[实用新型]水膜蒸发凝汽器真空管箱

说明书

技术领域

本发明涉及火力发电厂汽轮发电机组的蒸汽动力循环系统，具体涉及一种水膜蒸发凝汽器真空管箱。

背景技术

火力发电厂的蒸汽动力循环需要将汽轮机出口的乏汽冷凝成水。目前华北和西北地区的火电厂受水资源制约，广泛使用了直接空冷凝汽方式。夏季高温时段也正是用电负荷尖峰时段，水膜蒸发凝汽器可作为尖峰凝汽系统与直接空冷并联，以保证夏季高温时机组满发。若以中水作为水膜蒸发凝汽器的冷却水源，则在非夏季高温时间里运行水膜蒸发凝汽器，也可降低汽轮机背压，多发电；或者保持汽轮机背压，但减少投入运行的直接空冷换热面积和风机数量，降低运行成本。若中水水源充足，则汽轮机乏汽也可全部用水膜蒸发凝汽器来冷凝。这样既省投资，又节省运行成本。

根据蒸汽动力循环原理，汽轮机进出口蒸汽温差越大，则汽轮机获得热能越多，发电就越多。作为最终冷源的环境空气温度为0℃到40℃范围时，直接空冷的汽轮机出口乏汽温度约为38℃到82℃，对应的乏汽饱和压力为7kPa到51kPa，处于真空范围。对直接空冷凝汽器和水膜蒸发凝汽器来说，管内走乏汽，管外走空气，换热管承受的压差相当于外压。所以凝汽器的换热管要能承受外压，不能被压扁或压破。

水膜蒸发凝汽器中冷却水喷淋装置是由呈水平面分布的几根喷淋管和喷淋管上的若干个喷嘴组成，所以喷淋出水面是一个水平面。换热管束宽度由喷淋宽度决定，换热管束高度由换热管的排数决定，于是换热管束的断面（管束高×管束宽）就是一个矩形，这样，冷却水在各排换热管上分布比较均匀，可以充分换热。由于换热管束断面是矩形，所以固定管束的管板也是矩形。

水膜蒸发凝汽器一般安放在露天，换热管束要经受季节交替的高温低温，经受投运停运的交变应力，使用时间长了之后，换热管束的几百根管子中，难免有几根管子泄漏。为了保证真空度不下降，需将泄漏的管子及时堵上，所以管箱采用丝堵式盖板。堵漏时，拧开盖板上对应的丝堵，向泄漏管的管孔打入塞子，再拧紧丝堵，即可堵漏。盖板上的开孔数与管板上的开孔数相同。为便于盖板上开孔和方便堵漏，盖板也取矩形平板状。由于管板和盖板为矩形，所以管箱也就是一个矩形盒状容器，即管箱由6块平板（顶板、底板、两块边板、管板和盖板）组合而成。

由材料力学原理得知，在其它条件相同时，圆筒形容器承受外压能力强，盒状平板容器承受外压能力弱。对于盒状平板容器来说，在其它条件不变时，平板跨距越大，则应力越大，承压能力越弱。水膜蒸发凝汽器的换热管通常采用圆管，承受外压能力较强，不会有问题。但管箱是盒状平板容器，承受外压时的应力会很大，需要专门进行承受外压的结构设计。否则，管箱会变形，会导致焊缝裂开，真空度下降，汽轮机背压升高，发电能力下降。此前，火力发电厂基本没采用过水膜蒸发凝汽器，所以也没暴露过这个问题。本发明的目的就是进行合理的结构设计，以增强水膜蒸发凝汽器管箱承受外压的能力。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足所要解决的技术问题是：提供一种用于火力发电厂的水膜蒸发凝汽器真空管箱。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种水膜蒸发凝汽器真空管箱，包括接管和矩形盒状箱体，矩形盒状箱体包括顶板、底板、两个边板、管板和盖板，所述的箱体内部设置有水平支撑板和竖直支撑板, 水平支撑板和竖直支撑板将箱体宽度和高度方向的大跨距结构分隔成若干小跨距结构。

因为管箱外面是环境空气，里面是有一定真空度的蒸汽，所以真空管箱承受的外压最多也就是一个大气压。设计时，按外压为一个大气压取值。

凝汽器的进汽管箱和排水管箱都要有连通外部的接管，接管一般装在管箱的边板上，所以边板的x向长度要大于接管的直径。管箱的顶板和底板的x向长度与两个边板的x向长度相等。

锅炉给水或凝结水是经过精处理后才用于蒸汽动力循环的，为匹配水质精处理的要求，水膜蒸发凝汽器的管箱材料一般取不锈钢。

根据热负荷大小和蒸汽流量大小，通过传热设计可以确定换热管径、换热管壁厚、换热管排数、排间距、每排换热管根数和管间距。这样也就确定了管板宽度和高度。

管箱宽度一般为3000mm，这样大跨距的平板承受外压时，中部容易凹陷。当管排数较多时，管箱高度也会较大，跨距也较大，两个边板的中部也会凹陷。管箱平板的凹陷会导致边角上的焊缝破裂或管箱整体破坏。若顶板、底板和边板加厚很多，虽然可以避免凹陷，但金属材料消耗过多，不经济。

本发明在管箱内部加装支撑板，以减小管箱平板的跨距，增强管箱抵抗外压的能力。