專利名稱：水膜蒸發(fā)凝汽器真空管箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及火力發(fā)電廠汽輪發(fā)電機(jī)組的蒸汽動(dòng)カ循環(huán)系統(tǒng)，具體涉及ー種水膜蒸
發(fā)凝汽器真空管箱。
背景技術(shù)：
火力發(fā)電廠的蒸汽動(dòng)カ循環(huán)需要將汽輪機(jī)出口的乏汽冷凝成水。目前華北和西北地區(qū)的火電廠受水資源制約，廣泛使用了直接空冷凝汽方式。夏季高溫時(shí)段也正是用電負(fù)荷尖峰時(shí)段，水膜蒸發(fā)凝汽器可作為尖峰凝汽系統(tǒng)與直接空冷并聯(lián)，以保證夏季高溫時(shí)機(jī)組滿發(fā)。若以中水作為水膜蒸發(fā)凝汽器的冷卻水源，則在非 夏季高溫時(shí)間里運(yùn)行水膜蒸發(fā)凝汽器，也可降低汽輪機(jī)背壓，多發(fā)電；或者保持汽輪機(jī)背壓，但減少投入運(yùn)行的直接空冷換熱面積和風(fēng)機(jī)數(shù)量，降低運(yùn)行成本。若中水水源充足，則汽輪機(jī)乏汽也可全部用水膜蒸發(fā)凝汽器來冷凝。這樣既省投資，又節(jié)省運(yùn)行成本。根據(jù)蒸汽動(dòng)カ循環(huán)原理，汽輪機(jī)進(jìn)出口蒸汽溫差越大，則汽輪機(jī)獲得熱能越多，發(fā)電就越多。作為最終冷源的環(huán)境空氣溫度為0°c到40°C范圍時(shí)，直接空冷的汽輪機(jī)出ロ乏汽溫度約為38°C到82°C，對應(yīng)的乏汽飽和壓カ為7kPa到51kPa，處于真空范圍。對直接空冷凝汽器和水膜蒸發(fā)凝汽器來說，管內(nèi)走乏汽，管外走空氣，換熱管承受的壓差相當(dāng)于外壓。所以凝汽器的換熱管要能承受外壓，不能被壓扁或壓破。水膜蒸發(fā)凝汽器中冷卻水噴淋裝置是由呈水平面分布的幾根噴淋管和噴淋管上的若干個(gè)噴嘴組成，所以噴淋出水面是ー個(gè)水平面。換熱管束寬度由噴淋寬度決定，換熱管束高度由換熱管的排數(shù)決定，于是換熱管束的斷面(管束高X管束寬)就是ー個(gè)矩形，這樣，冷卻水在各排換熱管上分布比較均勻，可以充分換熱。由于換熱管束斷面是矩形，所以固定管束的管板也是矩形。水膜蒸發(fā)凝汽器一般安放在露天，換熱管束要經(jīng)受季節(jié)交替的高溫低溫，經(jīng)受投運(yùn)停運(yùn)的交變應(yīng)力，使用時(shí)間長了之后，換熱管束的幾百根管子中，難免有幾根管子泄漏。為了保證真空度不下降，需將泄漏的管子及時(shí)堵上，所以管箱采用絲堵式蓋板。堵漏時(shí)，擰開蓋板上對應(yīng)的絲堵，向泄漏管的管孔打入塞子，再擰緊絲堵，即可堵漏。蓋板上的開孔數(shù)與管板上的開孔數(shù)相同。為便于蓋板上開孔和方便堵漏，蓋板也取矩形平板狀。由于管板和蓋板為矩形，所以管箱也就是ー個(gè)矩形盒狀容器，即管箱由6塊平板(頂板、底板、兩塊邊板、管板和蓋板)組合而成。由材料力學(xué)原理得知，在其它條件相同時(shí)，圓筒形容器承受外壓能力強(qiáng)，盒狀平板容器承受外壓能力弱。對于盒狀平板容器來說，在其它條件不變時(shí)，平板跨距越大，則應(yīng)力越大，承壓能力越弱。水膜蒸發(fā)凝汽器的換熱管通常采用圓管，承受外壓能力較強(qiáng)，不會(huì)有問題。但管箱是盒狀平板容器，承受外壓時(shí)的應(yīng)力會(huì)很大，需要專門進(jìn)行承受外壓的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。