本實(shí)用新型涉及換熱器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種新型布管方式的凝汽器。

背景技術(shù)：

目前，電廠凝汽器是一種管殼式換熱器，是火力發(fā)電、核電機(jī)組的重要組成部件，其作用是將汽輪機(jī)組排出的乏汽冷凝成水并在汽輪機(jī)的排汽口建立維持一定的真空值。凝汽器冷卻管管束布置的合理與否對蒸汽凝結(jié)過程有重要影響，并對其換熱性能以及機(jī)組的能耗有較大的影響。管束布置不合理將造成蒸汽流場的不合理，由此帶來熱負(fù)荷分布不均勻、局部空氣積聚、流動阻力過大、過冷度大、不同凝結(jié)程度的汽流相互摻合甚至漏氣(未經(jīng)冷凝的蒸汽直接進(jìn)入空冷區(qū))等。

因而設(shè)計管束布置來獲得合理的蒸汽流場分布是凝汽器設(shè)計的重要內(nèi)容，合理的管束布置是凝汽器性能保證的基礎(chǔ)。目前凝汽器采用HEI標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算，但HEI標(biāo)準(zhǔn)中未考慮結(jié)構(gòu)的影響，凝汽器管束布置設(shè)計可能是機(jī)組性能實(shí)際無法達(dá)到按HEI標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的設(shè)計性能，特別是對于改造機(jī)組受限較多的情況更為突出。

事實(shí)上，目前發(fā)電機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行真空度普遍偏離設(shè)計真空度1-3KPa，能耗明顯偏高，其主要原因之一就是凝汽器管束布置不合理造成的。研究表明，不合理的凝汽器管束布置的實(shí)際凝汽器真空度與按HEI標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算的真空度可能相差1KPa以上，直接顯著影響機(jī)組的出力和經(jīng)濟(jì)性。采用合理的管束布置的凝汽器，其機(jī)組節(jié)能效益明顯。

現(xiàn)有的凝汽器管束設(shè)計凝汽效果不理想甚至存在渦流死區(qū)，殼側(cè)流阻過大和過冷度大，汽阻不均、存在跨區(qū)流動，計算傳熱系數(shù)不理想，存在不同凝結(jié)程度的汽流相互摻合甚至漏氣，有管束布置不夠緊湊使投資明顯增加和改造機(jī)組由于殼體結(jié)構(gòu)尺寸受限無法采用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于：針對上述凝汽效果不理想甚至存在渦流死區(qū)，殼側(cè)汽阻過大和過冷度大，汽阻不均、存在跨區(qū)流動，計算傳熱系數(shù)不理想，存在不同程度的汽流相互摻合甚至漏氣的問題，本實(shí)用新型提供一種新型布管方式的凝汽器。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種新型布管方式的凝汽器，包含固定于凝汽器內(nèi)支撐板上的凝汽器中間管板，和設(shè)置于凝汽器中間管板上的管束，凝汽器中間管板的管板下部以軸線為中心的位置設(shè)有空冷區(qū)，所述凝汽器中間管板的管束區(qū)上部以管板中心線分為對稱的兩側(cè)，每一側(cè)都由M狀管束區(qū)構(gòu)成，所述M狀管束區(qū)下側(cè)，設(shè)有倒三角管束區(qū)，所述凝汽器中間管板管板面下部曲折管束關(guān)于管板中心線呈左右對稱布置。

所述的一種新型布管方式的凝汽器，管板面下部外側(cè)曲折彎管區(qū)關(guān)于管板面中心線左右對稱，空冷區(qū)兩側(cè)管束區(qū)關(guān)于管板面中心線左右對稱布置。

所述的一種新型布管方式的凝汽器，空冷區(qū)的頂部設(shè)有水平的空冷區(qū)擋汽板C、空冷區(qū)一側(cè)有空冷區(qū)擋汽板B，另一側(cè)有空冷區(qū)擋汽板A，空冷區(qū)擋汽板B與管束中心線成37°角，空冷區(qū)擋汽板C與管束中心線成37°角，所述三個空冷區(qū)擋汽板使得空冷區(qū)構(gòu)成一個漸縮的區(qū)域，空冷區(qū)與空冷區(qū)上的管束構(gòu)成漸縮空冷管束區(qū)。

所述的一種新型布管方式的凝汽器，漸縮空冷管束區(qū)的上部水平空冷區(qū)擋汽板C上設(shè)有一個抽空氣管。

所述的一種新型布管方式的凝汽器，漸縮空冷管束區(qū)內(nèi)設(shè)有不銹鋼擋汽板，不銹鋼擋汽板安裝在凝汽器前端管板和凝汽器后端管板之間。

所述的一種新型布管方式的凝汽器，凝汽器中間管板上由不銹鋼擋汽板(和空冷區(qū)擋汽板A以及空冷區(qū)擋汽板B所圍成的區(qū)域內(nèi)設(shè)有空冷通流孔，空冷通流孔在矩形區(qū)域里間隔布置，其數(shù)量是空冷區(qū)管數(shù)的3％-5％。

