流中，除了從加熱管組42周邊部直接向中心的加熱蒸汽之外，還包含有從上部加熱管組42a內(nèi)及下部加熱管組42b內(nèi)經(jīng)過上下管組間隙48流出的蒸汽。
經(jīng)過該上下管組間隙48向其中心部流動(dòng)的蒸汽，因短路防止板46妨礙了其向中央部的流路，因而，不能被吸入通風(fēng)管32內(nèi)，而是向上部加熱管組42a或下部加熱管組42b供給并凝縮。即是說，該短路防止板46設(shè)置成把上下管組間隙48的空間分割成包含通風(fēng)管32的空間和此空間以外的空間的兩個(gè)空間，防止蒸汽直接向通風(fēng)管32流入。
于是，加熱蒸汽凝縮后，包含在加熱蒸汽中的氧等非凝縮氣體殘留下來。在此，由于通風(fēng)管32的內(nèi)部為低壓狀態(tài)，因此，該非凝縮氣體從通風(fēng)管32上設(shè)置的通風(fēng)孔45被吸引，抽出到給水加熱器本體的外面。于是，在冷凝部，加熱蒸汽凝縮變成冷凝水，同時(shí)包含在加熱蒸汽中的氧等非凝縮氣體被有效地排出。
如上文所述，用本發(fā)明的第二實(shí)施形式，在冷凝部，經(jīng)過上部加熱管組42a與下部加熱管組42b的間隙的上下管組間隙48向中央部流動(dòng)的加熱蒸汽，可以被導(dǎo)向上部加熱管組42a或下部加熱管組42b的內(nèi)部。因而，在作為低壓部的通風(fēng)管32內(nèi)，最低限度地防止了從加熱管組42外部吸引未凝縮的加熱蒸汽。
通過將該短路防止板46作成覆蓋通風(fēng)管32上部的結(jié)構(gòu)，可以防止上部加熱管組42a產(chǎn)生的冷凝水附著在通風(fēng)管32上。由此，采用本發(fā)明的第二實(shí)施形式，可以提供熱交換效率高的給水加熱器。
另外，在本實(shí)施形式中，如圖3所示，短路防止板46彎曲成在通風(fēng)管32上方成為光滑曲面結(jié)構(gòu)，但是，也可以采用如圖5(a)至圖5(d)所示的各種變形例。圖5是只將通風(fēng)管32與短路防止板46的部位抽出來表示的、用于表示圖3所示的設(shè)置在冷凝部上的通風(fēng)管32及插入下部加熱管組42b的2個(gè)管組槽部47中的在通風(fēng)管32的上方成光滑彎曲的短路防止板46的變形例的示意圖。另外，在該圖中，與圖3相同的結(jié)構(gòu)，表有相同的符號(hào)，其說明省略。
在圖5(a)的變形例中，將短路防止板46作成在通風(fēng)管32上部有角部的彎曲形狀。該變形例擴(kuò)大了圖3所示作為上部加熱管組42a與下部加熱管組42b的間隙的上下管組間隙48，適應(yīng)于短路防止板46的設(shè)置空間大的情況，采用圖5(a)所示的構(gòu)成，可進(jìn)一步壓低制造費(fèi)用，得到與上述同樣的效果。
此外，也可以不采用圖3(a)所示的將短路防止板46作成插入下部加熱管組42b上設(shè)置的2個(gè)管組槽部47中的1枚板的結(jié)構(gòu)，而是如5(b)所示，將插入管組槽部47中的2枚短路防止板46直接固定到通風(fēng)管32上。
在這種情況下，短路防止板46向通風(fēng)管32的固定位置，雖然在通風(fēng)管32垂直方向的中心附近，但是應(yīng)在通風(fēng)孔45的上方。采用這種結(jié)構(gòu)，在作為上部加熱管組42a與下部加熱管組42b的間隙的上下管組間隙48比較窄的場(chǎng)合，也能得到與上述同樣的效果。
進(jìn)一步，圖5(c)所示，除了短路防止板46之外，也可以在圖3(a)所示的上下管組間隙48的途中設(shè)置成為垂直的垂直短路防止板49。在圖5(c)中，該垂直短路防止板49設(shè)置有2枚，并且設(shè)置在通風(fēng)管32與短路防止板46的左右，分別左右對(duì)稱。
