一種凝汽器循環(huán)水虹吸作用自保持系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可用于電廠凝汽器循環(huán)水虹吸作用的自保持系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括位于水室頂部的排氣管11，排氣管11與外部環(huán)境連通的一端設(shè)有抽真空裝置12和閥門13，與凝汽器出水室6相連通的一端充滿水，排氣管11位于閥門13與凝汽器出水室6之間的管段為真空狀態(tài)。本發(fā)明通過在氣體積聚的水室頂部設(shè)置氣、水流通系統(tǒng)，利用密度差原理，可有效將水室頂部的氣體排出，從而解決了目前電廠循環(huán)水系統(tǒng)氣體集聚在凝汽器出水室上方破壞凝汽器虹吸作用的問題。
【專利說明】一種凝汽器循環(huán)水虹吸作用自保持系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)電設(shè)備冷卻【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種電廠凝汽器循環(huán)水虹吸作用自保持系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]電廠凝汽器循環(huán)水系統(tǒng)是用大量循環(huán)水將汽輪機(jī)排汽凝結(jié)成水，維持規(guī)定的凝汽器真空，提高循環(huán)發(fā)電效率。循環(huán)水系統(tǒng)工作正常與否，對(duì)電廠經(jīng)濟(jì)性影響較大。目前用于電廠的循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)出管道，基本上都采用地下埋管，而凝汽器及其水室在地面以上。尤其是以海水冷卻為代表的開式循環(huán)水系統(tǒng)，凝汽器通常都高于循環(huán)水進(jìn)出口水面。凝汽器在循環(huán)水進(jìn)出口管道間構(gòu)成虹吸管，產(chǎn)生虹吸作用，可以有效地降低循環(huán)水泵揚(yáng)程和耗電。在開式循環(huán)水水系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中，由于凝汽器出水室處于負(fù)壓狀態(tài)，循環(huán)水中溶解和夾帶的氣體在處于負(fù)壓(即真空)狀態(tài)的凝汽器出水室中很容易逸出并聚集在水室上方，不能及時(shí)順利地排出，最終越積越多，出水管內(nèi)不再充滿水，凝汽器的虹吸作用被破壞。如此一來，循環(huán)水泵不僅要克服整個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)的管道阻力，還要克服凝汽器高度水柱帶來的壓力，消耗的電功率明顯增加。對(duì)于以海水為介質(zhì)的循環(huán)水系統(tǒng)，潮汐的變化也直接影響循環(huán)水泵功率的增加。
[0003]同時(shí)，循環(huán)水泵揚(yáng)程的增加也必然導(dǎo)致流量的下降，汽輪機(jī)排汽壓力上升，經(jīng)濟(jì)性下降。
[0004]凝汽器水室中積聚空氣的另一個(gè)不利影響在于膠球清洗的收球率，進(jìn)而導(dǎo)致凝汽器管束清洗不徹底，傳熱性能差，最終也會(huì)使機(jī)組排汽壓力升高、經(jīng)濟(jì)性下降。
[0005]部分電廠為將凝汽器循環(huán)水系統(tǒng)中積聚的氣體排出，不得不關(guān)小循環(huán)水出口管道的閥門以保持循環(huán)水系統(tǒng)處于正壓狀態(tài)，但該方法實(shí)際上增加了循環(huán)水系統(tǒng)的管道阻力損失，直接后果仍然是循環(huán)水泵耗電量的增加和循環(huán)水流量的減少，最終結(jié)果都是全廠經(jīng)濟(jì)性下降。
[0006]也有部分電廠定期關(guān)小循環(huán)水管道出口閥門排氣，待凝汽器虹吸作用建立后再全開循環(huán)水管道出口閥門，以減少阻力損失和循環(huán)水泵耗電。但該操作方法存在兩個(gè)問題，一是無法始終保持凝汽器虹吸作用，且無法監(jiān)視虹吸作用是否被破壞；二是循環(huán)水管道出口閥門容易損壞。
