供熱與冷卻混合式凝汽器的制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于火電機組供熱領域，公開了一種供熱與冷卻混合式凝汽器，包括殼體，所述殼體內部為空；殼體的上下端分別連接有進汽管和排水管，所述殼體連接有至少兩組換熱單元，換熱單元內通有熱網(wǎng)循環(huán)水或冷卻循環(huán)水。本實用新型使相鄰換熱單元中的換熱管束相互獨立，互不影響；只需改變不同換熱單元中換熱管束內流通的循環(huán)水種類(工業(yè)循環(huán)水或熱網(wǎng)循環(huán)水)以及循環(huán)水流量，即可靈活調整熱網(wǎng)循環(huán)水的吸熱量，滿足熱網(wǎng)在不同熱負荷情況下的供熱，而且無需調整汽輪機的排汽量，保證機組的發(fā)電能力。
【專利說明】供熱與冷卻混合式凝汽器

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及火電機組供熱【技術領域】，特別涉及供熱與冷卻混合式凝汽器。

【背景技術】
[0002]熱電聯(lián)產(chǎn)是國內外公認的可實現(xiàn)節(jié)能減排的重要手段，國家出臺了多項政策重點支持熱電聯(lián)產(chǎn)的快速發(fā)展。為進一步挖掘火力發(fā)電廠熱電聯(lián)產(chǎn)常規(guī)供熱技術方式下的節(jié)能潛力、提高熱電聯(lián)產(chǎn)機組的供熱節(jié)能效果，高背壓供熱技術將火電機組中的汽輪機排汽中的余熱進行回收，用于供熱，避免了直接利用汽輪機高位能抽汽所帶來的蒸汽有用能損失。
[0003]高背壓供熱技術下，采暖期機組高背壓運行，以熱網(wǎng)循環(huán)水作為凝汽器的循環(huán)冷卻水，通過凝汽器換熱回收汽輪機的排汽熱量用于供暖。在采暖期，以熱網(wǎng)循環(huán)水作為凝汽器的冷卻水，通過凝汽器換熱管束表面換熱將汽輪機的排汽熱量傳遞到熱網(wǎng)循環(huán)水中，熱網(wǎng)循環(huán)水經(jīng)排汽加熱后即可直接用于供暖，而冷卻后的排汽水則從凝汽器出口排出，最終返回至回熱系統(tǒng)。
[0004]這種高背壓供熱方式在實際供熱過程中，受到供熱負荷(即熱網(wǎng)循環(huán)水量)的限制，可冷卻回收的汽輪機排汽熱量有限、影響到汽輪機組的發(fā)電出力，尤其在供熱的初期和末期、當供熱負荷需求較低時，汽輪機的發(fā)電出力也將受到嚴重限制。因此，常規(guī)高背壓排汽供熱技術下機組只能采用以熱定電的運行方式，只能根據(jù)供熱所需熱量的多少，調節(jié)汽輪機發(fā)出的功率，使發(fā)電量受到限制，機組的調節(jié)靈活性下降，機組基本不具備調峰能力。
實用新型內容
[0005](一 )要解決的技術問題
[0006]本實用新型要解決的技術問題是:為解決在整個供熱周期的不同階段內，采用高背壓供熱技術的熱電聯(lián)產(chǎn)機組，在保證正常發(fā)電量的前提下，不易滿足或者無法同時滿足不同階段供熱需求的熱量，需要調整發(fā)電量，汽輪機釋放的熱量才能與供熱初期或供熱末期的需求的熱量相匹配，導致汽輪機發(fā)電量受限制的問題。
[0007]( 二)技術方案
[0008]為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種供熱與冷卻混合式凝汽器，包括殼體，所述殼體內部為空；殼體的上下端分別連接有進汽管和排水管，所述殼體連接有至少兩組換熱單元，換熱單元內通有熱網(wǎng)循環(huán)水或冷卻循環(huán)水；換熱單元包括:前水室、后水室和多根換熱管束，前水室和后水室均設置在殼體的外壁上；前水室分為上水室和下水室，上水室連接有循環(huán)水出口，下水室連接有循環(huán)水入口 ；換熱管束設置在所述殼體內，上水室和下水室分別通過換熱管束與后水室連通。
[0009]其中，所述進汽管通過一截面積逐漸增大的喉部與殼體的頂端連接。
[0010]其中，所述排水管通過設置在殼體底部的熱井與所述殼體的內部連通，熱井用于收集殼體內蒸汽冷卻后凝結成的疏水。
[0011 ] 其中，相鄰換熱單元的換熱管束分別設置在兩個獨立的區(qū)域內，兩者互不接觸。
[0012]其中，多根所述換熱管束均水平設置，所述殼體內的蒸汽沿豎直方向穿過若干所述換熱管束。
[0013]其中，所述殼體的底部設有支座。
[0014](三)有益效果