在這里，在圖5(c)中，雖然采用了短路防止板46及在通風(fēng)管32進(jìn)一步追加垂直短路防止板49的結(jié)構(gòu)，但是，不限于此，也可以在圖3(a)和圖5(a)所示的通風(fēng)管32及短路防止板46結(jié)構(gòu)上增加垂直短路防止板49。進(jìn)一步，根據(jù)需要，還可以增加該垂直短路防止板49的枚數(shù)。
構(gòu)成上述結(jié)構(gòu)時(shí)，通過圖3(a)所示的上下管組間隙48向中央部流動(dòng)的蒸汽流，在加熱管組42的任意位置可以被導(dǎo)向上部加熱管組42a或下部加熱管組42b，因而，在加熱管組42內(nèi)的蒸汽的滯留得以避免，凝縮能更順利地進(jìn)行，提高了熱交換效率。
另外，不設(shè)置圖3(a)所示的管組槽部47，也可以采用圖5(d)所示的構(gòu)成，沿著下部加熱管組42b，在下部加熱管組42b的正上方水平方向地設(shè)置短路防止板46，在該短路防止板46的中央部設(shè)置有山形彎曲部，用該短路防止板46覆蓋通風(fēng)管32的上部。通過采用這種結(jié)構(gòu)，經(jīng)過圖3(a)所示的上下管組間隙48向中央部流動(dòng)的加熱蒸汽流，借助于該短路防止板46的山形彎曲部，使其流路彎曲，被導(dǎo)向上部加熱管組42a內(nèi)。再者，被導(dǎo)向圖3(a)所示的上部加熱管組42a內(nèi)的加熱蒸汽，在該上部加熱管組42a內(nèi)凝縮，變成冷凝水。然后，該凝縮的冷凝水依照原樣經(jīng)過上部加熱管組42a內(nèi)向下流動(dòng)，滯留在圖5(d)所示的短路防止板46的水平部，從該短路防止板46的端部向下流動(dòng)。
即是說，通過將這樣的短路防止板46作成圖5(d)所示的結(jié)構(gòu)，能得到與上述同樣的效果，并且，在圖3(a)所示的上部加熱管組42a內(nèi)產(chǎn)生的冷凝水不會(huì)向下流動(dòng)下部加熱管組42b內(nèi)，因此，下部加熱管組42b不會(huì)受到由上部加熱管組42a流下來的冷凝水的影響，能得到提高熱交換效率的優(yōu)點(diǎn)。
在這里，在使用該變形例的場(chǎng)合，圖3(a)所示的作為上部加熱管組42a與下部加熱管組42b的間隙的上下管組間隙48，由圖5(d)所示的短路防止板46分割，因此，在圖3(a)所示的上部加熱管組42a內(nèi)通過凝縮加熱蒸汽所產(chǎn)生的非凝縮氣體等，通過加熱管組42外周部向下部加熱管組42b側(cè)移動(dòng)，從這里被吸引到通風(fēng)管32上所設(shè)置的通風(fēng)孔45。因而，根據(jù)需要，可以在圖5(d)所示的短路防止板46上設(shè)置連接管51，使非凝縮氣體從上部加熱管組42a側(cè)向下部加熱管組42b側(cè)直接移動(dòng)。在這里，為了將連接管51用于防止向下流動(dòng)并滯留的冷凝水流入短路防止板46中，因而，希望該連接管51作成向上方突出的圓筒管。
進(jìn)一步，關(guān)于采用5(d)所示的短路防止板46的變形例，也可以在短路防止板46的兩端部設(shè)置垂直短路防止板及冷凝水排水管。接著，用圖6及圖7說明這種情況。
圖6是在給水加熱器長(zhǎng)度方向的一部分上除去U形加熱管之后表示的給水加熱器冷凝部的給水加熱器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖，圖7是圖6的B-B向視圖。另外，在圖6及圖7中，共用的構(gòu)成標(biāo)有共用的符號(hào)，而且，與圖3至圖5相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)有相同的符號(hào)，其詳細(xì)說明省略。
如圖6及圖7所示，在該變形例中，在本體部22內(nèi)，也配設(shè)有多個(gè)垂直的加熱管支撐板27。由該加熱管支撐板27將多個(gè)管孔43分開為上部管孔組43a與下部管孔組43b，這些管孔貫通圖中未示的多個(gè)形加熱管，由此，在通過加熱管支撐板27隔開的多個(gè)空間中，構(gòu)成配設(shè)多個(gè)圖中未示的U形加熱管的冷凝部。