[0007]發(fā)明人2014年8月27日提交、2014年11月19日公布的發(fā)明名稱為“一種可自動(dòng)排氣的凝汽器循環(huán)水系統(tǒng)”(申請(qǐng)公布號(hào)CN 104154774 A)的專利針對(duì)同類問題提供了一種基于補(bǔ)水原理的循環(huán)水系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種可有效排除水室頂部積聚氣體的新的凝汽器循環(huán)水虹吸作用自保持系統(tǒng)。
[0009]用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為，一種凝汽器循環(huán)水虹吸作用自保持系統(tǒng)，在水室頂部設(shè)有可與外部環(huán)境連通的排氣管，排氣管與外部環(huán)境連通的一端設(shè)有抽真空裝置和閥門，與凝汽器水室相連的一端底部充滿水，排氣管位于閥門與凝汽器水室之間的管段為真空狀態(tài)。
[0010]進(jìn)一步的，所述排氣管頂部的絕對(duì)壓力在OkPa至1lkPa之間。
[0011]進(jìn)一步的，還包括設(shè)于排氣管上部的真空表和/或設(shè)于排氣管下部的水位開關(guān)，所測(cè)真空信號(hào)和/或水位信號(hào)用于控制抽真空裝置和逆止閥的啟動(dòng)和停止。
[0012]進(jìn)一步的，所述排氣管中部被一水封罐替換。
[0013]通常情況下，電廠凝汽器循環(huán)水虹吸作用自保持系統(tǒng)處于自動(dòng)排氣狀態(tài)，此時(shí)位于排氣管11上的抽真空裝置12停止、閥門13關(guān)閉，集聚在凝汽器出水室6上方的循環(huán)水系統(tǒng)中的氣體在密度差的作用下，自動(dòng)進(jìn)入排氣管11內(nèi)，匯集在排氣管11上部，循環(huán)水中氣體自動(dòng)排出且不消耗任何能源動(dòng)力；同時(shí)排氣管11中的循環(huán)水在重力作用下進(jìn)入凝汽器水室，確保凝汽器水室充滿水，保持凝汽器循環(huán)水的虹吸作用。由于排氣管11內(nèi)水位高于凝汽器水室的水位，在重力作用下，排氣管11內(nèi)上部氣空間始終處于真空狀態(tài)。實(shí)際運(yùn)行中，循環(huán)水系統(tǒng)中一旦產(chǎn)生的氣體，自然會(huì)集聚在最高處的凝汽器水室的上部，隨后立即進(jìn)入排氣管11內(nèi)，凝汽器循環(huán)水虹吸作用不會(huì)因出水室聚集氣體而遭到破壞，可以自動(dòng)保持。隨著排氣管11的氣體增多，排氣管11中越來越多的水進(jìn)入凝汽器水室，排氣管11內(nèi)水位下降、真空下降，直至觸動(dòng)水位開關(guān)8和/或真空表10發(fā)出信號(hào)，開啟閥門13并啟動(dòng)抽真空裝置12，對(duì)排氣管11內(nèi)部抽真空。隨著排氣管11內(nèi)氣體被抽出，凝汽器水室中的循環(huán)水進(jìn)入排氣管11，排氣管11內(nèi)水位上升、真空升高，直至觸動(dòng)水位開關(guān)8和/或真空表10發(fā)出信號(hào)，關(guān)閉閥門13并停止抽真空裝置12，整個(gè)系統(tǒng)恢復(fù)至自動(dòng)排氣狀態(tài)。
[0014]所述的電廠凝汽器循環(huán)水虹吸作用自保持系統(tǒng)，凝汽器水室中氣體依靠自身與循環(huán)水的密度差，自動(dòng)向上溢出到排氣管11上部氣空間，不消耗任何外部能源與動(dòng)力。在自動(dòng)排氣過程中，閥門12關(guān)閉，排氣管11與凝汽器水室構(gòu)成相通的密閉空間。
[0015]適當(dāng)條件下，可以僅保留水位開關(guān)8取消真空表10，僅根據(jù)水位開關(guān)信號(hào)控制閥門12的開啟和關(guān)閉、抽真空裝置12的啟動(dòng)和停止；也可以僅保留真空表10而取消水位開關(guān)8，僅根據(jù)真空表10的信號(hào)控制閥門12的開啟和關(guān)閉、抽真空裝置12的啟動(dòng)和停止。
[0016]上述關(guān)于凝汽器水室的描述既適用于出水室6，同樣也適用于凝汽器進(jìn)水室2。
[0017]上述排氣管11中部可由容積更大的水封罐9替代，水封罐9底部通過連通管7與水室頂部連通。