[0015]上述技術方案具有如下優(yōu)點:本實用新型供熱與冷卻混合式凝汽器，使相鄰換熱單元中的換熱管束相互獨立，互不影響；只需改變不同換熱單元中換熱管束內流通的循環(huán)水種類(工業(yè)循環(huán)水或熱網(wǎng)循環(huán)水)以及循環(huán)水流量，即可靈活調整熱網(wǎng)循環(huán)水的吸熱量，滿足熱網(wǎng)在不同熱負荷情況下的供熱，而且無需調整汽輪機的排汽量，保證機組的發(fā)電能力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型所述供熱與冷卻混合式凝汽器的側視示意圖；
[0017]圖2是本實用新型所述前水室的剖面結構示意圖；
[0018]圖3是本實用新型所述后水室的剖面結構示意圖。
[0019]其中，1、進汽管；2、喉部；3、殼體；4、熱井；5、排水管；6、支座；7、前水室；8、后水室；9、上水室；10、下水室；11、循環(huán)水入口 ；12、循環(huán)水出口 ；13、換熱管束入口 ；14、換熱管束出口。

【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和實施例，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。
[0021 ] 如圖1-3所示，本實用新型一種供熱與冷卻混合式凝汽器，包括殼體3，所述殼體3內部為空；殼體3的上端連接有進汽管1，其下端連接有排水管5，所述殼體3連接有至少兩組換熱單元，換熱單元內通有循環(huán)水，循環(huán)水可以是冷卻循環(huán)水、或者來自熱網(wǎng)的熱網(wǎng)循環(huán)水；換熱單元包括:前水室7、后水室8和多根換熱管束，前水室7和后水室8均設置在殼體3的外壁上；前水室7分為上水室9和下水室10，上水室9連接有循環(huán)水出口 12，下水室10連接有循環(huán)水入口 11 ;換熱管束設置在殼體3內，上水室9和下水室10分別通過換熱管束與后水室8連通；上水室9通過設置在殼體3外壁上的換熱管束出口 14與換熱管束連通，下水室10通過設置在殼體3外壁上的換熱管束入口 13與換熱管束連通。
[0022]進汽管1通過一截面積逐漸增大的喉部2與殼體3的頂端連接，汽輪機排汽由進汽管1流入殼體3內的過程中，截面積逐漸增大，汽體流速變緩，蒸汽在殼體3內的換熱管束外側停留時間較長，與換熱管束內的循環(huán)水進行較為充分的表面式換熱。
[0023]排水管5與殼體3內部通過設置在殼體3底部的熱井4連通，熱井4用于收集殼體3內的蒸汽冷卻凝結成的疏水，疏水匯集后通過排水管5排出，最終返回至汽輪機的回熱系統(tǒng)。
[0024]相鄰換熱單元的換熱管束分別設置在兩個獨立的區(qū)域內，兩者互不接觸，避免換熱管束之間相互產(chǎn)生熱量交換。多根換熱管束均水平設置，所述殼體3內的蒸汽沿豎直方向穿過若干所述換熱管束。
[0025]殼體3的底部設有支座6，包括滑動支座和導向支座，用于在安裝時或使用過程中對殼體3的位置進行調整，以緩解殼體3受熱變形所帶來的各部件之間的應力變化，延長凝汽器的使用壽命。
[0026]本實用新型供熱與冷卻混合式凝汽器的工作原理如下:
[0027]在每個換熱單元內，循環(huán)水通過循環(huán)水入口 11進入下水室10，然后通過換熱管束入口 13進入換熱管束，與換熱管束外側的蒸汽進行熱交換，吸收熱量后的循環(huán)水進入后水室8，然后再通過換熱管束流入上水室9，期間再次與換熱管束外側的蒸汽進行熱交換；再次吸收熱量后的循環(huán)水通過循環(huán)水出口 12流出上水室9，流入外部循環(huán)設備。
[0028]采暖期間，在熱網(wǎng)的供熱負荷較低、熱網(wǎng)循環(huán)水量較少時，部分換熱單元內通入熱網(wǎng)循環(huán)水，另一部分換熱單元內通冷卻循環(huán)水，除熱網(wǎng)供熱所需汽輪機排汽熱量由熱網(wǎng)循環(huán)水吸收外，多余的汽輪機排汽熱量還可由工業(yè)冷卻循環(huán)水吸收，無需調整汽輪機的排汽量，機組的發(fā)電量不受熱負荷限制，在不影響汽輪機發(fā)電量的前提下，即可實現(xiàn)熱網(wǎng)系統(tǒng)的正常供暖，通過調整冷卻循環(huán)水的通入量，可以實現(xiàn)調控熱網(wǎng)循環(huán)水吸熱量的目的；在有效回收汽輪機排汽余熱用于供熱的同時，提高了供熱和發(fā)電出力的靈活性。在熱網(wǎng)負荷需求較高時，所有換熱單元均通入熱網(wǎng)循環(huán)水，盡可能回收汽輪機排汽的熱量用于供熱；在非采暖期，熱網(wǎng)沒有熱負荷需求時，所有換熱單元均通入工業(yè)用冷卻循環(huán)水，只通過冷卻循環(huán)水對汽輪機的排汽進行冷卻。