另外，在中央部設(shè)有山形彎曲部位的沿水平方向延伸到加熱管組兩端的短路防止板46，沿著冷凝部全部區(qū)域配設(shè)著，由加熱管支撐板27支撐著，其水平部處于圖中未示的下部加熱管組的正上方。并且如圖7所示，在短路防止板46的中央部，在山形彎曲部位的下面設(shè)置通風(fēng)管32。另外，在短路防止板46上，根據(jù)需要還可以設(shè)置將非凝縮氣體的從上部引導(dǎo)到下部的連接管51。
進(jìn)一步，如圖6及圖7所示，各個(gè)垂直短路防止板49分別設(shè)置在短路防止板46的兩端，從而使圖中未示的上下管組間隙閉合。在這里，在該垂直短路防止板49上，設(shè)置有用于將滯留在短路防止板46上的冷凝水向本體部2的下部排出的冷凝水排水管52。如圖6所示，該冷凝水排水管52設(shè)置在加熱管支撐板27附近的兩側(cè)，其下部支撐在該加熱管支撐板27上。
根據(jù)這種構(gòu)成，通過上述過熱返回部變成大致的飽和蒸汽的加熱蒸汽，從該過熱返回部的周圍流入冷凝部。然后，該加熱蒸汽流入圖中未示的加熱管組，與經(jīng)過構(gòu)成該加熱管組的圖中未示的U形加熱管內(nèi)流動(dòng)的給水進(jìn)行熱交換，其潛熱被奪取，并凝縮變成冷凝水。于是，通過凝縮加熱蒸汽，可降低該部位的蒸汽壓力，因此，將加熱蒸汽導(dǎo)入加熱管組的內(nèi)部。最終，把氧等非凝縮氣體吸引到通風(fēng)管32內(nèi)，并導(dǎo)向低壓級(jí)的給水加熱器或除氣器、冷凝器等。在這里，由于采用了在上部加熱管組與下部加熱管組之間不排列U形加熱管的結(jié)構(gòu)，因此，加熱空氣可直接流入該上下管組間隙中，但是，該加熱蒸汽，由該上下管組間隙中的短路防止板46及其兩端所設(shè)置的垂直短路防止板49向上部加熱管組或下部加熱管組導(dǎo)引。進(jìn)一步，在加熱管組內(nèi)產(chǎn)生的冷凝水經(jīng)過該加熱管組向下流動(dòng)，特別是，在上部加熱管組內(nèi)產(chǎn)生的冷凝水向下流到該短路防止板46的上部，從該短路防止板46的端部通過冷凝水排水管52內(nèi)部，向下落到本體部22的下部。
于是，通過采用本變形例，可防止從上下管組間隙向通風(fēng)管32直接吸引加熱蒸汽，同時(shí)，可將上部加熱管組中產(chǎn)生的冷凝水向本體部22的下部導(dǎo)引，使其不會(huì)向下流到下部加熱管組中，因此，可以提供在下部加熱管內(nèi)的熱交換效率也很高的給水加熱器。此外，這時(shí)，用冷凝水排水管52將冷凝水向本體部22的下部引導(dǎo)，可將冷凝水與加熱蒸汽的接觸壓到最低限度，可防止冷凝水的再加熱、非凝縮氣體向冷凝水中的再溶解等。
下文，參照?qǐng)D8及圖9說明本發(fā)明的給水加熱器的第三實(shí)施形式。
圖8是模式地表示本發(fā)明第三實(shí)施形式的給水加熱器本體部下部的水室側(cè)所設(shè)置的冷凝水冷卻部的一部分的透視圖，圖9是從圖8正前面觀察的該冷凝水冷卻部的主視圖。此外，在圖8及圖9中，共用的構(gòu)成標(biāo)有共同的符號(hào)，同時(shí)，與圖11圖15相同的構(gòu)成，標(biāo)有相同的符號(hào)，其詳細(xì)說明省略。
如圖8所示，在本實(shí)施形式中，也與圖11所示的以往的給水加熱器同樣，冷凝水冷卻部31設(shè)置在冷凝水冷卻部頂板63的下部，該冷凝水冷卻部頂板63與管板25連接，同時(shí)，水平地配置在本體部22內(nèi)垂直方向的中心部附近，將本體部22內(nèi)的空間分為上下兩部分。并且，在本實(shí)施形式中，在本體部22垂直方向的中心位置，設(shè)置有將本體部22冷卻的冷凝水排出到給水加熱器外部的冷凝水出口座61。該冷凝水出口座通過配管與圖中未示的除氣器或冷凝器連接。
