空冷凝汽系统及基于该系统的防冻和防锈方法
| 专利类型 | 发明公开 | 法律事件 | 实质审查; |
| 专利有效性 | 实质审查 | 当前状态 | 实质审查 |
| 申请号 | CN202411802359.0 | 申请日 | 2024-12-09 |
| 公开(公告)号 | CN119468738A | 公开(公告)日 | 2025-02-18 |
| 申请人 | 杭州国能汽轮工程有限公司; | 申请人类型 | 企业 |
| 发明人 | 蒋慈海; 陈琪; 鲍俞航; 孙雨晴; 邓凯雄; 杜徐超; 马琦; 刘玉军; | 第一发明人 | 蒋慈海 |
| 权利人 | 杭州国能汽轮工程有限公司 | 权利人类型 | 企业 |
| 当前权利人 | 杭州国能汽轮工程有限公司 | 当前权利人类型 | 企业 |
| 省份 | 当前专利权人所在省份：浙江省 | 城市 | 当前专利权人所在城市：浙江省杭州市 |
| 具体地址 | 当前专利权人所在详细地址：浙江省杭州市临平区塘栖工业区块塘旺街10号 | 邮编 | 当前专利权人邮编：310000 |
| 主IPC国际分类 | F28B9/00 | 所有IPC国际分类 | F28B9/00 ; F28B1/06 ; F28B9/08 ; F28B9/02 ; F28B11/00 ; F28B9/10 |
| 专利引用数量 | 0 | 专利被引用数量 | 0 |
| 专利权利要求数量 | 10 | 专利文献类型 | A |
| 专利代理机构 | 杭州信与义专利代理有限公司 | 专利代理人 | 张心埝; |
| 摘要 | 本 申请 涉及空冷凝气器领域，尤其涉及一种空冷凝汽系统及基于该系统的防冻和防锈方法；系统包括：至少两列空冷器；充气单元用于向被切列的空冷器中充入保护气；所述充气单元包括提供保护气的气源；所述气源包括若干出气端；每个所述出气端均设有控制该出气端通断的第一 阀 门 ；抽汽单元包括抽汽器，所述抽汽器具有主抽口和起抽口；所述主抽口设有若干与各空冷器一一对应连通的主抽抽汽端；每个所述主抽抽汽端上设有控制该主抽抽汽端通断的第二阀门；所述起抽口包括若干与各空冷器一一对应连通的起抽抽汽端；每个起抽抽汽端上设有控制该起抽抽汽端通断的第三阀门；本申请有利于在冬季运行时的防冻和防锈。 | ||
| 权利要求 | 1.空冷凝汽系统，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 空冷凝汽系统及基于该系统的防冻和防锈方法技术领域[0001] 本申请涉及空冷凝气器领域，尤其涉及一种空冷凝汽系统及基于该系统的防冻和防锈方法。 背景技术[0002] 空气冷凝系统，主要用于对汽轮机排出的蒸汽进行冷凝；其主要多列空冷器组成，用户可根据实际需要来选择具体列数的空冷器进行投入使用，换言之，对空冷器进行切列，被切列的空冷器相当于是闲置的空冷器，不投入使用。 [0003] 在温度较低的环境下，例如冬季，由于环境温度较低，因此若所有的空冷器均投入使用，则蒸汽风扇的较为分散，加之环境温度较低，所以很容易冻伤冷凝系统中的管路等部件；因此一般在冬季会对空冷器进行切列，以减少空冷器的使用数量。 [0004] 然而对于这种切列使用的方式，也存在一定的弊端，主要体现在：首先，被切列的空冷器中可能会存留一些冷凝水，以及空冷器并不是一个完美的封闭系统，其或多或少会存在一些漏点，使得环境空气中的一些水气通过这些漏点进入空冷器中，从而在冬季会冻伤被切列的空冷器的管路，也容易出现锈蚀，因而还有待改进。发明内容 [0005] 为了解决背景技术中提到的至少一个技术问题，本申请的目的在于提供一种空冷凝汽系统及基于该系统的防冻和防锈方法。 [0006] 为实现上述目的，本申请提供如下技术方案。 [0007] 一方面，本申请提供了一种空冷凝汽系统，包括：至少两列空冷器，每列所述空冷器均包括蒸汽主管、空冷管束，以及凝结水管路； 所述凝结水管路设有排水阀；所述蒸汽主管的蒸汽入口设有蒸汽切断阀； 充气单元，用于向被切列的空冷器中充入保护气；所述充气单元包括提供保护气的气源；所述气源包括若干与各空冷器一一对应连通的用于输出保护气的出气端；每个所述出气端均设有控制该出气端通断的第一阀门； 抽汽单元，用于对空冷器进行抽汽，其包括抽汽器，所述抽汽器具有主抽口和起抽口；所述主抽口设有若干与各空冷器一一对应连通的主抽抽汽端；每个所述主抽抽汽端上设有控制该主抽抽汽端通断的第二阀门；所述起抽口包括若干与各空冷器一一对应连通的起抽抽汽端；每个起抽抽汽端上设有控制该起抽抽汽端通断的第三阀门。 [0009] 作为本申请一种可选的实施方式，所述气源的输出侧设有至少一个安全阀。 [0010] 作为本申请一种可选的实施方式，所述充气单元包括若干与空冷器一一对应的充气支管路；所述充气支管路一端气源的输出侧连通，另一端与空冷器连通；所述第一阀门设于充气支管路上。 [0011] 作为本申请一种可选的实施方式，所述抽汽单元包括若干与空冷器一一对应的主抽支管路，所述主抽支管路一端与空冷器连通，另一端与主抽口连通；所述第二阀门设于主抽支管路上；和/或所述抽汽单元包括若干与空冷器一一对应的起抽支管路，所述起抽支管路一端与空冷器连通，另一端与起抽口连通；所述第三阀门设于所述起抽支管路上。 [0012] 作为本申请一种可选的实施方式，所述系统还包括若干与空冷器一一对应的凝结水排出管路，所述凝结水排出管路一端与空冷器的凝结水管路连通，另一端构成凝结水排出口；每个凝结水排出管路上均设有第四阀门。 [0013] 作为本申请一种可选的实施方式，所述保护气为氮气。 [0014] 作为本申请一种可选的实施方式，每列空冷器中均设有检测空冷器内部气压的气压检测件。 [0015] 另一方面，本申请还提供一种基于上述的空冷凝汽系统的防冻和防锈方法，包括如下步骤：各列空冷器中，其中至少一列空冷器投入运行记为运行空冷器，其他空冷器记为切列空冷器进行切列处理；所述切列空冷器的切列处理包括如下步骤： S1、关闭切列空冷器对应的蒸汽切断阀，以切断蒸汽进入切列空冷器中；关闭切列空冷器对应的第二阀门；切断切列空冷器对应的凝结水管路； S2、开启切列空冷器对应的第一阀门；将气源提供的保护气通入切列空冷器中；并打开切列空冷器的排水阀；当切列空冷器内的气压达到设定值时，关闭切列空冷器对应的排水阀，并使切列空冷器内的气压保持在设定值。 [0016] 作为本申请一种可选的实施方式，当需要再次投运被切列的切列空冷器时，包括如下投运步骤：S3、关闭待投运的切列空冷器对应的第一阀门；开启待投运的切列空冷器对应的第三阀门；通过抽汽器的起抽口对待投运的切列空冷器进行抽气，当待投运的切列空冷器内压力降低至设定压力时，关闭第三阀门； S4、关闭抽汽器的起抽口；打开待投运的切列空冷器对应的第二阀门；开启待投运的切列空冷器对应的凝结水管路；最后，开启待投运的切列空冷器对应的蒸汽切断阀，通入蒸汽进行运作。 [0017] 作为本申请一种可选的实施方式，在步骤S2中，所述设定值为高于环境气压值30kpa。 [0018] 相对于现有技术，本申请具有以下有益效果：本申请中，在空冷器切列后，可以向切列的空冷器中充入保护气，例如氮气，在充入氮气的过程中，氮气会将切列的空冷器管路中存在的凝结水以及空气排出，从而减少空冷器管路中的含水量和含氧量，如此以减低切列的空冷器因低温被冻伤的问题，由于管路中的空气的水汽被鼓出，所以管路也不易出现锈蚀；如此以起到防冻防锈的目的。 [0019] 而且，切列的后的空冷器中始终保持有一定压力（大于环境气压）的氮气，如此可以保证管路内的气压始终大于环境气压，如此即使空冷器有漏点，外界环境中的空气也不会进入管路中，从而保证管路不会因漏点进入空气导致冻伤、锈蚀的问题。 [0021] 通过参考附图阅读下文的详细描述，本申请示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本申请的若干实施方式，其中：在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。 [0022] 图1示出了本申请采用两列空冷器的结构示意图；图2示出了本申请示出了采用两列空冷器的系统图； 图3示出了本申请示出了采用三列空冷器的系统图。 [0023] 图中标号说明：11、蒸汽主管；111、蒸汽切断阀；12、空冷管束；13、凝结水管路；14、连接管；。 [0024] 21、抽汽器；211、起抽口；212、主抽口；22、主抽支管路；221、第二阀门；23、起抽支管路；231、第三阀门；31、气源；32、充气支管路；321、第一阀门；33、安全阀；34、自力式调节阀； 41、凝结水排出管路；411、第四阀门；412、排水阀。 