所述的一種新型布管方式的凝汽器，管束布管方式是上下對分冷卻水雙管程。所述的一種新型布管方式的凝汽器，管板中部設(shè)有上層多孔淋水板和下層多孔淋水板。

所述的一種新型布管方式的凝汽器，在上層多孔淋水板和下層多孔淋水板的外側(cè)設(shè)有分程擋汽板。

所述的一種新型布管方式的凝汽器，管束布管方式是冷卻水單管程。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是：

管束汽流流場均勻無渦流、殼側(cè)汽阻小、熱負(fù)荷分布均勻、凝結(jié)水過冷度小、凝汽器的傳熱系數(shù)和運(yùn)行真空度都較高，換熱系數(shù)可以比普通布管方案提高換熱系數(shù)15％以上，比按HEI計算值高10％-20％，其殼側(cè)汽阻是普通管束(在不漏氣的情況下)的40％-60％，其機(jī)組節(jié)能效果明顯。

附圖說明

圖1是帶中間剖面的凝汽器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是管板示意圖；

圖3是凝汽器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是管束局部放大圖(上部)；

圖5是管束局部放大圖(下部)；

圖6是單管程布管時管板示意圖。

圖中1-前水室，2-凝汽器前端管板，3-凝汽器中間板管，4-換熱管，5-凝汽器殼體組件，6-凝汽器后端板管，7-凝汽器后水室，8-后接頸，9-M狀管束區(qū)，10-抽空氣管，11-倒三角管束區(qū)，12-空冷區(qū)，13-空冷區(qū)擋汽板A，14-集水板A，15-管板面下部曲折管束，16-集水板B，17-空冷通流孔，18-不銹鋼擋汽板，19-空冷區(qū)擋汽板B，20-空冷區(qū)擋氣板C，21-分程擋汽板，22-上層多孔淋水板，23-下層多孔淋水板，24-下部外側(cè)曲折彎管區(qū)，25-空冷區(qū)兩側(cè)管束區(qū)。

具體實(shí)施方式

本說明書中公開的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

下面結(jié)合圖1、圖2對本發(fā)明作詳細(xì)說明。

如圖1、圖2所示的一種新型布管方式的凝汽器，是由前水室1，凝汽器前端管板2，凝汽器中間板管3，換熱管4，凝汽器殼體組件5，凝汽器后端板管6，凝汽器后水室7，后接頸8，M狀管束區(qū)9，抽空氣管10，倒三角管束區(qū)11，空冷區(qū)12，空冷區(qū)擋汽板A13，集水板A14，管板面下部曲折管束15，集水板B16，空冷通流孔17，不銹鋼波形擋汽板18，空冷區(qū)擋汽板B19，空冷區(qū)擋汽板C20，分程擋汽板21，上層多孔淋水板22，下層多孔淋水板23，管板下部外側(cè)曲折彎管區(qū)24，空冷區(qū)兩側(cè)管束區(qū)25等組成。換熱管穿過中間管板的管孔與兩端管板連接，換熱管與兩端管板的連接可以是脹接或者脹接加焊接。

管束設(shè)置在凝汽器中間管板3上，凝汽器中間管板3的管板下部以軸線為中心的位置設(shè)有空冷區(qū)12，所述凝汽器中間管板3的管束區(qū)上部以管板中心線分為對稱的兩側(cè)，每一側(cè)都由M狀管束區(qū)9構(gòu)成，所述M狀管束區(qū)9下側(cè)，設(shè)有倒三角管束區(qū)11，所述凝汽器中間管板管板面下部曲折管束關(guān)于管板中心線呈左右對稱布置。

管板面下部外側(cè)曲折彎管區(qū)24關(guān)于管板面中心線左右對稱，空冷區(qū)兩側(cè)管束區(qū)25關(guān)于管板面中心線左右對稱布置?？绽鋮^(qū)的頂部設(shè)有水平的空冷區(qū)擋汽板C、空冷區(qū)一側(cè)有空冷區(qū)擋汽板B，另一側(cè)有空冷區(qū)擋汽板A，空冷區(qū)擋汽板B與管束中心線成37°角，空冷區(qū)擋汽板C與管束中心線成37°角，所述三個空冷區(qū)擋汽板使得空冷區(qū)構(gòu)成一個漸縮的區(qū)域，空冷區(qū)12與空冷區(qū)上的管束構(gòu)成漸縮空冷管束區(qū)。漸縮空冷管束區(qū)的上部水平的空冷區(qū)擋汽板C20上設(shè)有一個抽空氣管10。漸縮空冷管束區(qū)內(nèi)設(shè)有不銹鋼擋汽板18，不銹鋼擋汽板18安裝在凝汽器前端管板2和凝汽器后端管板6之間，不銹鋼擋汽板18形狀為波形。

凝汽器中間管板3上由不銹鋼擋汽板18和空冷區(qū)擋汽板A13以及空冷區(qū)擋汽板B19所圍成的區(qū)域內(nèi)設(shè)有空冷通流孔17，空冷通流孔17在矩形區(qū)域里間隔布置，其數(shù)量是空冷區(qū)所布置的管數(shù)總量的3％-5％。凝汽器中間管板3上管束布管方式是上下對分冷卻水雙管程或者是冷卻水單管程。

