汽流向凝汽器中部適度引導(dǎo)，減少排汽渦流、均勻排汽流速，使低壓缸排汽流場趨于合理、凝汽器換熱管的熱負(fù)荷更均勻、熱交換能力能夠更好發(fā)揮，從而提高凝汽器真空。本發(fā)明結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的凝汽器喉部流場如圖3所示。
[0044]凝汽器喉部優(yōu)化改造以數(shù)值模擬研宄為指導(dǎo)，采用大型流場計(jì)算模擬軟件，依靠模擬計(jì)算結(jié)果確定導(dǎo)流裝置的布置形式，然后通過改導(dǎo)流裝置的布置方案重新進(jìn)行模擬，尋找優(yōu)化結(jié)果。
[0045]在進(jìn)行流場計(jì)算模擬前，需要根據(jù)改造機(jī)組低壓缸、凝汽器喉部建立三維計(jì)算模型，此模型考慮了喉部內(nèi)抽汽管道、內(nèi)部撐管以及軸封供/抽汽管道等的影響。并由此利用軟件計(jì)算出凝汽器管束入口蒸汽流場。根據(jù)該流場分布情況，在凝汽器數(shù)值模型的不同位置設(shè)置導(dǎo)流裝置，重新利用軟件計(jì)算管束入口蒸汽流場，然后重新調(diào)整導(dǎo)流裝置的布置方式，再次計(jì)算，如此循環(huán)，直至得到理想的管束入口蒸汽流場為止，對應(yīng)的導(dǎo)流裝置布置方案即為凝汽器改造的最優(yōu)化方案。在這一環(huán)節(jié)中，導(dǎo)流裝置布置方式的改變包括導(dǎo)流板型線、組合方式、布置位置等，同時(shí)考慮現(xiàn)場施工的可實(shí)現(xiàn)性。
[0046]本發(fā)明可以改造由于雙排汽輪機(jī)凝汽器流場分布不均勻，導(dǎo)致凝汽器換熱管熱負(fù)荷分配不均勻的問題，使端板脫流問題得到根本改善。通過加裝導(dǎo)流板，加大凝汽器中央通道的進(jìn)汽量，達(dá)到改善凝汽器流場分布的目的。通過加裝分布式導(dǎo)流板，可強(qiáng)制改變凝汽器接頸的流場分配，在整個(gè)汽輪機(jī)排汽進(jìn)入凝汽器凝結(jié)區(qū)之前達(dá)到盡可能平緩的速度梯度(沿汽輪機(jī)軸向)的同時(shí)，消除凝汽器接頸中央部位可能形成的漩渦，增大凝汽器接頸中央部分排汽流動(dòng)速度。隨著凝汽器接頸中央部位排汽速度的增加，凝汽器中央通道進(jìn)汽量開始增加，凝汽器凝結(jié)區(qū)靠近中央通道部分的換熱管外表面流速加大，換熱效果得到改善；通過凝汽器中央通道進(jìn)入凝汽器熱井的排汽增加，在稍稍提升凝汽器熱井水面壓力的同時(shí)，進(jìn)一步減小凝汽器過冷度，減小凝汽器凝結(jié)水含氧量；在凝汽器中汽輪機(jī)軸向加裝導(dǎo)流板夕卜，還在汽輪機(jī)周向位置加裝一定數(shù)量側(cè)板，強(qiáng)制改變部分蒸汽的流動(dòng)方向，消除大部分脫流造成的不利影響。
[0047]本發(fā)明在凝汽器喉部內(nèi)，根據(jù)原有的實(shí)際結(jié)構(gòu)，采取安裝導(dǎo)流裝置的辦法，將集中于電機(jī)端和汽機(jī)端的排汽汽流向凝汽器中部適度引導(dǎo)，減少排汽渦流、均勻排汽流速，使低壓缸排汽流場趨于合理、凝汽器換熱管的熱負(fù)荷更均勻、熱交換能力能夠更好發(fā)揮，從而提高凝汽器真空。凝汽器喉部優(yōu)化改造以數(shù)值模擬研宄為指導(dǎo)，采用大型流場計(jì)算模擬軟件(PHEONICS流場計(jì)算模擬軟件)，依靠模擬計(jì)算結(jié)果確定導(dǎo)流裝置的布置形式，然后通過改導(dǎo)流裝置的布置方案重新進(jìn)行模擬，尋找優(yōu)化結(jié)果。在進(jìn)行流場計(jì)算模擬前，需要根據(jù)改造機(jī)組低壓缸、凝汽器喉部建立三維計(jì)算模型，此模型考慮了喉部內(nèi)抽汽管道、內(nèi)部撐管以及軸封供/抽汽管道等的影響。并由此利用軟件計(jì)算出凝汽器管束入口蒸汽流場。根據(jù)該流場分布情況，在凝汽器數(shù)值模型的不同位置設(shè)置導(dǎo)流裝置，重新利用軟件計(jì)算管束入口蒸汽流場，然后重新調(diào)整導(dǎo)流裝置的布置方式，再次計(jì)算，如此循環(huán)，直至得到理想的管束入口蒸汽流場為止，對應(yīng)的導(dǎo)流裝置布置方案即為凝汽器改造的最優(yōu)化方案。