冷凝器制造技术

一种冷凝器，排列有上部管群（５１）和下部管群（５２）的传热管的部分，在与上部管群（５１）和下部管群（５２）的纵向方向的垂直的断面形状形成大致“Ｕ”字形，不冷凝气体抽出导管（１１），配置在冷却水先流动的上游的上部管群（５１）的“Ｕ”字中央连接部位之上。在上下管群间未排列有传热管的部分，配置有蒸气流通防止板（５３），位于不冷凝气体抽出导管１１的左右两侧。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种冷凝器，该冷凝器安装在发电设备等上，使汽轮机的排气冷凝。
技术介绍
图6和图7表示的是以往冷凝器的大致结构，分别是冷凝器的俯视图和侧视图。冷凝器拥有大致方形的非常大的箱体1，在该箱体1的上部设有汽轮机2。在箱体1的内部，收纳有很多传热管，构成大的管群3。这个管群3如图7所示，被沿传热管纵向设置的多个支撑板4支撑，在传热管两端部垂直设有管板5，在管板5连接设有水箱6。而且，在水箱6设有冷却介质(通常使用海水或冷却塔水等冷却水)向传热管内的出入口7、8。拥有上述结构的冷凝器，如图6箭头所示，从汽轮机流向箱体的蒸气，经过水箱6，与从传热管群3内通过的冷却水之间进行热交换，蒸气的潜热被吸收后冷凝，被集结在位于箱体1底部的热水箱。而且，吸收了热量的冷却水，经过传热管另一端水箱6被排向外部。如上所述，蒸气在通过管群3的过程中，被冷却水将潜热吸收后即冷凝，此时，由于包含在蒸气中的不冷凝气体浓度随之上升，不冷凝气体浓度高的蒸气进入冷却部10，在这里进一步冷凝，在尽可能提高不冷凝气体浓度之后，不冷凝气体通过抽出导管11，依靠气体抽出装置(无图示)，被抽到冷凝器外。下面，就冷凝器技术上的课题和以往冷凝器课题的解决方法进行说明。冷凝器利用蒸气与冷却水的温度差使蒸气冷凝。冷凝时的蒸气温度为对于冷凝面的蒸气分压的饱和温度。但是，蒸气分压大致会因为两个原因而降低，一个原因是伴随蒸气流动的压力损失，另一个原因是由于混入蒸气中的不冷凝气体的浓缩，而使不冷凝气体的分压增大。伴随蒸气分压的降低，温度差减少，因此，使冷凝性能(热交换率)下降。所以，减少压力损失和防止不冷凝气体的滞留，是提高冷凝器性能的重要方面。一般，汽轮机的排气压力与冷凝器的压力损失以及冷凝器内不冷凝气体的浓度有关。汽轮机的排气压力为冷凝蒸气的冷凝器管群的压力加上冷凝器蒸气的压力损失部分以后的压力。因此，冷凝器蒸气压力损失大，汽轮机的排气压力就大，气轮机输出功率下降，发电效率降低。这样，控制冷凝器蒸气的压力损失，使其降低；与防止蒸气在传热管群内滞留，使其顺利进入气体冷却部；是提高冷凝器性能指标的重要技术课题。以往的冷凝器，针对这一课题主要采取两种不同的对应方式。一种，是在比较集中排列的传热管群的周围，设置十分宽阔的蒸气通道空间(例如参考专利公开1996-226776号公报)。另一种，是在大范围整体稀疏排列的管群中，设置足够的蒸气通道(参考专利公开1980-36915号公报)。在这些方式当中，前者的缺点是周围的蒸气通道空间扩大后，冷凝器体积会加大；再加上由于蒸气在到达气体冷却部之前通过的传热管列数较多，所以使压力损失比较大。另外，后者的缺点是由于管群内的蒸气到达气体冷却部的路线复杂，所以在管群中易产生蒸气的滞留区域。上述图6、7所示的冷凝器，为冷却水从一侧的水箱6流入，从另一侧的水箱6流出的单路径形式；在一侧的水箱具有冷却水入口、出口，在另一侧的水箱冷却水返回的双路径形式的冷凝器也是很普遍的。图8表示上下管群分开的双路径形式冷凝器中，一个事例的断面结构。这种冷凝器的结构是，冷却水从设置在上部的上部管群31流入，从设置在下部的下部管群32流出。或者，与其相反，冷却水从下部管群32流入，从上部管群31流出。而且，上下管群通过隔板33相隔(例如参考专利公开2001-153569号公报)。象这样的双路径冷凝器，通过将管群分为两部分，与一个管群相比，由于管群最外围长度增加了，使流入管群的蒸气运行速度降低。因此，可以获得控制管群内蒸气压力损失的效果。但是，由于将管群分为两部分，气体冷却部10及不冷凝气体抽出导管11分别需要各自的管群，使冷凝器内部结构复杂，具有增加制造成本的缺点。
技术实现思路