在冷凝水冷卻部頂板63的下部，連接有冷凝水冷卻部圍板60，與管板25連接的圖中未示的多個(gè)U形加熱管的直線部，穿過該冷凝水冷卻部圍板60與冷凝水冷卻部頂板63包圍的內(nèi)部而設(shè)置著。在該冷凝水冷卻部圍板60與本體部22之間的間隙中，配設(shè)有密封板64。而且，冷凝水冷卻部圍板60與圖15所示的以往的冷凝水冷卻部31同樣，較密封板64進(jìn)一步延伸到圖8所示的正前方一側(cè)，覆蓋該延伸的冷凝水冷卻部圍板60的上部的冷凝水冷卻部頂板63也同樣延伸到端部，其端部的冷凝水冷卻部圍板60的下部設(shè)有冷凝水冷卻部入口。進(jìn)一步，在密封板64與管板25之間的冷凝水冷卻部圍板60的下部，設(shè)置有冷凝水冷卻部圍板出口66。
在由冷凝水冷卻部圍板60與冷凝水冷卻部頂板63包圍的內(nèi)部，設(shè)置有數(shù)個(gè)圖中未示的加熱管支撐板，該加熱管支撐板以給定的配置支撐上述圖中未示的U形加熱管。這些圖中未示的數(shù)個(gè)熱管支撐板，其端部中，只有冷凝水冷卻部圍板60的底面?zhèn)然蚶淠鋮s頂板61側(cè)的任意一方交替地固定。由此，在冷凝水冷卻部圍板60與冷凝水冷卻頂板63包圍的內(nèi)部，構(gòu)成要設(shè)置的由加熱管支撐板隔開的從圖中未示的冷凝水冷卻部入口向冷凝水冷卻部圍板出口66的蛇形流路。
進(jìn)一步，在較密封板64位置的更靠近管板25的一側(cè)，冷凝水冷卻頂板63的橫向的一端與本體部22連接。另一端不與本體部22連接，而是開口，但是設(shè)置有從用于關(guān)閉開口部的管板25延伸到密封板64的冷凝水出口座導(dǎo)向板65。該冷凝水出口座導(dǎo)向板65作成將大致長(zhǎng)方形的板彎曲的形狀，在長(zhǎng)度方向上與管板25及密封板64連接，在橫向連接在冷凝水冷卻頂板63與本體部22上。而且，該冷凝水出口座導(dǎo)向板65與本體部22的連接部處在本體部22水平方向中心線的上側(cè)，為冷凝水出口座61的上端附近。該形式及密封板64的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，在圖9中示出。
如圖9所示，密封板64作成使安裝在冷凝水冷卻部圍板60下部的密封板64與安裝在本體部22上的密封板64重合，并將該重合部連接在一起的結(jié)構(gòu)。而且，該密封板64設(shè)置成能關(guān)閉冷凝水冷卻部頂板63、冷凝水冷卻部圍板60、冷凝水出口座導(dǎo)向板66和本體部22之間形成的間隙。于是，如圖8及圖9所示，借助于密封板64，在本體部22與冷凝水冷卻部頂板63、冷凝水冷卻部圍板60及冷凝水出口座導(dǎo)向板65之間形成空間，該空間借助于冷凝水冷卻部圍板60下部所設(shè)置的凝水冷卻部圍板出口66，與冷凝水冷卻部圍板60和冷凝水冷卻頂板圍成的配設(shè)圖中未示的多個(gè)U形加熱管的空間連通。
根據(jù)圖8及圖9所示的構(gòu)成，在本實(shí)施形式的給水加熱器中，在冷凝部中凝縮的滯留在本體部22的下部的冷卻水，從圖中未示的冷凝水冷卻部入口流入冷凝水冷卻部31中。然后，該流入的冷凝水，經(jīng)過冷凝水冷卻部圍板60與冷凝水冷卻部頂板63包圍的內(nèi)部的由圖中未示的加熱管支撐板隔開的蛇形流路內(nèi)，與圖中未示的U形加熱管內(nèi)流動(dòng)的給水之間進(jìn)行熱交換。于是，經(jīng)過該蛇形流路進(jìn)行熱交換被奪取顯熱同時(shí)又流動(dòng)的冷凝水到達(dá)管板25的近旁，從在該位置開口的冷卻水冷卻部圍板出口66流出，被導(dǎo)向密封板64隔開的冷凝水冷卻部圍板60下部的空間。在冷凝水出口座61上，通過圖中未示的管路連接除氣器或冷凝器等壓力進(jìn)一步降低的機(jī)器，因此，向由密封板64隔開的冷凝水冷卻部圍板60的下部導(dǎo)引的冷凝水，按照虹吸原理，從這里通過冷凝水出口座61流出。