在這一環(huán)節(jié)中，導(dǎo)流裝置布置方式的改變包括導(dǎo)流板型線、組合方式、布置位置等，同時(shí)考慮現(xiàn)場施工的可實(shí)現(xiàn)性。按照原凝汽器喉部圖紙繪成三維圖形，然后根據(jù)凝汽器設(shè)計(jì)參數(shù)，利用CFD軟件進(jìn)行流體力學(xué)計(jì)算和仿真模擬。原凝汽器蒸汽參數(shù)為:(原設(shè)計(jì)凝汽器工作壓力0.0049MPa)，流量671.5t/h，焓值2316.8kj/kg，凝汽器喉部流場如圖3所示
[0048]汽輪機(jī)排汽通道優(yōu)化改造以數(shù)值模擬研宄為指導(dǎo)，依靠模擬計(jì)算結(jié)果指導(dǎo)產(chǎn)品定型和布置，通過改變模型或產(chǎn)品布置方案反復(fù)試驗(yàn)，尋找優(yōu)化結(jié)果，不僅可以節(jié)省試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)和時(shí)間，同時(shí)也具有相當(dāng)高的靈活性和準(zhǔn)確性。
[0049]在實(shí)施排汽通道優(yōu)化改造前，需要根據(jù)改造機(jī)組低壓缸、凝汽器喉部建立排汽通道模型，此模型考慮了喉部內(nèi)抽汽管道、低壓加熱器、內(nèi)部撐管以及軸封供/抽汽管道等的影響。并由此利用軟件計(jì)算出凝汽器管束入口蒸汽流場。根據(jù)該流場分布情況，在排汽通道數(shù)值模型的不同位置設(shè)置均流/導(dǎo)流裝置，重新利用軟件計(jì)算管束入口蒸汽流場，然后重新調(diào)整均流裝置的布置方式，再次計(jì)算，如此循環(huán)，直至得到理想的管束入口蒸汽流場為止，對應(yīng)的均流裝置布置方案即為排汽通道改造的最優(yōu)化方案。在這一環(huán)節(jié)中，均流裝置布置方式的改變包括導(dǎo)流板型線(流線型斜板、垂直立板、傾斜直板)、組合方式、布置位置(平行轉(zhuǎn)子軸向、垂直轉(zhuǎn)子軸向、位于撐管不同高度)等，同時(shí)考慮現(xiàn)場施工的可實(shí)現(xiàn)性。依據(jù)300MW機(jī)組實(shí)際工程情況，通常需要從至少十幾個(gè)方案中最終得到優(yōu)化方案。
[0050]在通過數(shù)值模擬得到最優(yōu)化技術(shù)方案后，對導(dǎo)流板模塊進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)、加工，同時(shí)依據(jù)低壓缸排汽通道圖紙進(jìn)行實(shí)施方案的工程設(shè)計(jì)，如有必要，可對方案和產(chǎn)品型線進(jìn)行微調(diào)，并利用數(shù)值模型再度驗(yàn)證并指導(dǎo)工業(yè)設(shè)計(jì)，確保工程實(shí)施的順利進(jìn)行。
[0051]汽輪機(jī)經(jīng)低壓缸排汽通道優(yōu)化以后，由于低壓缸排汽在凝汽器內(nèi)的分布趨于合理，凝汽器換熱管的熱交換潛力得以更充分的發(fā)揮，在有關(guān)運(yùn)行條件(真空嚴(yán)密性、凝汽器熱負(fù)荷、循環(huán)冷卻水流量、循環(huán)冷卻水進(jìn)口溫度、換熱管的清潔程度、汽輪機(jī)蒸汽負(fù)荷率等)等同的前提下，當(dāng)循環(huán)冷卻水進(jìn)口溫度為30°C、蒸汽負(fù)荷率為100%、循環(huán)冷卻水處于額定流量時(shí)，能夠確保凝汽器真空度提高0.15KPa及以上。
