[發明專利]一種加熱器疏水冷卻段結構及加熱器

在審

• 申請號: 202111423688.0
• 申請日: 2021-11-26
• 公開（公告）號: CN116182146A
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 朱孔有;鄧凡良;楊曉冬;劉漢立;程永生;陳飚;房會軍;李春雨;張國軍;賈明鎖;楊劍平;段志榮;張博
• 申請（專利權）人: 大慶石油管理局有限公司;中國石油天然氣集團有限公司
• 主分類號: F22D1/32
• 分類號: F22D1/32
• 代理公司: 大慶知文知識產權代理有限公司 23115
• 代理人: 馬微

本發明涉及汽輪機發電技術領域，具體說是一種加熱器疏水冷卻段結構及加熱器。該加熱器疏水冷卻段結構，包括：虹吸入口段結構；所述虹吸入口段結構包括端板；所述端板具有負曲率凸起的端壁面。本發明提供的加熱器疏水冷卻段結構及加熱器，可保障在汽輪機負荷快速變化引起的加熱器水位大幅擺動工況下，加熱器疏水冷卻段仍可高效運行，保障機組安全可靠性。

技術領域

本發明涉及汽輪機發電技術領域，具體說是一種加熱器疏水冷卻段結構及加熱器。

背景技術

目前，當前大型熱力發電廠系統設計時廣泛采用回熱循環，回熱循環通過配置給水加熱器來實現。給水加熱器是提高熱力發電廠經濟性的重要設備，根據給水加熱器內汽水換熱方式的不同，通常在結構上區分為過熱段、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的給水，蒸汽經隔板多道折流后，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并送至下一級加熱器。目前受電力調峰等因素的影響，發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明顯的上下波動現象。如圖1和圖2所示，目前常用的疏冷段為平面端壁設計形式，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極易被破壞，部分飽和段蒸汽將會進入到疏冷段內，這導致汽液兩相流動現象的發生，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，嚴重者出現爆管等安全事故。

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

發明內容

（一）要解決的技術問題

本發明提供了一種加熱器疏水冷卻段結構及加熱器，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，疏水冷卻段虹吸作用失效的問題。

（二）技術方案

為解決上述問題，本發明一方面提供一種加熱器疏水冷卻段結構，包括：虹吸入口段結構；所述虹吸入口段結構包括端板；所述端板具有負曲率凸起的端壁面。

優選地，還包括在虹吸入口段設置局部漸縮型線型入射傾斜通道結構。

優選地，所述入射傾斜通道結構的進出口面積縮放比、漸縮線縮放角以及漸擴線啟始擴張位置，根據疏水冷卻段結構運行水位確定。

優選地，所述端壁面的曲面造型通過改變控制型線上控制點的坐標，調整控制型線的曲率分布來實現。

優選地，所述端板包括：加熱器疏水冷卻段結構的上游側疏水冷卻端板以及下游側疏水冷卻端板。

另一方面，本發明還提供一種加熱器，包括：過熱段結構、飽和段結構、以及加熱器疏水冷卻段結構。

（三）有益效果

本發明提供的加熱器疏水冷卻段結構及加熱器，可保障在汽輪機負荷快速變化引起的加熱器水位大幅擺動工況下，加熱器疏水冷卻段仍可高效運行，保障機組安全可靠性。

附圖說明

圖1為現有加熱器結構示意圖；

圖2為傳統設計中平面端壁結構的疏水冷卻段結構示意圖；

圖3為本發明實施例加熱器疏水冷卻段結構中具有曲面造型的端壁面結構示意圖；

圖4為本發明實施例加熱器疏水冷卻段結構中曲率控制線；

圖5為局部漸縮型線型入射傾斜通道結構。