[0018]本系統(tǒng)通過抽真空操作，可以實(shí)現(xiàn)水室內(nèi)積聚氣體的及時(shí)、自動(dòng)排出，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，可有效解決氣體集聚破壞凝汽器虹吸作用的問題，使循環(huán)水泵耗電降低，整個(gè)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性得到提高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的一種電廠凝汽器循環(huán)水虹吸作用自保持系統(tǒng)；
圖2是本發(fā)明另一種電廠凝汽器循環(huán)水虹吸作用自保持系統(tǒng)。
[0020]1-凝汽器；2_凝汽器進(jìn)水室；3_循環(huán)水泵；4_循環(huán)水進(jìn)水管；5_循環(huán)水出水管；6-凝汽器出水室；7_連通管；8_水位開關(guān)；9_水封罐；10-真空表；11-排氣管；12-抽真空裝置；13_閥門。

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0022]實(shí)施方式一:
參見圖1所示，本發(fā)明提供一種電廠凝汽器循環(huán)水虹吸作用自保持系統(tǒng)，包括凝汽器1、凝汽器進(jìn)水室2、循環(huán)水泵3、循環(huán)水進(jìn)水管4、循環(huán)水出水管5、凝汽器出水室6、連通管
7、水位開關(guān)8、水封罐9、真空表10、排氣管11、抽真空裝置12、帶逆止功能的閥門13。
[0023]循環(huán)水經(jīng)循環(huán)水泵3升壓后依次流經(jīng)循環(huán)水進(jìn)水管4、凝汽器進(jìn)水室2、凝汽器1、凝汽器出水室6和循環(huán)水出水管5。水封罐9通過連通管7與凝汽器出水室6相連接。
[0024]水封罐9的頂部與排氣管11相連，排氣管11經(jīng)抽真空裝置12和閥門13與大氣相通；水封罐9的內(nèi)部氣空間與真空表10相連，真空表10的信號(hào)可以送至抽真空裝置12和閥門13，控制抽真空裝置12的啟動(dòng)和停止以及閥門13的開啟和關(guān)閉；水封罐9還裝有水位開關(guān)8，水位開關(guān)8 一端與水封罐9相連，另一端與凝汽器出水室6或者連通管7亦或水封罐9底部相連。其開關(guān)信號(hào)，分別送至抽真空裝置12和閥門13，根據(jù)需要控制抽真空裝置12的啟動(dòng)和停機(jī)以及閥門13的開啟和關(guān)閉。
[0025]該凝汽器循環(huán)水虹吸作用自保持系統(tǒng)的連通管7、排氣管11分別有1~20根，每根排氣管道上都有一個(gè)可按照水位開關(guān)信號(hào)和/或真空表信號(hào)開啟或關(guān)閉的閥門及抽真空
目.ο
[0026]該凝汽器循環(huán)水虹吸作用自保持系統(tǒng)的水封罐、水位開關(guān)、真空表有1~20套組成。
[0027]該凝汽器循環(huán)水虹吸作用自保持系統(tǒng)水封罐和連通管可以與凝汽器任何一個(gè)水室相連通。
[0028]一種凝汽器循環(huán)水虹吸作用自保持系統(tǒng)，操作步驟如下:開啟循環(huán)水泵3，循環(huán)水經(jīng)循環(huán)水泵3升壓后依次流經(jīng)循環(huán)水進(jìn)水管4、凝汽器進(jìn)水室2、凝汽器1、凝汽器出水室6和循環(huán)水出水管5，循環(huán)水系統(tǒng)投入正常運(yùn)行狀態(tài)。循環(huán)水管道中的氣體會(huì)因自身比重較輕而積存在凝汽器出水室6的上部。開啟帶逆止功能的閥門13，啟動(dòng)抽真空裝置12對(duì)水封罐9進(jìn)行抽真空。隨著水封罐9內(nèi)氣體被抽出，水封罐9內(nèi)壓力下降，當(dāng)水封罐內(nèi)壓力降低到一定程度時(shí)，集聚在凝汽器出水室6上方的氣體也經(jīng)過連通管7進(jìn)入水封罐9內(nèi)，隨后被抽真空裝置12抽出到大氣中。隨著氣體逐漸被抽出，水封罐內(nèi)壓力進(jìn)一步降低，凝汽器出水室6內(nèi)的循環(huán)水面上升，當(dāng)原先集聚在凝汽器出水室6上部的氣體完全進(jìn)入水封罐9內(nèi)，循環(huán)水也經(jīng)過連通管7進(jìn)入水封罐9下部。此時(shí)投入水位開關(guān)8和壓力表10的自動(dòng)信號(hào)功能。