專利名稱：真空能旋渦凝汽器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種凝結(jié)汽輪機(jī)排汽的設(shè)備，具體的說是一種真空能旋渦凝汽器。
背景技術(shù)：
目前純凝式熱力發(fā)電廠的凝汽器有空氣冷卻凝汽器、水冷卻凝汽器，其原理為熱交換，即水蒸氣液化放出的潛熱被空氣或水帶走熱量，其作用是第一，在汽輪機(jī)排氣口建立并維持高度的真空；第二，將汽輪機(jī)的排汽凝結(jié)成純凈的水補(bǔ)給鍋爐，完成汽水系統(tǒng)的循環(huán)?？绽淠鞯膬?yōu)勢是節(jié)約用水量，缺點(diǎn)是耗電量大、投資高、廠用電高、熱效率低；水冷凝汽器的優(yōu)勢是廠用電低，投資少、熱效率高，缺點(diǎn)是耗水量大。這兩種凝汽器都是基于熱交換原理，不同的是只是換熱介質(zhì)一個(gè)是空氣、一個(gè)是水。依靠換熱原理設(shè)計(jì)制 造的凝汽器內(nèi)氣流都處于一種平流式的流動，而且流速較高，大型汽輪機(jī)排氣口的水蒸氣的氣流速度可達(dá)200m/s，但是由于氣壓力已經(jīng)很低(最大的高背壓汽輪機(jī)的排氣壓力約為19. 6kPa,最小的低背壓汽輪機(jī)的排氣壓力約為4. 9 kPa),對外做功的能力很弱,稱之為“乏汽”。雖然是乏汽，但其比焓值依然至少有2300 kj/kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同溫度下的液態(tài)水的比焓值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種高效節(jié)能、經(jīng)濟(jì)適用的真空能旋渦凝汽器。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是
真空能旋渦凝汽器，包括圓柱形的旋渦發(fā)生室，旋渦發(fā)生室的下部連通有凝結(jié)水集水室，所述旋渦發(fā)生室的上端通過吸真空管道連接真空泵，旋渦發(fā)生室的側(cè)壁開設(shè)有與旋渦發(fā)生室的內(nèi)壁母線相切的用于噴入汽輪機(jī)排汽的噴口，所述凝結(jié)水集水室的下端通過凝結(jié)水輸水管連接凝結(jié)水泵。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述噴口為貫通旋渦發(fā)生室上下的縫隙，噴口處連通有楔形的噴嘴。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述旋渦發(fā)生室的中心貫穿一根與吸真空管道連通的壁上設(shè)置有若干孔洞的穿孔管，所述穿孔管上部孔洞的孔徑小于下部孔洞的孔徑，上部孔洞的分布密度小于下部孔洞的分布密度。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述旋渦發(fā)生室為高硬度合金鋼制作的外壁包裹有絕熱材料的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述旋渦發(fā)生室和凝結(jié)水集水室合并為一個(gè)直徑相等的圓柱形，旋渦發(fā)生室的底壁和凝結(jié)水集水室的頂壁合并為位于圓柱形內(nèi)部的環(huán)形的中隔板，所述中隔板上均布若干開孔。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明取得的技術(shù)進(jìn)步是本發(fā)明是根據(jù)流體渦旋動力理論以及流體能量守恒理論研制的凝汽設(shè)備。汽輪機(jī)排汽從楔形的噴嘴從噴口沿切線方向進(jìn)入旋渦發(fā)生室，由于汽輪機(jī)的排汽壓力仍有4. 9 kPa，而旋渦發(fā)生室內(nèi)的壓力接近OPa，排汽可以很容易的進(jìn)入旋渦發(fā)生室內(nèi)。