[發(fā)明專利]一種流動引導型加熱器疏水冷卻段進口結構及設計方法

有效

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• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113027547B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設計）人: 高慶;鄭超;羅威;屈杰;朱蓬勃;廖勇;韓甲生;陸明志;馬汀山;居文平
• 申請（專利權）人: 西安西熱節(jié)能技術有限公司;西安熱工研究院有限公司;華能武漢發(fā)電有限責任公司;國家能源集團樂東發(fā)電有限公司
• 主分類號: F01D25/12
• 分類號: F01D25/12;F01D25/00;F01D21/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李紅霖

本分明公開了一種流動引導型加熱器疏水冷卻段進口結構及設計方法，本發(fā)明在加熱器疏水冷卻段上游側疏水冷卻端板和加熱器疏水冷卻段下游側疏水冷卻端板上設置若干導流葉柵，形成了出口通流面積相等的導流葉柵通道，引流孔出口均勻地開設于導流葉柵通道上部，引流孔進口開設于加熱器疏水冷卻段上游側疏水冷卻端板和加熱器疏水冷卻段下游側疏水冷卻端板的下端面，引流孔的設置充分利用了進出口處的壓差動力，使得疏水冷冷卻段進口處高壓區(qū)的疏水在壓力梯度的驅(qū)動下可直接到達疏水冷卻段內(nèi)部，這有助于進一步提升疏水冷卻段的虹吸能力，最終到提高虹吸結構性能和改善低虹吸結構穩(wěn)定性。

技術領域

本發(fā)明屬于汽輪機發(fā)電領域，具體涉及一種流動引導型加熱器疏水冷卻段進口結構及設計方法。

背景技術

當前大型熱力發(fā)電廠系統(tǒng)設計時廣泛采用回熱循環(huán)，回熱循環(huán)通過配置給水加熱器來實現(xiàn)。給水加熱器是提高熱力發(fā)電廠經(jīng)濟性的重要設備，根據(jù)給水加熱器內(nèi)汽水換熱方式的不同，通常在結構上區(qū)分為過熱段、飽和段及疏冷段。加熱器的過熱段是利用汽輪機級段過熱抽汽的顯熱來加熱形管內(nèi)的給水，蒸汽經(jīng)隔板多道折流后，過熱蒸汽會被冷卻至高于飽和溫度25℃-30℃；飽和段利用抽汽的潛熱來加熱形管內(nèi)的給水，蒸汽與管外避免接觸，由于壁面溫度低于蒸汽飽和溫度，蒸汽被冷凝成水；疏冷段則是利用凝結水的顯熱來加熱形管內(nèi)的給水。設立疏冷端使得疏水出口溫度低于飽和溫度，并使疏水出口溫度與高加給水溫度差為5.6℃-8.3℃，大機組一般為5.6℃。當前工程設計中，疏冷段主要采用虹吸式結構，通過虹吸孔口將疏冷段外的飽和水抽吸到疏冷段內(nèi)并送至下一級加熱器。當前受電力調(diào)峰等因素的影響，發(fā)電機組運行工況復雜，加熱器不僅要在額定工況下運行，同時還可能承受各種非正常工況的影響，因此加熱器水位將出現(xiàn)明顯的上下波動現(xiàn)象。常用的加熱器疏冷段為單通道平面端壁設計形式，當工況變化導致加熱器水位擺動時，虹吸式結構的平衡狀態(tài)極易被破壞，部分飽和段蒸汽將會進入到疏冷段內(nèi)，這導致汽液兩相流動現(xiàn)象的發(fā)生，使得加熱器疏水端差增大，進而加劇了下一級加熱器管壁沖刷從而使管壁變薄，嚴重者出現(xiàn)爆管等安全事故。

因此，研發(fā)適用于加熱器寬域水位運行的加熱器疏水冷卻段結構，對發(fā)電汽輪機組的常態(tài)化寬負荷運行的安全性保障具有十分重大的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種流動引導型加熱器疏水冷卻段進口結構及設計方法，能夠解決由汽輪機負荷快速變化引起的加熱器水位大幅擺動工況下，保障疏水冷卻段虹吸穩(wěn)定性的技術需求。

為了達到上述目的，一種流動引導型加熱器疏水冷卻段進口結構，包括設置在加熱器疏水冷卻段上游側疏水冷卻端板和加熱器疏水冷卻段下游側疏水冷卻端板上的若干導流葉柵，相鄰的導流葉柵組成導流葉柵通道，加熱器疏水冷卻段上游側疏水冷卻端板和加熱器疏水冷卻段下游側疏水冷卻端板的底部開設有引流孔進口，加熱器疏水冷卻段上游側疏水冷卻端板和加熱器疏水冷卻段下游側疏水冷卻端板的端面上開設有引流孔出口，引流孔出口置于導流葉柵通道上部。

導流葉柵通道從上至下呈漸縮型。

導流葉柵通道的中脊線由多階貝塞爾曲線生成。

所有導流葉柵通道的面積相同。

加熱器疏水冷卻段上游側疏水冷卻端板和加熱器疏水冷卻段下游側疏水冷卻端板共同組成加熱器疏水冷卻段虹吸段入口。

一種流動引導型加熱器疏水冷卻段進口結構的設計方法，包括以下步驟：

在加熱器疏水冷卻段上游側疏水冷卻端板和加熱器疏水冷卻段下游側疏水冷卻端板上布設若干導流葉柵，使相鄰的導流葉柵組成導流葉柵通道；

導流葉柵進口邊楔角φ取值范圍均為15°～60°。導流葉柵轉折角β取值范圍105°～155°；

導流葉柵徑向長度B小于疏水冷卻端板徑向尺寸H，計算方法如下：

H＝B+ΔR

其中：ΔR為5％-15％H；