[0052]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者根據(jù)有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，均應(yīng)該在由本權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍之中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.凝汽器喉部流場優(yōu)化改造裝置，其特征在于，包括喉部空腔和設(shè)置在所述喉部空腔內(nèi)部邊緣的側(cè)板，在所述喉部空腔內(nèi)還設(shè)置導(dǎo)流裝置，四組所述導(dǎo)流裝置分別固定于所述喉部空腔內(nèi)的前、后、左和右側(cè)。2.按照權(quán)利要求1所述的凝汽器喉部流場優(yōu)化改造裝置，其特征在于，所述導(dǎo)流裝置包括導(dǎo)流板和支撐管，所述支撐管一端固定于喉部內(nèi)的支管上，所述導(dǎo)流板由支撐管支撐固定。3.按照權(quán)利要求2所述的凝汽器喉部流場優(yōu)化改造裝置，其特征在于，每組所述導(dǎo)流裝置由11或12塊導(dǎo)流板組成，所述導(dǎo)流板通過螺栓和螺母固定于支撐管上。4.按照權(quán)利要求3所述的凝汽器喉部流場優(yōu)化改造裝置，其特征在于，兩個(gè)或者三個(gè)所述導(dǎo)流板通過彈簧墊圈連接成為一組。5.按照權(quán)利要求4所述的凝汽器喉部流場優(yōu)化改造裝置，其特征在于，在喉部空腔內(nèi)，其中相對的兩組導(dǎo)流裝置的導(dǎo)流板為向所述喉部空腔中心內(nèi)傾斜設(shè)置，另外相對的兩組導(dǎo)流裝置的導(dǎo)流板為向所述喉部空腔中心外傾斜設(shè)置。6.一種凝汽器喉部流場優(yōu)化改造方法，基于如權(quán)利要求1-5任一所述的凝汽器喉部流場優(yōu)化改造裝置，其特征在于，其包括的步驟如下: (1)打開凝汽器喉部人孔，檢查內(nèi)部環(huán)境，并進(jìn)行內(nèi)部清潔； (2)在凝汽器喉部內(nèi)的管束上方整個(gè)殼體范圍內(nèi)鋪設(shè)防護(hù)材料，防止損壞凝汽器冷卻管束； (3)在凝汽器喉部側(cè)板上測量并標(biāo)記安裝導(dǎo)流裝置支撐管的位置； (4)測量要安裝導(dǎo)流裝置支撐管的喉部支撐管的間隔尺寸，導(dǎo)流裝置支撐管要焊在喉部支管上； (5)在凝汽器外部現(xiàn)場將需要的導(dǎo)流裝置的支撐管進(jìn)行切割； (6)安裝并焊接各個(gè)導(dǎo)流裝置支撐管； (7)將導(dǎo)流板移入喉部，用螺栓、彈簧墊圈連接成兩個(gè)一組或三個(gè)一組； (8)將導(dǎo)流板和支撐管焊接在一起； (9)清理安裝時(shí)產(chǎn)生的各種污跡和焊渣焊豆，移除跳板和防護(hù)材料。7.一種凝汽器喉部流場優(yōu)化效果檢驗(yàn)方法，基于如權(quán)利要求1-5任一所述的凝汽器喉部流場優(yōu)化改造裝置，其特征在于，采用流場計(jì)算模擬軟件對現(xiàn)有凝汽器喉部流場進(jìn)行模擬，尋找優(yōu)化結(jié)果；其是采用流場計(jì)算模擬軟件對改造后凝汽器喉部流場進(jìn)行模擬，對比優(yōu)化結(jié)果，得出優(yōu)化效果。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種凝汽器喉部流場優(yōu)化改造裝置，包括喉部空腔和設(shè)置在所述喉部空腔內(nèi)部邊緣的側(cè)板，在所述喉部空腔內(nèi)還設(shè)置導(dǎo)流裝置，四組所述導(dǎo)流裝置分別固定于所述喉部空腔內(nèi)的前、后、左和右側(cè)。本發(fā)明還公開一種凝汽器喉部流場優(yōu)化改造方法。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：在凝汽器喉部內(nèi)安裝導(dǎo)流裝置，將集中于電機(jī)端和汽機(jī)端的排汽汽流向凝汽器中部適度引導(dǎo)，減少排汽渦流、均勻排汽流速，使低壓缸排汽流場趨于合理、凝汽器換熱管的熱負(fù)荷更均勻、熱交換能力能夠更好發(fā)揮，從而提高凝汽器真空。
【IPC分類】G06F17/50, F28F13/06
【公開號】CN104930906
【申請?zhí)枴緾N201510115253
【發(fā)明人】鄭凱, 黃潔
【申請人】黃潔
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年3月17日