具体实施方式[0025] 为使本申请的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。 [0026] 实施例1本实施例为了能够在寒冷环境下（例如冬季），降低空冷凝汽系统中被切列的空冷器的管路出现冻伤和锈蚀的问题，本实施例提供一种空冷凝汽系统。 [0027] 为了便于理解，首先得切列作出解释：一般来说，空冷凝汽系统一般包括多列能够单独控制通断的空冷器；对空冷器进行切列，相当于是切断该空冷器，使该空冷器不投入使用，简言之，被切列的空冷器相当于是闲置、不投入运行的空冷器。一般来说，系统在冬季运行时，通常需要进行切列。 [0028] 结合图1‑3所示，本实施例提供的空冷凝汽系统主要包括至少两列空冷器、充气单元、抽汽单元、凝结水排出管路41等，以下对各组成部分进行具体说明。 [0029] 各列空冷器的结构基本相同，每个空冷器相当于是一个独立的蒸汽冷凝单元，用于对蒸汽进行冷凝；至于本系统中，空冷器的具体数量可根据实际需要选择，例如图1和图2展示的是采用2列空冷器的情形，图3展示的是采用3列空冷器的情形。 [0030] 由于各列空冷器的基本结构相同，因而为了方便理解，本实施例以其中一列空冷器为例进行具体说明：如图1和图2所示，所述空冷器均包括蒸汽主管11、空冷管束12，以及凝结水管路 13；蒸汽主管11主要用于供待冷凝的蒸汽通入，即蒸汽由蒸汽主管11的蒸汽入口通入蒸汽主管11内；为了能够控制蒸汽入口的通断，以切断蒸汽进入蒸汽主管11，在所述蒸汽主管11的蒸汽入口设有蒸汽切断阀111。 [0031] 空冷管束12主要由多数换热管组成的管束结构；一个空冷器中，可以包括多组空冷管束12，蒸汽在空冷管束12流动时被空冷。 [0032] 结合图1所示，凝结水管路13一般设于空冷管束12的下侧并与空冷管束12连通，用于汇集蒸汽冷凝形成的凝结水。 [0033] 于一些实施例中，在一列空冷器中的空冷管束12中，其部分空冷管束12作为顺流管束，另一部分则作为逆流管束；顺流管束的两端分别与蒸汽主管11和凝水管路连通；而逆流管束，其一端与凝结水管路13连通，另一端连通在同一连接管14上。以图2为例，与连接管14连接的空冷管束12为逆流管束，其他的空冷管束12则为顺流管束。 [0034] 如图2所示，抽汽单元主要用于对空冷器进行抽汽，其抽汽单元主要包括抽汽器21，所述抽汽器21具有主抽口212和起抽口211。 [0035] 可以理解的是，于一些实施例中，抽汽器21可以是采用两个单独的抽汽器21，一个作为主抽抽汽器，提供主抽口212，另一个则作为起抽抽汽器，提供起抽口211。 [0037] 空冷器的运行，一般是在空冷器启动运行时，由起抽口211进行抽汽，完成起抽后，切换至主抽口212进行抽汽。 [0038] 所述主抽口212设有若干与各空冷器一一对应连通的主抽抽汽端；即，一个主抽抽汽端对应一列空冷器，并与该列空冷器相连通；每个所述主抽抽汽端上设有控制该主抽抽汽端通断的第二阀门221。 [0039] 各主抽抽汽端相当于是由主抽口212分出的多个分支支路，例如：所述抽汽单元包括若干与空冷器一一对应的主抽支管路22，一个主抽主管路相当于是一个主抽抽汽端；以图2为例，相当于是两列空冷器对应两路主抽支管路22；图3示出的是三列空冷其对应三路主抽支管路22的情形。 [0040] 所述主抽支管路22一端与主抽口212连通，另一端与空冷器连通，具体的，主抽支管路22的另一端与连接管14连通。所述第二阀门221设于主抽支管路22上，用以控制其对应的主抽支管路22的通断。 [0041] 所述起抽口211包括若干与各空冷器一一对应连通的起抽抽汽端，即一个起抽抽汽端对应一个空冷器，并与该空冷器连通；每个起抽抽汽端上设有控制该起抽抽汽端通断的第三阀门231。 [0042] 类似于主抽抽汽端，各起抽抽汽端相当于是由起抽口211分出的多个分支支路，例如：所述抽汽单元包括若干与空冷器一一对应的起抽支管路23，一个起抽支管路23相当于是一个起抽抽汽端；图2示出的是两列空冷器对应两路起抽支管路23的情形；图3示出的是三列空冷器对应三路起抽支管路23的情形。 [0043] 所述起抽支管路23一端与起抽口211连通，另一端与空冷器连通，具体的，起抽支管路23的另一端与连接管14连通。所述第三阀门231设于所述起抽支管路23上，来控制起抽支管路23的通断。 [0044] 充气单元用于向被切列的空冷器中充入保护气；所述充气单元包括提供保护气的气源31，气源31提供的保护气可以是氮气。 [0045] 所述气源31包括若干与各空冷器一一对应连通的用于输出保护气的出气端，即一个出气端对应一个空冷器；这里的出气端可以理解为气源31的输出侧（即输出保护气的输出端）分出多条支路，一条支路构成一个出气端；例如：所述充气单元包括若干与空冷器一一对应的充气支管路32，一个充气支管路32相当于是一个出气端；其中图2示出的是两列空冷器对应两路充气支管路32的情形，图3示出的是三列空冷器对应三路充气支管路32的情形。 [0046] 其中，如图2所示，所述充气支管路32一端气源31的输出侧连通，另一端与空冷器连通，例如，充气支管路32的另一端与蒸汽主管11连通；每个所述出气端均设有控制该出气端通断的第一阀门321，即所述第一阀门321设于充气支管路32上，用以单独控制充气支管路32的通断。 [0047] 充入保护气（例如氮气）时，气源31输出侧输出的保护气经由充气支管路32导入该充气支管路32对应的空冷器的蒸汽主管11内。 [0048] 凝结水排出管路41主要用于排出凝结水管路13中的凝结水，一列空冷器对应设有一个凝结水排出管路41；图2示出了两列空冷器对应两路凝结水排出管路41的情形；图3示出了三列空冷器对应三路凝结水排出管路41的情形。 [0049] 其中，所述凝结水排出管路41一端与空冷器的凝结水管路13连通，另一端构成凝结水排出口，于一些实施例中，如图2和图3所示，所有的凝结水排出管路41的凝结水排出口汇集至同一点，统一排出。 [0050] 为了能够单独控制每个凝结水管路13的通断，在每个凝结水排出管路41上均设有第四阀门411。 [0051] 为了能够在充气时排出空冷器内的水和空气，在每个均凝结水管路13上设有排水阀412，排水阀412设于第四阀门411的上游，即排水阀412设于凝结水管路13与第四阀门411之间位置。 [0052] 值得说明的是，本实施例中的排水阀412主要是用于在切列过程中，来排放被切列的空冷器中的水及空气；主要体现在：在进行切列时，为了不干涉其他未切列的空冷器（即投入使用的空冷器）的凝结水排出，切列的空冷器所对应的第四阀门411是需要关闭的；如此为了保证切列过程中，切列的空冷器中凝结水和空气被排出，可以开启排水阀412，来排空切列空冷器中的凝结水和空气。 [0053] 于一些实施例中，如图2所示，所述气源31的输出侧设有至少一个安全阀33，一般采用两个安全阀33，一个安全阀33作为主阀，另一个安全阀33作为备用阀。两个安全阀33串联在气源31的输出侧。 [0054] 此外，所述充气单元还包括自力式调节阀34，所述自力式调节阀34设于气源31（提供氮气）的输出侧，以使自力式调节阀34下游的气压维持在设定值。具体的，自力式调节阀34位于两安全阀33的上游。 [0055] 自力式调节阀34，一般也称调压阀，主要用于调节自身下游的气压，使之维持在一个设定值范围内，这里的设定值可根据实际需要进行设计，例如，于一些实施例中，该设定值为高于环境气压值30kpa，即设定值相当于是环境气压加上30kpa。 [0056] 本实施例中，气源31是常开的，当被切列的空冷器内由于漏气导致其内部气压值低于设定值后，自力式调节阀34会自动调整，以使气源31向空冷器内补充足够的氮气，直至空冷器内的气压维持在设定值。 [0058] 作为一种具体的实施例，图2展示了采用两列空冷器的情形，为了以示区分，分别将两列空冷器记为A列空冷器、B列空冷器；相应的，图3展示的是采用了三列空冷器的情形，为了以示区分分别记为，A列空冷器、B列空冷器、C列空冷器。 [0059] 实施例2结合图1‑3所示，本实施例在实施例1的基础上进一步提供一种基于实施例1提供空冷凝汽系统的防冻和防锈方法，主要用于对切列的空冷器进行防冻防锈。 [0060] 上述方法主要包括如下步骤：首先，将各列空冷器中，其中至少一列空冷器投入运行记为运行空冷器，其他空冷器记为切列空冷器进行切列处理。 [0061] 所述切列空冷器的切列处理包括如下步骤：S1、关闭切列空冷器对应的蒸汽切断阀111，以切断蒸汽进入切列空冷器中；关闭切列空冷器对应的第二阀门221；切断切列空冷器对应的凝结水管路13； S2、开启切列空冷器对应的第一阀门321；将气源31提供的保护气通入切列空冷器中；并打开切列空冷器的排水阀412；当切列空冷器内的气压达到设定值时，关闭切列空冷器对应的排水阀412，并使切列空冷器内的气压保持在设定值。 [0062] 为了方便理解，以图2为例，在图2中，以A列空冷器投入使用，B列空冷器作为切列空冷器做切列处理为例；值得说明的是，整个切列过程中，A列空冷器都处于运行状态。 [0063] 结合图2所示，B列空冷器的切列处理步骤如下：S1、关闭B列空冷器对应的蒸汽切断阀111，以停止向B列空冷器中输入蒸汽；并关闭B列空冷器的第二阀门221，如此抽汽器21便不再对B列空冷器进行抽汽。并切断B列空冷器对应的凝结水管路13，切断凝结水管路13的方式为：关闭B列空冷器对应的第四阀门411。 [0064] S2、开启B列空冷器对应的第一阀门321，气源31输出的氮气经B列空冷器的第一阀门321通入B列空冷器的蒸汽主管11中，从而进入整个B列空冷器中；同时打开B列空冷器的排水阀412，随着氮气不断输入B列空冷器中，会将存留在B列空冷器中的凝结水和空气经排水阀412排出，从而排空B列空冷器中的凝结水和空气；如此B列空冷器中没有了空气和水，即使在冬季低温环境下，B列空冷器也不易被冻伤和锈蚀。 [0065] 当B列空冷器内的气压值达到设定值时，例如高于环境气压30kpa时，关闭B列空冷器对应的排水阀412；后续在自力式调节阀34的作用下，使得B列空冷器中的气压始终维持在设定值（高于环境气压的），在气压差的作用下，即使B列空冷器中存在泄漏点，外界环境的空气也无法经漏点进入B列空冷器中，以保证B列空冷器不易被冻伤和锈蚀。 [0066] 当B列空冷器需要再次被投运（即投入使用或者说投入运行）时，采用如下步骤进行投运：S3、关闭B列空冷器对应的第一阀门321，以停止向B列空冷器中输入氮气；然后，开启待B列空冷器对应的第三阀门231，使得B列空冷器与起抽口211形成连通，通过抽汽器21的起抽口211对B列空冷器进行抽气，以抽取B列空冷器内的氮气；随着氮气的不断被抽出，B列空冷器内的压力逐渐降低，当B列空冷器内的压力值降低至设定压力值时，将B列空冷器对应的第三阀门231关闭。 [0067] S4、随后关闭抽汽器21的起抽口211，以停止起抽动作；打开B列空冷器对应的第二阀门221，使得主抽口212与空冷器形成连通，通过主抽口212对B列空冷器进行抽汽；随后开启B列空冷器对应的凝结水管路13，具体的，开启B列空冷器对应的第四阀门411，以保证B列空冷器能够通过凝结水管路13正常排出凝结水。 [0068] 最后，开启B列空冷器对应的蒸汽切断阀111，通入蒸汽进行运作，如此B列空冷器开始对蒸汽进行冷凝。 [0069] 本实施例中，每列空冷器相当于设置了两路抽汽管路以分别连接起抽口和主抽口，这样设置的优势在于：在B列空冷器在此投入使用前，由于B列空冷器内的气压是高于大气压的，而A列空冷器内为负压，若设置单根抽汽管路将会导致B列空冷器的压力沿着该抽汽管路传递到A列空冷器，甚至时汽轮机出口处，如此会导致汽轮机跳机；因此本实施例设置两路抽气管路，先将B列内部氮气压力抽到设定压力（例如20kpaA）后再进行投运。 [0070] 应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本申请中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本申请公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。 [0071] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。 [0072] 以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。 |
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