否則，管箱會(huì)變形，會(huì)導(dǎo)致焊縫裂開，真空度下降，汽輪機(jī)背壓升高，發(fā)電能力下降。此前，火力發(fā)電廠基本沒采用過水膜蒸發(fā)凝汽器，所以也沒暴露過這個(gè)問題。本發(fā)明的目的就是進(jìn)行合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以增強(qiáng)水膜蒸發(fā)凝汽器管箱承受外壓的能力。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于火力發(fā)電廠的水膜蒸發(fā)凝汽器真空管箱。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種水膜蒸發(fā)凝汽器真空管箱，包括接管和矩形盒狀箱體，矩形盒狀箱體包括頂板、底板、兩個(gè)邊板、管板和蓋板，所述的箱體內(nèi)部設(shè)置有水平支撐板和豎直支撐板，水平支撐板和豎直支撐板將箱體寬度和高度方向的大跨距結(jié)構(gòu)分隔成若干小跨距結(jié)構(gòu)。因?yàn)楣芟渫饷媸黔h(huán)境空氣，里面是有一定真空度的蒸汽，所以真空管箱承受的外壓最多也就是ー個(gè)大氣壓。設(shè)計(jì)時(shí)，按外壓為ー個(gè)大氣壓取值。凝汽器的進(jìn)汽管箱和排水管箱都要有連通外部的接管，接管一般裝在管箱的邊板上，所以邊板的Z向長度要大于接管的直徑。管箱的頂板和底板的Z向長度與兩個(gè)邊板的X向長度相等。鍋爐給水或凝結(jié)水是經(jīng)過精處理后才用于蒸汽動(dòng)カ循環(huán)的，為匹配水質(zhì)精處理的要求，水膜蒸發(fā)凝汽器的管箱材料一般取不銹鋼。根據(jù)熱負(fù)荷大小和蒸汽流量大小，通過傳熱設(shè)計(jì)可以確定換熱管徑、換熱管壁厚、換熱管排數(shù)、排間距、每排換熱管根數(shù)和管間距。這樣也就確定了管板寬度和高度。管箱寬度一般為3000mm，這樣大跨距的平板承受外壓時(shí)，中部容易凹陷。當(dāng)管排數(shù)較多時(shí)，管箱高度也會(huì)較大，跨距也較大，兩個(gè)邊板的中部也會(huì)凹陷。管箱平板的凹陷會(huì)導(dǎo)致邊角上的焊縫破裂或管箱整體破壞。若頂板、底板和邊板加厚很多，雖然可以避免凹陷，但金屬材料消耗過多，不經(jīng)濟(jì)。本發(fā)明在管箱內(nèi)部加裝支撐板，以減小管箱平板的跨距，增強(qiáng)管箱抵抗外壓的能力。沿著管箱高度方向，加裝I塊水平支撐板，將高度方向的I個(gè)大跨距分成2個(gè)小跨距。如圖2所示，沿著管箱寬度方向，兩塊豎直支撐板將水平方向的I個(gè)大跨距分成3個(gè)小跨距。管箱在水平方向和豎直方向上的跨距減小了，則管箱頂板、底板和邊板抵抗外壓能力就增強(qiáng)了。水平支撐板和豎直支撐板在z方向的端面要焊在管板上，頂在蓋板上，將管板和蓋板的水平跨距和豎直跨距也減小了，所以管板和蓋板的抗壓能力也增強(qiáng)了。進(jìn)汽管箱和排水管箱都有接管，但兩管程之間的轉(zhuǎn)向管箱就沒有接管。水平支撐板和豎直支撐板上都要開平衡過流孔，ー個(gè)作用是平衡板兩側(cè)的壓力，避免支撐板受橫向カ而彎曲。第二個(gè)作用是讓蒸汽或凝結(jié)水能夠自由流通，比如轉(zhuǎn)向管箱中，蒸汽和凝結(jié)水從上管程的換熱管出來，轉(zhuǎn)彎流進(jìn)下管程的換熱管。為保證轉(zhuǎn)向和流通自由，水平支撐板的開孔較大，流動(dòng)阻カ很小?？紤]到蒸汽凝結(jié)后，體積會(huì)減小，所以下管程的換熱管排數(shù)可以比上管程少，這樣下管程的換熱管流通總面積就小于上管程換熱管流通總面積。若考慮有時(shí)水膜蒸發(fā)凝汽器會(huì)承擔(dān)更大的凝汽量等因素，也可上下管程換熱管排數(shù)相同。水平支撐板上的開孔原則是，支撐板上總開孔面積大于兩個(gè)管程換熱管流通總面積中面積較大的那ー個(gè)。本發(fā)明的有益效果是在管箱內(nèi)部加裝支撐板，以減小管箱平板的跨距，增強(qiáng)管箱抵抗外壓的能力。