當(dāng)凝汽器中間管板3上管束布管方式是上下對分冷卻水雙管程時，凝汽器中間管板3管板中部設(shè)置上層多孔淋水板和下層多孔淋水板，并在上層多孔淋水板和下層多孔淋水板的外側(cè)設(shè)有分程擋汽板。

在所述凝汽器中，汽輪機(jī)排出的蒸汽從凝汽器管束的最外圍換熱管管間進(jìn)入新型布管方式管束，蒸汽在上部管束被冷卻而冷凝使得蒸汽流速迅速下降，然后在管板“蓮花座狀”管束區(qū)繼續(xù)被冷卻而冷凝，然后從漸縮空冷管束區(qū)的底部流向漸縮空冷管束區(qū)被進(jìn)一步被冷卻，最后剩余的少量的汽氣混合物經(jīng)漸縮空冷管束區(qū)上部的抽空管由真空泵抽出，使得凝汽器維持一定的真空度。凝汽器管束可以是上下對分冷卻水雙管程，也可以是冷卻水單管程。所述的凝汽器管束為上下對分冷卻雙管程時，在上下對分的凝汽器管束管板中部設(shè)置有上下兩層多孔淋水板用以緩沖上部管束凝結(jié)水對下部管束的沖刷和除氧，在上下兩層多孔淋水板外側(cè)設(shè)置有分程擋汽板用以維持蒸汽流線，避免出現(xiàn)氣流擾動。

實(shí)施例一

如圖1、圖2所示的一種新型布管方式的凝汽器，是由前水室1，凝汽器前端管板2，凝汽器中間管板3，換熱管4，凝汽器殼體組件5，凝汽器后端管板6，凝汽器后水室7，后接頸8，M狀管束區(qū)9，抽空氣管10，倒三角管束區(qū)11，空冷區(qū)12，空冷區(qū)擋汽板A13，集水板A14，管板面下部曲折管束區(qū)15，集水板B16，空冷通流孔17，不銹鋼波形擋氣板18，空冷區(qū)擋汽板B19，空冷區(qū)擋汽板C20，分程擋汽板21，上層多孔淋水板22，下層多孔淋水板23，官辦下側(cè)外部曲折彎管區(qū)24，空冷區(qū)兩側(cè)管束區(qū)25等組成。凝汽器前水室1(共有2件)通過凝汽器前端管板2(共有2件)與凝汽器殼體連接，凝汽器后水室7(共有2件)通過凝汽器后端管板6(共有2件)與凝汽器殼體相連接，中間管板3設(shè)于凝汽器殼體內(nèi)部(共有2×16件)，換熱管4(24160根)穿插于中間板管3上。

換熱管穿過中間管板的管孔與兩端管板連接，換熱管與兩端管板的連接可以是脹接或者脹接加焊接。

該凝汽器在所述中間管板面上部存在兩個關(guān)于管板中心線對稱的M狀管束區(qū)，管板面下部中間位置存在一個漸縮型空冷管束區(qū)，漸縮型空冷管束區(qū)左右兩側(cè)分別存在一個翼形管束區(qū)和弓形管束區(qū)，并且翼形管束區(qū)和弓形管束區(qū)關(guān)于管板面中心線對稱布置，漸縮型空冷區(qū)下部存在一個“蓮花座狀”管束區(qū)，漸縮空冷管束區(qū)內(nèi)設(shè)置有不銹鋼波形擋氣板和空冷通流孔，漸縮型空冷區(qū)上部設(shè)置有抽空氣管，其中：

漸縮空冷管束區(qū)的頂部設(shè)有空冷擋汽板C、一側(cè)設(shè)有空冷擋汽板B，另一側(cè)設(shè)有空冷擋汽板A，所述三個空冷擋汽板使得空冷管束區(qū)構(gòu)成一個漸縮的區(qū)域，空冷擋汽板B與管束中心線成37°角，空冷擋汽板C與管束中心線成37°角。

在所述凝汽器中，汽輪機(jī)排出的蒸汽從凝汽器管束的最外圍換熱管管間進(jìn)入新型布管方式管束，蒸汽上部管束被冷卻而冷凝使得蒸汽流速迅速下降，然后在管板面下部曲折管束繼續(xù)被冷卻而冷凝，然后從漸縮空冷管束區(qū)的底部流向抽空氣管被進(jìn)一步被冷卻，最后剩余的少量的汽氣混合物經(jīng)漸縮空冷管束區(qū)上部的抽空管由真空泵抽出，使得凝汽器維持一定的真空度。

所述的凝汽器管束可以是上下對分冷卻水雙管程，也可以是冷卻水單管程。所述的凝汽器管束為上下對分冷卻雙管程時，在上下對分的凝汽器管束管板中部設(shè)置有上下兩層多孔淋水板用以緩沖上部管束凝結(jié)水對下部管束的沖刷，并且能起到除氧的作用，在上下兩層多孔淋水板外側(cè)設(shè)置有分程擋汽板用以維持蒸汽流線避免出現(xiàn)氣流擾動。