在本實(shí)施形式中，由于將冷凝水出口座61設(shè)置在本體部22垂直方向的中心位置，因而，冷凝水出口處于垂直于冷凝水冷卻部頂板63的位置，在電站運(yùn)轉(zhuǎn)開始時(shí)，即使是在空氣等氣體滯留在冷凝水冷卻部圍板60與冷凝水冷卻部頂板63圍成的空間的情況下，該氣體也能匯集并滯留在冷凝水冷卻部頂板63附近，并且可以順利地排出，因此，不會(huì)降低冷凝水冷卻部31內(nèi)的熱交換效率，能提供性能更高的給水加熱器。
此外，在本實(shí)施形式中，冷凝水出口導(dǎo)向板65由彎曲的形狀構(gòu)成，因此，在該部位，可以吸收隨著本體部22等的熱膨脹而產(chǎn)生的變形，能獲得可靠性高的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的效果
如上文所述，本發(fā)明的給水加熱器，能提高過熱返回部、冷凝部、冷凝水冷卻部各部位的熱交換效率，從而能提供一種相對(duì)于發(fā)電站的容量的增大或嚴(yán)格的加熱蒸汽條件下也能提高性能的給水加熱器。
權(quán)利要求
1.一種給水加熱器，在基本為圓筒形的本體部的內(nèi)部，沿著所述本體部的長(zhǎng)度方向，配設(shè)有多個(gè)U形加熱管，構(gòu)成加熱管組，導(dǎo)入所述加熱管組的蒸汽，與經(jīng)過所述多個(gè)U形加熱管內(nèi)流動(dòng)的給水進(jìn)行熱交換，使該給水的溫度上升，其特征是，在所述本體部的內(nèi)部，備有由數(shù)個(gè)蒸汽流路組成的過熱返回部，該蒸汽流路使導(dǎo)入所述本體部的蒸汽的全體，沿著所述加熱管組的長(zhǎng)度方向流動(dòng)，并把該蒸汽的顯熱施加給所述給水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的給水加熱器，其特征是，在過熱返回部的中央部，設(shè)有兩處加熱蒸汽的入口，在所述過熱返回部的兩端，分別設(shè)置一個(gè)所述加熱蒸汽的出口。
3.一種給水加熱器，在基本為圓筒形的本體部的內(nèi)部，沿著所述本體部的長(zhǎng)度方向，配設(shè)有多個(gè)U形加熱管，構(gòu)成上部加熱管組與下部加熱管組夾著上下管組間隙而上下對(duì)稱配置的加熱管組，導(dǎo)入所述加熱管組的蒸汽，與經(jīng)過所述多個(gè)U形加熱管內(nèi)流動(dòng)的給水進(jìn)行熱交換，使該給水的溫度上升，其特征是，還包括在所述加熱管組的垂直斷面的中心部，沿著所述加熱管組而設(shè)置的用于吸引非凝縮氣體的通風(fēng)管；沿著所述通風(fēng)管從上方覆蓋該通風(fēng)管，將所述上下管組間隙分割為2個(gè)空間的短路防止板。
4.一種給水加熱器，在基本為圓筒形的本體部的內(nèi)部，沿著所述本體部的長(zhǎng)度方向，配設(shè)有多個(gè)U形加熱管，在所述本體部的斷面上，構(gòu)成上部加熱管組與下部加熱管組夾著上下管組間隙而上下對(duì)稱配置的加熱管組，導(dǎo)入所述加熱管組的蒸汽，與經(jīng)過所述多個(gè)U形加熱管內(nèi)流動(dòng)的給水進(jìn)行熱交換，使該給水的溫度上升，其特征是，還包括在所述加熱管組的垂直斷面的中心部，沿著所述加熱管組而設(shè)置的用于吸引非凝縮氣體的通風(fēng)管；從所述加熱管組的垂直斷面的中心部附近大致呈放射狀設(shè)置、并且沒有配設(shè)所述U形加熱管的4個(gè)管組槽部；以及沿著所述通風(fēng)管的長(zhǎng)度方向覆蓋該通風(fēng)管的短路防止板，所述短路防止板的兩端部插入所述下部加熱管組上所設(shè)置的2個(gè)所述管組槽部中。
