板式凝汽器的製作方法

2023-04-24 12:12:08

本發明涉及熱交換設備技術領域，尤其涉及一種板式凝汽器。

背景技術：

火力電發廠汽輪機排汽冷凝裝置，用於將汽輪機排出的、已做過功的泛氣冷凝成凝結水，凝結水再送回鍋爐中繼續循環，它是發電系統中的一個重要的組成部分，其工作性能的優劣直接影響汽輪機的熱經濟性和運行可靠性。

目前熱交換冷凝的凝汽器大多採用管式表面熱交換凝汽結構，蒸汽穿過箱體內的冷卻管束並與管道表面發生熱交換凝結，管束設計和布置無法充分利用箱體內的有效冷卻面積，蒸汽通過阻力大，凝結水過冷，冷凝效率低，管束不易於進行維護和清理；且箱體側面需設有用於冷卻水折程的後水箱，凝汽器的體積較大，後水箱與管束之間的密封不易於保證；同時，凝汽器無法及時抽出不能被及時冷卻的蒸汽或者漏入的空氣，導致冷凝水過冷度增加，蒸汽不易發生冷凝，冷卻水溫度升高，汽輪機運行的經濟性差。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是，克服現有技術中存在的不足，提供一種體積小、冷凝效率高、易於進行維護、運行可靠的板式凝汽器。

本發明是通過以下技術方案予以實現：

一種板式凝汽器，包括箱體、位於箱體內部的板式熱交換模組、與板式熱交換模組一端連接的匯流箱、分別設於匯流箱兩端的冷源進口和冷源出口、設於箱體上端的蒸汽入口、設於箱體下端的冷凝液體出口以及位於箱體一端的不凝氣出口；

其中，箱體下部設有位於熱交換組正下方的冷凝液體收集腔，不凝氣出口與冷凝液體收集腔連通；

其中，匯流箱內設有將其隔絕成與冷源進口連通的入口分流區和與冷源出口連通的出口匯流區的隔板；

其中，板式熱交換模組包括數個均勻排列的換熱板對，換熱板對之間為連通蒸汽入口和冷凝液體出口的冷凝對象一次流過通道，換熱板對內為連通入口分流區和出口匯流區的冷源介質折程流道，冷源介質折程流道包括數個具有獨立介質進出口的周向通道及設置在周向通道內使冷源介質沿周向通道往復折程流動的分程隔板。

進一步地，板式熱交換模組的另一端與箱體之間設有彈性體，彈性體為彈簧或橡膠。

或者進一步地，板式熱交換模組的另一端與箱體之間設有柔性板，柔性板包括一體折彎成型的卡靠於板式熱交換模組端角上的L形靠板、與箱體側面貼緊定位的固定板以及連接L形靠板和固定板的彎折曲板。

本發明的有益效果是：

1.換熱板將箱體均勻分劃成均勻分布的冷源介質和蒸汽通道，蒸汽和冷源介質在換熱板的兩側呈交錯流換熱，充分利用箱體內空間，凝汽器結構緊湊，且蒸汽流過阻力小，壓降小，防止發生過冷現象， 冷凝效率高，汽輪機工作的經濟性好；

2.蒸汽變成冷凝水，體積驟降，箱體內形成負壓不斷吸取蒸汽，當發生蒸汽不能及時冷卻或蒸汽中混入無法冷凝的氣體時，蒸汽循環冷卻的平衡被破壞，通過冷凝液體收集腔側面的不凝氣出口及時排出不凝氣，保證箱體內的負壓壓力，可提高凝汽器的冷凝效率。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是圖1中柔性板的結構示意圖；

圖3是本發明的換熱板對的流動模式原理圖。

圖中：1.箱體，2.板式熱交換模組，21.換熱板對，211.分程隔板，212.周向通道，3.不凝氣出口，4.蒸汽入口，5.冷凝液體出口，6.柔性板，61.固定板，62.彎折曲板，63.L形靠板，7.匯流箱，71.冷源進口，72.入口分流區，73.隔板，74.出口匯流區，75.冷源出口，76.匯流箱蓋板；