因此，鉴于上述的问题点，本专利技术的目的在于提供一种冷凝器，不使结构复杂化，而能减少蒸气的压力损失及不冷凝气体的滞留，制造成本低且热交换性能良好。为了解决上述课题，本专利技术所涉及的冷凝器，将多个传热管排列而形成的管群收纳在与外部隔绝的箱体内，让冷却介质在上述传热管内流通，使导入到箱体内的汽轮机排气在上述传热管外表面冷凝，上述管群由上部管群及设置在上部管群下部的下部管群构成，并且上述冷却介质在上述上部管群内的上述传热管内和上述下部管群内的上述传热管内分别在相反方向流通，从而构成返回双路径结构的冷凝器，其特征在于，在上述上部管群和上述下部管群中，只在位于上述冷却介质的流向方向的上游侧一方的管群上，在与该管群纵向方向相垂直的断面的横向大致中央部位，设置有不冷凝气体抽出导管，并且，在上述上部管群和上述下部管群之间未排列上述传热管的部分，配置有蒸气流通防止板，该防止板位于上述不冷凝气体抽出导管的左右两侧，其上下端到达上述上部管群和上述下部管群。本专利技术所涉及的冷凝器，将多个传热管排列而形成的管群收纳在与外部隔绝的箱体内，让冷却介质在上述传热管内流通，使导入到箱体内的汽轮机排气在上述传热管外表面冷凝，上述管群由上部管群及设置在上部管群下部的下部管群构成，并且上述冷却介质在上述上部管群内的上述传热管内和上述下部管群内的上述传热管内分别在相反方向流通，从而构成返回双路径结构的冷凝器，其特征在于，在上述上部管群和上述下部管群中，只在位于上述冷却介质的流动方向上游侧一方的管群上，设置有开口部朝向该管群中央方向的不冷凝气体抽出导管，该不冷凝气体抽出导管在与该管群的纵向方向相垂直断面的垂直断面形状，形成大致 字形，并且，在上述上部管群和上述下部管群之间未排列上述传热管的部分，配置有蒸气流通防止板，该防止板位于上述不冷凝气体抽出导管的左右两侧，其上下端到达上述上部管群和上述下部管群。附图说明图1是表示本专利技术第1种实施方式所涉及的冷凝器管群部的断面概略图。图2是表示本专利技术所涉及的冷凝器的蒸气流通防止板的位置与传热系数之间关系的示意图。图3是表示本专利技术第2种实施方式所涉及的冷凝器管群部的断面概略图。图4是表示本专利技术第3种实施方式所涉及的冷凝器管群部的断面概略图。图5是表示本专利技术第4种实施方式所涉及的冷凝器管群部的断面概略图。图6是表示以往冷凝器正面的断面概略图。图7是表示以往冷凝器侧面的断面概略图。图8是表示以往双路径冷凝器管群部的断面概略图。具体实施例方式以下，参照图纸就本专利技术的实施方式进行详细说明。图1表示本专利技术第1种实施方式所涉及的冷凝器管群的断面结构。如该图表示的那样，本实施方式所涉及的冷凝器，由多个传热管按照水平方向排列构成管群，分为上部管群51和配置在该上部管群51下部的下部管群52，从而形成冷却水双路径的冷凝器。冷却水先在上部管群(路径1管群)51的各传热管内流动，经过设置在管群一端端部的返回水箱(无图示)，反方向在下部管群(路径2管群)52的各传热管内流动。上述上部管群51及下部管群52的传热管被排列的部分，其在与上述上部管群51及下部管群52的纵向方向垂直的剖面的垂直剖面形状，大致形成“U”字形。而且，这些上部管群51及下部管群52中，只有在冷却水先流动的上游一侧的上部管群51上，安装有不冷凝气体抽出导管11。这个不冷凝气体抽出导管11，位于整体排列成“U”字形的上部管群51的“U”字中央连接部的上方，即被设置在与上部管群51的纵向方向垂直的断面的宽度方向的大致中央位置，其宽度方向的垂直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷凝器，将多个传热管排列而形成的管群收纳在与外部隔绝的箱体内，让冷却介质在上述传热管内流通，使导入到箱体内的汽轮机排气在上述传热管外表面冷凝，上述管群由上部管群及设置在上部管群下部的下部管群构成，并且上述冷却介质在上述上部管群内的上述传热管内和上述下部管群内的上述传热管内分别在相反方向流通，从而构成返回双路径结构的冷凝器，其特征在于，在上述上部管群和上述下部管群中，只在位于上述冷却介质的流向方向的上游侧一方的管群上，在与该管群纵向方向相垂直的断面的横向大致中央部位 ，设置有不冷凝气体抽出导管，并且，在上述上部管群和上述下部管群之间未排列上述传热管的部分，配置有蒸气流通防止板，该防止板位于上述不冷凝气体抽出导管的左右两侧，其上下端到达上述上部管群和上述下部管群。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：清水康，河野俊二，布木佑次，岩田佳浩，深泽雄一，饼田芳雄，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]