經(jīng)過噴嘴加速的氣流在旋渦發(fā)生室內(nèi)做旋進(jìn)式加速圓周運(yùn)動，使得氣流速度達(dá)到幾倍的馬赫數(shù)，干水蒸氣逐漸變成濕蒸汽，凝結(jié)的水霧逐漸聚結(jié)成大的水滴，被甩到旋渦發(fā)生室的內(nèi)壁上，并沿內(nèi)壁向下流入凝結(jié)水集水室內(nèi)，然后由凝結(jié)水泵抽走，進(jìn)行連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行。旋渦發(fā)生室是本發(fā)明的核心部件，為一圓柱形結(jié)構(gòu)，中間的穿孔管開設(shè)孔洞，使穿孔管上部孔洞的孔徑小于下部孔洞的孔徑，并使上部孔洞的分布密度小于下部孔洞的分布密度，則旋渦發(fā)生室內(nèi)在高度方向上保持壓力的均勻。旋渦發(fā)生室為高硬度合金鋼結(jié)構(gòu)，其外壁包裹有絕熱材料，提高了旋渦發(fā)生室的工作效率。旋渦發(fā)生室的底板周邊有開孔，以便凝結(jié)水流入到凝結(jié)水集水室內(nèi)。本發(fā)明具有工作原理簡單、經(jīng)濟(jì)適用(降低熱力電廠的廠用電、提高熱效率)、高效節(jié)能、安全可靠、施工安裝簡單、易于操作、檢修方便、運(yùn)行穩(wěn)定、比濕冷機(jī)組的耗水量少、t匕空冷機(jī)組的熱效率高、投資比濕冷機(jī)組低的優(yōu)點(diǎn)。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I.真空泵，2.吸真空管道，3.旋渦發(fā)生室，4.穿孔管，5.凝結(jié)水集水室，6.噴嘴，7.凝結(jié)水泵，8.凝結(jié)水輸水管，9.中隔板。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明
真空能旋渦凝汽器，如圖I所示，包括旋渦發(fā)生室3、凝結(jié)水集水室5。所述旋渦發(fā)生室3為一個(gè)圓柱形的結(jié)構(gòu)，由高硬度合金鋼制作，其外壁上包裹有絕熱材料。凝結(jié)水集水室5位于旋渦發(fā)生室3的下部，是一個(gè)直徑與旋渦發(fā)生室相等的圓柱形，旋渦發(fā)生室和凝結(jié)水集水室合并為一個(gè)直徑相等的圓柱形，旋渦發(fā)生室的底壁和凝結(jié)水集水室的頂壁合并為中隔板9，中隔板9位于整個(gè)圓柱形的下部，中隔板9是環(huán)形的結(jié)構(gòu)，所述中隔板9上沿圓周均布若干開孔。所述旋渦發(fā)生室3的上端通過吸真空管道2連接真空泵1，為提高真空度，可以使用多臺并聯(lián)或串聯(lián)的真空泵。旋渦發(fā)生室3的側(cè)壁開設(shè)有與旋渦發(fā)生室3的內(nèi)壁母線相切的用于噴入汽輪機(jī)排汽的噴口，所述噴口為貫通旋渦發(fā)生室3上下的縫隙，噴口處連通有楔形的噴嘴6，汽輪機(jī)的排汽通過噴嘴6沿旋渦發(fā)生室6圓周的切線方向噴入旋渦發(fā)生室
6。所謂楔形的噴嘴6，即為如圖I所示的截面為方形的、入口面積大于出口面積的、類似漏斗的形狀。噴嘴6的兩個(gè)順著母線方向延長的邊與旋渦發(fā)生室3內(nèi)壁的母線相切，噴嘴6的另兩個(gè)邊沿圓周與旋渦發(fā)生室3的頂壁和底壁連接為一體。所述旋渦發(fā)生室3的中心貫穿一根與吸真空管道連通的穿孔管4，穿孔管4的直徑上下一樣。穿孔管的壁上開有很多孔洞，所述穿孔管上部孔洞的孔徑小于下部孔洞的孔徑，上部孔洞的分布密度小于下部孔洞的分布密度，使旋渦發(fā)生室3在高度方向上保持壓力的均勻。還可以控制穿孔管上的孔洞孔徑從上到下逐步增大，分布密度也隨著增長。所述凝結(jié)水集水室5的下端通過凝結(jié)水輸水管8連接凝結(jié)水泵7。