隨著抽真空裝置12的繼續(xù)運(yùn)行，水封罐9內(nèi)水面逐漸升高，當(dāng)水封罐9內(nèi)水面上升到一定高度時(shí)，其內(nèi)部壓力也降至較低水平，對(duì)應(yīng)的真空值較高，此時(shí)水位開關(guān)8和/或真空表10發(fā)出信號(hào)，關(guān)閉閥門13并停運(yùn)抽真空裝置12，系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)排氣保持虹吸作用過程。一旦凝汽器出水室6上方有氣體集聚，氣體會(huì)經(jīng)過連通管7以“冒泡”的方式進(jìn)入水封罐9內(nèi)，而水封罐9內(nèi)的水在重力作用下，經(jīng)連通管7流入凝汽器出水室6。隨著水封罐9中的水越來越多地進(jìn)入凝汽器出水室6，水封罐9中的水位下降，真空也下降，當(dāng)水位低到觸動(dòng)水位開關(guān)8、真空低到觸動(dòng)真空表10時(shí)，低水位開關(guān)8和/或真空表10發(fā)出信號(hào)，開啟閥門13并啟動(dòng)抽真空裝置12，將水封罐9內(nèi)的氣體排入大氣。隨著水封罐中氣體的被抽出，水封罐9內(nèi)水位上升、真空提高，直至水位開關(guān)8和/或真空表10再次發(fā)出信號(hào)，關(guān)閉閥門13并停止抽真空裝置12，系統(tǒng)再次進(jìn)入自動(dòng)排氣保持虹吸作用過程，在此期間，水封罐9頂部絕對(duì)真空維持在OkPa至1lkPa之間。如此循環(huán)，重復(fù)操作，可隨時(shí)將循環(huán)水中任何原因產(chǎn)生的氣體自動(dòng)排出，保證凝汽器1、凝汽器進(jìn)水室2、凝汽器出水室6及循環(huán)水進(jìn)水管4和循環(huán)水出水管5中始終充滿水，確保凝汽器的虹吸作用。
[0029]實(shí)施方式二:
參見圖2所示，本發(fā)明提供一種電廠凝汽器循環(huán)水虹吸作用自保持系統(tǒng)，包括凝汽器1、凝汽器進(jìn)水室2、循環(huán)水泵3、循環(huán)水進(jìn)水管4、循環(huán)水出水管5、凝汽器出水室6、水位開關(guān)
8、真空表10、排氣管11、抽真空裝置12、帶逆止功能的閥門13。與實(shí)施方式一相比，排氣管11為一完整的一體結(jié)構(gòu)，不再設(shè)置水封罐9和連通管7。
[0030]循環(huán)水經(jīng)循環(huán)水泵3升壓后依次流經(jīng)循環(huán)水進(jìn)水管4、凝汽器進(jìn)水室2、凝汽器1、凝汽器出水室6和循環(huán)水出水管5。排氣管11直接與凝汽器出水室6相連接。
[0031]排氣管11經(jīng)抽真空裝置12和閥門13與大氣相通；排氣管的氣空間與真空表10相連，真空表10的信號(hào)可以送至抽真空裝置12和閥門13，控制抽真空裝置12的啟動(dòng)和停止以及閥門13的開啟和關(guān)閉；水位開關(guān)8—端與排氣管11相連，另一端與循環(huán)水出水管5相連。水位開關(guān)8的信號(hào)，分別送至抽真空裝置12和閥門13，根據(jù)需要控制抽真空裝置12的啟動(dòng)和停機(jī)以及閥門13的開啟和關(guān)閉。
[0032]該凝汽器循環(huán)水虹吸作用自保持系統(tǒng)的排氣管11分別有1~20根，每根排氣管道上都有一個(gè)可按照水位開關(guān)信號(hào)和/或真空表信號(hào)開啟或關(guān)閉的閥門及抽真空裝置。
[0033]該凝汽器循環(huán)水虹吸作用自保持系統(tǒng)的水位開關(guān)、真空表有1~20套組成。
[0034]該凝汽器循環(huán)水虹吸作用自保持系統(tǒng)排氣管可以與凝汽器任何一個(gè)水室相連通。