[0029]下面舉個具體的實施例:
[0030]對于某330麗亞臨界濕冷機組，當采用高背壓供熱技術、利用低壓缸排汽供熱時，若采用常規(guī)的凝汽器，當供熱負荷需求為1300GJ/h時，所需的汽輪機排汽量約為576t/h，進而限制汽輪機主蒸汽量在825t/h左右、機組發(fā)電出力為244.15MW，負荷率為74%。而當初末期熱負荷需求為780GJ/h時，所需汽輪機排汽量324t/h、機組負荷僅為125.78MW，負荷率僅為38.12%。采用常規(guī)凝汽器結構下的高背壓供熱技術，機組只能由熱負荷的需求量決定發(fā)電出力，供熱期隨著熱負荷變化發(fā)電出力波動很大，機組無法參與電網(wǎng)調峰，這種運行方式很難被接受。
[0031]若機組采用本實用新型所述的供熱與冷卻混合式凝汽器，在實現(xiàn)高背壓供熱的同時，機組仍可參與調峰，機組供熱負荷和發(fā)電出力可以同時調整。如在機組承擔1300GJ/h的熱負荷時，電網(wǎng)調度為266MW負荷時，即可將機組主汽量控制在900t/h左右；此時汽輪機排汽量約為620t/h，除去約576t/h的排汽被熱網(wǎng)水換熱區(qū)域內的熱熱網(wǎng)循環(huán)水吸收供熱夕卜，其余44t/h左右的排汽熱量將由冷卻循環(huán)水帶走。當供熱初期熱負荷為780GJ/h，機組仍可維持在266MW運行，機組排出的620t/h的低壓缸排汽，除了約324t/h的乏汽用于供熱夕卜，其余296t/h乏汽則被冷卻循環(huán)水冷卻。
[0032]供熱與冷卻混合式凝汽器的利用，既可有效回收機組乏汽余熱用于供暖，還可恢復機組的調峰能力，使機組具備高背壓供熱與發(fā)電出力的雙重調節(jié)能力，有利于高背壓供熱技術的推廣利用，大幅提高熱電聯(lián)產(chǎn)機組的供熱經(jīng)濟性。
[0033]本實用新型中，相鄰換熱單元中的換熱管束相互獨立，互不影響；只需改變不同換熱單元中換熱管束內流通的循環(huán)水種類(工業(yè)循環(huán)水或熱網(wǎng)循環(huán)水)以及循環(huán)水流量，即可靈活調整熱網(wǎng)循環(huán)水的吸熱量，滿足熱網(wǎng)在不同熱負荷情況下的供熱，而且無需調整汽輪機的排汽量，保證機組的發(fā)電能力。
[0034]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種供熱與冷卻混合式凝汽器，包括殼體(3)，所述殼體(3)內部為空；殼體(3)的上下端分別連接有進汽管(I)和排水管(5)，其特征在于，所述殼體(3)連接有至少兩組換熱單元，換熱單元內通有熱網(wǎng)循環(huán)水或冷卻循環(huán)水； 換熱單元包括:前水室(7)、后水室(8)和多根換熱管束，前水室(7)和后水室(8)均設置在殼體(3)的外壁上；前水室(7)分為上水室(9)和下水室(10)，上水室(9)連接有循環(huán)水出口(12)，下水室(10)連接有循環(huán)水入口(11);換熱管束設置在所述殼體(3)內，上水室(9)和下水室(10)分別通過換熱管束與后水室(8)連通。
2.如權利要求1所述的供熱與冷卻混合式凝汽器，其特征在于，所述進汽管(I)通過一截面積逐漸增大的喉部(2)與殼體(3)的頂端連接。
3.如權利要求1所述的供熱與冷卻混合式凝汽器，其特征在于，所述排水管(5)通過設置在殼體⑶底部的熱井⑷與所述殼體⑶的內部連通，熱井⑷用于收集殼體⑶內蒸汽冷卻后凝結成的疏水。
4.如權利要求1所述的供熱與冷卻混合式凝汽器，其特征在于，相鄰換熱單元的換熱管束分別設置在兩個獨立的區(qū)域內，兩者互不接觸。
5.如權利要求1所述的供熱與冷卻混合式凝汽器，其特征在于，多根所述換熱管束均水平設置，所述殼體(3)內的蒸汽沿豎直方向穿過若干所述換熱管束。
6.如權利要求1所述的供熱與冷卻混合式凝汽器，其特征在于，所述殼體(3)的底部設有支座出)。
【文檔編號】F28B9/10GK204255126SQ201420634505
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權日:2014年10月29日
【發(fā)明者】郝亞珍, 徐磊 申請人:天津中能藍天節(jié)能技術開發(fā)有限公司