圖I是水膜蒸發(fā)凝汽器真空管箱示意圖。圖2是水膜蒸發(fā)凝汽器真空管箱內(nèi)部支撐板分解示意圖。附圖標(biāo)記說明I、頂板2、底板3、邊板4、蓋板5、絲堵6、水平支撐板7、豎直支撐板8、管板9、接管
具體實(shí)施方式
本發(fā)明是這樣實(shí)施的在圖I中，沿著管箱高度方向，加裝I塊水平支撐板，將高度方向的I個(gè)大跨距分成2個(gè)小跨距。如圖2所示，沿著管箱寬度方向，兩塊豎直支撐板將水平方向的I個(gè)大跨距分成3個(gè)小跨距。管箱在水平方向和豎直方向上的跨距減小了，則管箱頂板、底板和邊板抵抗外壓能力就增強(qiáng)了。如圖I所示，水平支撐板和豎直支撐板在z方向的端面要焊在管板上，頂在蓋板上，將管板和蓋板的水平跨距和豎直跨距也減小了，所以管板和蓋板的抗壓能力也增強(qiáng)了。水膜蒸發(fā)凝汽器真空管箱一般用不銹鋼板焊接而成。管箱的頂板I、底板2和邊板3的厚度取IOmm到16mm。管板8和蓋板4上鉆孔多，強(qiáng)度削弱大,板厚應(yīng)取大ー些,板厚范圍是12 mm到20mm。管箱內(nèi)的支撐板開有平衡過流孔,不承受壓力，板厚可取10 mm到12mm。沿高度方向，每隔300mm到500mm設(shè)置ー塊水平支撐板6。根據(jù)實(shí)際管箱高度的大小，可設(shè)置ー塊或兩塊水平支撐板。管板上與水平支撐板厚度投影重疊的地方，不要開管孔，也不要布置管子，以免水平支撐板堵住管孔。水平支撐板焊接在兩塊邊板上固定住。沿寬度方向，姆隔600mm到900mm設(shè)置ー塊豎直支撐板7。在豎直支撐板與水平支撐板結(jié)合的位置上，豎直支撐板和水平支撐板各開半個(gè)槽，互相插入后，豎直支撐板與水平支撐板構(gòu)成互相咬合的正交結(jié)構(gòu)。管板上與豎直支撐板厚度投影重疊的地方，不要開管孔，也不要布置管子，以免豎直支撐板堵住管孔。豎直支撐板焊接在頂板和底板的內(nèi)表面上固定住。圖2中也可看到豎直支撐板的另ー種方案，即豎直支撐板不開槽，不與水平支撐板正交咬合，而是將豎直支撐板分成上下兩部分。上半個(gè)豎直支撐板的頂部焊接在頂板的內(nèi)表面上，底部焊接在水平支撐板的上表面。下半個(gè)豎直支撐板的底部焊接在底板的內(nèi)表面上，頂部焊接在水平支撐板的下表面。由于支撐板的作用，管箱在水平方向和豎直方向上的跨距減小了，則管箱頂板、底板和邊板抵抗外壓能力就增強(qiáng)了。管箱與管板焊接之前，可以先將管箱的頂板、底板、邊板和內(nèi)部支撐板先焊好。管板與管子焊接完成后，再將管箱的頂板、底板、兩個(gè)邊板、水平支撐板和豎直支撐板與管板焊接起來。萬一某一根或某幾根換熱管泄漏，為了保證真空度不下降，需將泄漏的管子及時(shí)堵上，所以管箱采用絲堵式蓋板。堵漏時(shí)，擰開蓋板上對應(yīng)的絲堵5，向泄漏管的管孔打入塞子，再擰緊絲堵，即可堵漏。為保證絲堵孔準(zhǔn)確對準(zhǔn)管孔，蓋板和管板可以同時(shí)銑削出嵌入管箱的矩形臺(tái)階，臺(tái)階高5_左右，以便管箱焊接裝配時(shí)定位。蓋板和管板可以配鉆孔，以保證管板孔與蓋板孔的同心。管箱焊到管板8上后，將帶有法蘭的接管9焊在管箱的邊板3上。最后，將蓋板4焊到管箱上。