在本發(fā)明運(yùn)行前，由真空泵抽空設(shè)備內(nèi)的氣體，使旋渦發(fā)生室內(nèi)維持高度的真空，可以采取多臺真空泵串聯(lián)或并聯(lián) 的形式達(dá)到高真空。汽輪機(jī)排汽從楔形的噴嘴從噴口沿切線方向進(jìn)入旋渦發(fā)生室，由于汽輪機(jī)的排汽壓力仍有4. 9 kPa，而旋渦發(fā)生室內(nèi)的壓力接近OPa，排汽可以很容易的進(jìn)入旋渦發(fā)生室內(nèi)。經(jīng)過噴嘴加速的氣流在旋渦發(fā)生室內(nèi)做旋進(jìn)式加速圓周運(yùn)動，使得氣流速度達(dá)到幾倍的馬赫數(shù)，干水蒸氣逐漸變成濕蒸汽，凝結(jié)的水霧逐漸聚結(jié)成大的水滴，被甩到旋渦發(fā)生室的內(nèi)壁上，并沿內(nèi)壁向下流入凝結(jié)水集水室內(nèi)，然后由凝結(jié)水泵抽走，進(jìn)行連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.真空能旋渦凝汽器，其特征在于包括圓柱形的旋渦發(fā)生室(3)，旋渦發(fā)生室(3)的下部連通有凝結(jié)水集水室(5 )，所述旋渦發(fā)生室(3 )的上端通過吸真空管道(2 )連接真空泵(1)，旋渦發(fā)生室(3)的側(cè)壁開設(shè)有與旋渦發(fā)生室(3)的內(nèi)壁母線相切的用于噴入汽輪機(jī)排汽的噴口，所述凝結(jié)水集水室(5)的下端通過凝結(jié)水輸水管(8)連接凝結(jié)水泵(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的真空能旋渦凝汽器，其特征在于所述噴口為貫通旋渦發(fā)生室(3)上下的縫隙，噴口處連通有楔形的噴嘴(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的真空能旋渦凝汽器，其特征在于所述旋渦發(fā)生室(3)的中心貫穿一根與吸真空管道連通的壁上設(shè)置有若干孔洞的穿孔管(4)，所述穿孔管(4)上部孔洞的孔徑小于下部孔洞的孔徑，上部孔洞的分布密度小于下部孔洞的分布密度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的真空能旋渦凝汽器，其特征在于所述旋渦發(fā)生室(3)為高硬度合金鋼制作的外壁包裹有絕熱材料的結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 4任一項(xiàng)所述的真空能旋渦凝汽器，其特征在于所述旋渦發(fā)生室(3)和凝結(jié)水集水室(5)合并為一個(gè)直徑相等的圓柱形，旋渦發(fā)生室(3)的底壁和凝結(jié)水集水室(5)的頂壁合并為位于圓柱形內(nèi)部的環(huán)形的中隔板(9)，所述中隔板(9)上均布若干開孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種真空能旋渦凝汽器，包括圓柱形的旋渦發(fā)生室，旋渦發(fā)生室的下部連通有凝結(jié)水集水室，所述旋渦發(fā)生室的上端通過吸真空管道連接真空泵，旋渦發(fā)生室的側(cè)壁開設(shè)有與旋渦發(fā)生室的內(nèi)壁母線相切的用于噴入汽輪機(jī)排汽的噴口，所述凝結(jié)水集水室的下端通過凝結(jié)水輸水管連接凝結(jié)水泵。所述噴口為貫通旋渦發(fā)生室上下的縫隙，噴口處連通有楔形的噴嘴。本發(fā)明具有工作原理簡單、經(jīng)濟(jì)適用、高效節(jié)能、安全可靠、施工安裝簡單、易于操作、檢修方便、運(yùn)行穩(wěn)定、比濕冷機(jī)組的耗水量少、比空冷機(jī)組的熱效率高、投資比濕冷機(jī)組低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F01D25/32GK102720549SQ20121020458
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月20日
發(fā)明者徐正 申請人:河北省電力勘測設(shè)計(jì)研究院