5.一種給水加熱器，在基本為圓筒形的本體部的內(nèi)部，沿著所述本體部的長(zhǎng)度方向，配設(shè)有多個(gè)U形加熱管，在所述本體部的斷面上，構(gòu)成上部加熱管組與下部加熱管組夾著上下管組間隙而上下對(duì)稱配置的加熱管組，導(dǎo)入所述加熱管組的蒸汽，與經(jīng)過所述多個(gè)U形加熱管內(nèi)流動(dòng)的給水進(jìn)行熱交換，使該給水的溫度上升，其特征是，還包括在所述加熱管組的垂直斷面的中心部，沿著所述加熱管組而設(shè)置的用于吸引非凝縮氣體的通風(fēng)管；從所述加熱管組的垂直斷面的中心部附近大致呈放射狀設(shè)置、并且設(shè)有配設(shè)所述U形加熱管的4個(gè)管組槽部；以及沿著所述通風(fēng)管的長(zhǎng)度方向設(shè)置著，其一端插入所述管組槽部中的所述下部加熱管組上所設(shè)置的2個(gè)所述管組槽部中，另一端與所述通風(fēng)管連接的2枚短路防止板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一所記載的給水加熱器，其特征是，在所述上下管組的間隙中，在通風(fēng)管上對(duì)稱地設(shè)置有垂直短路防止板。
7.一種給水加熱器，在基本為圓筒形的本體部的內(nèi)部，沿著所述本體部的長(zhǎng)度方向，配設(shè)有多個(gè)U形加熱管，在所述本體部的斷面上，構(gòu)成上部加熱管組與下部加熱管組夾著上下管組間隙而上下對(duì)稱配置的加熱管組，導(dǎo)入所述加熱管組的蒸汽，與經(jīng)過所述多個(gè)U形加熱管內(nèi)流動(dòng)的給水進(jìn)行熱交換，使該給水的溫度上升，其特征是，還包括在所述加熱管組的垂直斷面的中心部，沿著所述加熱管組而設(shè)置的用于吸引非凝縮氣體的通風(fēng)管；在所述下部加熱管組的正上方部位，沿著所述通風(fēng)管配設(shè)的短路防止板，該短路防止板沿著所述下部加熱管組水平地延伸，并且在其中央部設(shè)有從上方覆蓋所述通風(fēng)管的山形形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所記載的給水加熱器，其特征是，在上下管組間隙的兩端部，在每一個(gè)端部設(shè)置有垂直短路防止板，在所述垂直短路防止板上，設(shè)置有用于把滯留在短路防止板上的冷凝水向本體部下部排出的冷凝水排水管。
9.一種給水加熱器，在基本為圓筒形的本體部的內(nèi)部，沿著所述本體部的長(zhǎng)度方向，配設(shè)有多個(gè)U形加熱管，構(gòu)成加熱管組，導(dǎo)入所述加熱管組的蒸汽，與經(jīng)過所述多個(gè)U形加熱管內(nèi)流動(dòng)的給水進(jìn)行熱交換，使該給水的溫度上升，其特征是，在所述本體部的側(cè)面的垂直方向的中心的上方，設(shè)置有用于排出使所述加熱蒸汽凝縮的冷凝水的冷凝水出口座，在所述本體部的內(nèi)部設(shè)置有把所述冷凝水向所述冷凝水出口座導(dǎo)引的冷凝水出口導(dǎo)向板。
全文摘要
本發(fā)明提供一種相對(duì)于發(fā)電站的容量的增大或嚴(yán)格的加熱蒸汽條件來說也能提高性能的給水加熱器。在給水加熱器的過熱返回部29中,在中央部設(shè)置2個(gè)位置過熱返回部入口36,加熱蒸汽從這里向過熱返回部29的兩端流動(dòng)。另外,在冷凝部設(shè)置有短路防止板,該短路防止板的兩端插入下部管組上所設(shè)置的槽部中,其中央部覆蓋著通風(fēng)管的上部。進(jìn)一步,在本體部垂直方向的中心位置,設(shè)置有冷凝水出口座,在冷凝水冷卻部設(shè)有將冷凝水向冷凝水出口座導(dǎo)引的冷凝水出口座導(dǎo)向板。
文檔編號(hào)F22D1/00GK1340676SQ0112365
公開日2002年3月20日 申請(qǐng)日期2001年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月1日
發(fā)明者尾關(guān)敏明, 白木良廣, 上條聡 申請(qǐng)人:東芝株式會(huì)社