[0035]一種凝汽器循環(huán)水虹吸作用自保持系統(tǒng)，操作步驟如下:開啟循環(huán)水泵3，循環(huán)水經(jīng)循環(huán)水泵3升壓后依次流經(jīng)循環(huán)水進(jìn)水管4、凝汽器進(jìn)水室2、凝汽器1、凝汽器出水室6和循環(huán)水出水管5，循環(huán)水系統(tǒng)投入正常運(yùn)行狀態(tài)。循環(huán)水管道中的氣體會(huì)因自身比重較輕而積存在凝汽器出水室6的上部。開啟帶逆止功能的閥門13，啟動(dòng)抽真空裝置12抽吸集聚在凝汽器出水室6上方的氣體并排入大氣。隨著氣體逐漸被抽出，凝汽器出水室6內(nèi)的循環(huán)水面上升。投入水位開關(guān)8和壓力表10的自動(dòng)信號(hào)功能。隨著抽真空裝置12的繼續(xù)運(yùn)行，排氣管11內(nèi)真空上升，凝汽器出水室6內(nèi)的循環(huán)水開始進(jìn)入排氣管11，排氣管11下部水面逐漸升高，當(dāng)排氣管11內(nèi)水面上升到一定高度時(shí)，其內(nèi)部壓力也降至較低水平，對(duì)應(yīng)的真空值較高，此時(shí)水位開關(guān)8和/或真空表10發(fā)出信號(hào)，關(guān)閉閥門13并停運(yùn)抽真空裝置12，系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)排氣保持虹吸作用過程。一旦凝汽器出水室6上方有氣體集聚，氣體會(huì)經(jīng)過連通管7以“冒泡”的方式進(jìn)入排氣管11內(nèi)部的上方，而排氣管11內(nèi)部下方的水在重力作用下，流入凝汽器出水室6。隨著排氣管11中的水越來越多地進(jìn)入凝汽器出水室6，排氣管11中的水位下降，真空也下降，當(dāng)水位低到觸動(dòng)水位開關(guān)8、真空低到觸動(dòng)真空表10時(shí)，低水位開關(guān)8和/或真空表10發(fā)出信號(hào)，開啟閥門13并啟動(dòng)抽真空裝置12，將排氣管11內(nèi)的氣體排入大氣。隨著排氣管內(nèi)氣體的被抽出，排氣管11內(nèi)的水位上升、真空提高，直至水位開關(guān)8和/或真空表10再次發(fā)出信號(hào)，關(guān)閉閥門13并停止抽真空裝置12，系統(tǒng)再次進(jìn)入自動(dòng)排氣保持虹吸作用過程，在此期間，水封罐9頂部絕對(duì)真空維持在OkPa至1lkPa之間。如此循環(huán)，重復(fù)操作，可隨時(shí)將循環(huán)水中任何原因產(chǎn)生的氣體自動(dòng)排出，保證凝汽器1、凝汽器進(jìn)水室2、凝汽器出水室6及循環(huán)水進(jìn)水管4和循環(huán)水出水管5中始終充滿水，確保凝汽器的虹吸作用。
[0036]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種凝汽器循環(huán)水虹吸作用自保持系統(tǒng)，其特征在于:在凝汽器出水室(6)頂部設(shè)有可與外部環(huán)境連通的排氣管(11)，排氣管(11)與外部環(huán)境連通的一端設(shè)有抽真空裝置(12)和閥門(13)，與凝汽器出水室(6)相連通的一端充滿水，排氣管(11)位于閥門(13)與凝汽器出水室(6)之間的管段為真空狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的可用于電廠凝汽器循環(huán)水虹吸作用的自保持系統(tǒng)，其特征在于:所述排氣管(11)位于閥門(13)與凝汽器出水室(6)之間的管段的絕對(duì)壓力在OkPa至1lkPa 之間。
3.如權(quán)利要求1或2所述的凝汽器循環(huán)水虹吸作用自保持系統(tǒng)，其特征在于:還包括設(shè)于排氣管(11)上部的真空表(10)和/或設(shè)于排氣管(11)下部的水位開關(guān)(8)，所測(cè)真空信號(hào)和/或水位信號(hào)用于控制抽真空裝置(12)和閥門(13)的啟動(dòng)和停止。
4.如權(quán)利要求3所述的凝汽器循環(huán)水虹吸作用自保持系統(tǒng)，其特征在于:所述排氣管(11)中部被一水封罐(9)替換。
5.如權(quán)利要求1或2所述的凝汽器循環(huán)水虹吸作用自保持系統(tǒng)，其特征在于:所述排氣管(11)中部被一水封罐(9)替換。
【文檔編號(hào)】F28B11/00GK104482776SQ201510000150
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2015年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月2日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:趙阿男