蓋板4與管箱的頂板I、底板2和邊板3可以焊接，但蓋板無法與管箱內(nèi)的支撐板焊接。由于支撐板已經(jīng)焊到管箱和管板上固定住了，所以蓋板與支撐板之間不焊接也沒關(guān)系，只要蓋板和支撐板的間隙很小，支撐板就能起到支撐蓋板的作用，蓋板也就不會(huì)在外壓作用下變形。蓋板4焊到管箱上后，再將絲堵5擰到蓋板的絲堵孔上，壓緊密封墊片。以上所述，僅是本發(fā)明ー種水膜蒸發(fā)凝 汽器真空管箱的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上的實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種水膜蒸發(fā)凝汽器真空管箱，包括接管和矩形盒狀箱體，矩形盒狀箱體包括頂板(I)、底板(2)、兩個(gè)邊板(3)、管板(8)和蓋板(4)，其特征在于所述的箱體內(nèi)部設(shè)置有水平支撐板(6)和豎直支撐板(7)，水平支撐板(6)和豎直支撐板(7)將箱體寬度和高度方向的大跨距結(jié)構(gòu)分隔成若干小跨距結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求I所述的水膜蒸發(fā)凝汽器真空管箱，其特征是，所述的水平支撐板(6)和豎直支撐板(7)上均開有平衡過流孔。
3.如權(quán)利要求I所述的水膜蒸發(fā)凝汽器真空管箱，其特征是，所述的水平支撐板(6)焊接在兩個(gè)邊板(3)的內(nèi)表面上。
4.如權(quán)利要求I所述的水膜蒸發(fā)凝汽器真空管箱，其特征是，所述的水平支撐板(6)與豎直支撐板(7)在相互結(jié)合的位置上，水平支撐板(6)與豎直支撐板(7)各開了用于互相插入的半個(gè)槽，水平支撐板(6)與豎直支撐板(7)構(gòu)成了互相咬合的正交結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求I所述的水膜蒸發(fā)凝汽器真空管箱，其特征是，所述的豎直支撐板(7)焊接在頂板(I)和底板(2)的內(nèi)表面上。
6.如權(quán)利要求I所述的水膜蒸發(fā)凝汽器真空管箱，其特征是，所述的豎直支撐板(7)也可分為上下兩部分；上面的部分焊接在管箱頂板(I)和水平支撐板(6)上；下面的部分焊接在水平支撐板(6)和管箱底板(2)上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及火力發(fā)電廠汽輪發(fā)電機(jī)組的蒸汽動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)，具體涉及一種水膜蒸發(fā)凝汽器真空管箱。管箱內(nèi)部水平支撐板和豎直支撐板將管箱寬度和高度方向的大跨距結(jié)構(gòu)分隔成若干小跨距結(jié)構(gòu)，大大增強(qiáng)了凝汽器運(yùn)行時(shí)矩形平板管箱承受外壓的能力。水平支撐板和豎直支撐板上均開有平衡過流孔。水平支撐板上下方的換熱管流通總面積不同時(shí)，水平支撐板平衡過流孔的開孔總面積大于支撐板上下方換熱管流通總面積中較大的那個(gè)總面積。其有益效果是:在管箱內(nèi)部加裝支撐板，以減小管箱平板的跨距，增強(qiáng)管箱抵抗外壓的能力。
文檔編號(hào)F28B9/00GK202582242SQ20122024896
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
發(fā)明者陳良才, 黃素逸, 王炎, 關(guān)欣, 李躍瑞, 莫遜, 王曉鵬, 祁美華 申請人:深圳中興新源環(huán)保股份有限公司