A：冷凝對象，A0：不凝氣，B：冷源介質。

具體實施方式

為了使本技術領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和最佳實施例對本發明作進一步的詳細說明。

如圖1-3所示，本發明的一種板式凝汽器，與汽輪機蒸汽排放口連接，包括箱體1、位於箱體1內部的板式熱交換模組2、與板式熱交換模組2一端連接的匯流箱7、分別設於匯流箱7兩端的冷源進口71和冷源出口75、設於箱體1上端的蒸汽入口4、設於箱體1下端的冷凝液體出口5以及位於箱體1一端的不凝氣出口3；

其中，箱體1下部設有位於熱交換組正下方的冷凝液體收集腔，冷凝液體收集腔可由與箱體1下端連接的弧板或錐形筒與箱體1側面圍成，便於冷凝液體匯流，不凝氣出口3與冷凝液體收集腔連通，經過板式熱交換模組2的不凝氣經不凝氣出口3排出，不凝氣出口3可與汽輪機蒸汽排放管連接，循環進行冷卻，當然，不凝氣出口3可連接有抽氣泵，提供不凝氣排出動力，保證冷凝器內的真空度；同時箱體1的上下端埠上還設有拉杆或拉筋(圖中未示)，用於固定和限位板式熱交換模組2；

其中，匯流箱7內設有將其隔絕成與冷源進口71連通的入口分流區72和與冷源出口75連通的出口匯流區74的隔板73，板式熱交換模組2的冷源介質進出口統一設於同一端，結構緊湊，匯流箱7的一側還設有可拆卸的匯流箱蓋板76，便於清理和檢修板式熱交換模組2內的流道；

其中，板式熱交換模組2包括數個均勻排列的換熱板對21，換熱板對21之間為連通蒸汽入口4和冷凝液體出口5的冷凝對象一次流過通道，換熱板對21內為連通入口分流區72和出口匯流區74的冷源介質折程流道，冷源介質折程流道包括數個具有獨立介質進出口的周向通道212及設置在周向通道212內使冷源介質沿周向通道212往復折程流動的分程隔板211；

兩個換熱板疊合後在周向通道212和分程隔板211處焊接，周向通道212連續焊，分程隔板211可以壓緊接觸連接、連續焊、間斷焊或多點焊，形成換熱板對21；換熱板兩側的波紋幾何結構為對稱或非對稱，即兩側的波紋深度可相等，也可不等；模壓成型的換熱板兩側波紋可為各種波紋形式，換熱板組疊後波紋相互支撐形成介質通道，同時波紋也起到加強換熱板承受介質壓力的作用；波紋還可通過焊筋、連接柱方式實現；

換熱板可採用碳鋼、不鏽鋼、鈦及其合金、鎳及其鎳基合金或其它鋼種或有色金屬，其耐溫範圍在-196～1200℃；

其中，分程隔板211將周向通道212分為進出口通道及折程通道，進出口通道寬度與折程通道寬度可相同，也可以不同，各程通道寬度可相同，也可以不同。介質折程數以及每程通道寬度可根據需要進行調整；

因此，本發明的板式凝汽器使用換熱板進行熱交換，換熱板將箱體1均勻分劃成均勻分布的冷源介質和蒸汽通道，蒸汽和冷源介質在換熱板的兩側呈交錯流換熱，充分利用箱體1內空間，且蒸汽流過阻力小，壓降小，防止發生過冷現象，冷凝效率高，汽輪機工作的經濟性好；蒸汽變成冷凝水，體積驟降，箱體1內形成負壓不斷吸取蒸汽，當發生蒸汽不能及時冷卻或蒸汽中混入無法冷凝的氣體時，蒸汽循環冷卻的平衡被破壞，通過冷凝液體收集腔側面的不凝氣出口3及時排出不凝氣，保證箱體1內的負壓壓力，可提高凝汽器的冷凝效率。

本例中，板式熱交換模組2的另一端與箱體1為柔性連接，受熱時，板式熱交換模組2內的各傳熱板發生膨脹變形，相互擠壓易發生密封失效和介質洩漏的問題，凝汽器冷凝器作用失效，板式熱交換模組2的另一端與箱體1之間預設柔性變形空間，吸收熱脹變形，提高凝汽器壽命，柔性連接可通過板式熱交換模組2的另一端與箱體1之間設有彈性體實現，彈性體為彈簧或橡膠，也可通過板式熱交換模組2的另一端與箱體1之間設置柔性板6實現，柔性板6包括一體折彎成型的卡靠於板式熱交換模組2端角上的L形靠板63、與箱體1側面貼緊定位的固定板61以及連接L形靠板63和固定板61的彎折曲板62。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。