[发明专利]一种凝汽器循环水虹吸作用自保持系统

说明书

技术领域

本发明属于发电设备冷却技术领域，尤其涉及一种电厂凝汽器循环水虹吸作用自保持系统。

背景技术

电厂凝汽器循环水系统是用大量循环水将汽轮机排汽凝结成水，维持规定的凝汽器真空，提高循环发电效率。循环水系统工作正常与否，对电厂经济性影响较大。目前用于电厂的循环水系统进出管道，基本上都采用地下埋管，而凝汽器及其水室在地面以上。尤其是以海水冷却为代表的开式循环水系统，凝汽器通常都高于循环水进出口水面。凝汽器在循环水进出口管道间构成虹吸管，产生虹吸作用，可以有效地降低循环水泵扬程和耗电。在开式循环水水系统实际运行中，由于凝汽器出水室处于负压状态，循环水中溶解和夹带的气体在处于负压（即真空）状态的凝汽器出水室中很容易逸出并聚集在水室上方，不能及时顺利地排出，最终越积越多，出水管内不再充满水，凝汽器的虹吸作用被破坏。如此一来，循环水泵不仅要克服整个循环水系统的管道阻力，还要克服凝汽器高度水柱带来的压力，消耗的电功率明显增加。对于以海水为介质的循环水系统，潮汐的变化也直接影响循环水泵功率的增加。

同时，循环水泵扬程的增加也必然导致流量的下降，汽轮机排汽压力上升，经济性下降。

凝汽器水室中积聚空气的另一个不利影响在于胶球清洗的收球率，进而导致凝汽器管束清洗不彻底，传热性能差，最终也会使机组排汽压力升高、经济性下降。

部分电厂为将凝汽器循环水系统中积聚的气体排出，不得不关小循环水出口管道的阀门以保持循环水系统处于正压状态，但该方法实际上增加了循环水系统的管道阻力损失，直接后果仍然是循环水泵耗电量的增加和循环水流量的减少，最终结果都是全厂经济性下降。

也有部分电厂定期关小循环水管道出口阀门排气，待凝汽器虹吸作用建立后再全开循环水管道出口阀门，以减少阻力损失和循环水泵耗电。但该操作方法存在两个问题，一是无法始终保持凝汽器虹吸作用，且无法监视虹吸作用是否被破坏；二是循环水管道出口阀门容易损坏。

发明人2014年8月27日提交、2014年11月19日公布的发明名称为“一种可自动排气的凝汽器循环水系统”（申请公布号CN 104154774 A）的专利针对同类问题提供了一种基于补水原理的循环水系统。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种可有效排除水室顶部积聚气体的新的凝汽器循环水虹吸作用自保持系统。

用于实现本发明目的的技术方案为，一种凝汽器循环水虹吸作用自保持系统，在水室顶部设有可与外部环境连通的排气管，排气管与外部环境连通的一端设有抽真空装置和阀门，与凝汽器水室相连的一端底部充满水，排气管位于阀门与凝汽器水室之间的管段为真空状态。

进一步的，所述排气管顶部的绝对压力在0kPa至101kPa之间。

进一步的，还包括设于排气管上部的真空表和/或设于排气管下部的水位开关，所测真空信号和/或水位信号用于控制抽真空装置和逆止阀的启动和停止。

进一步的，所述排气管中部被一水封罐替换。

通常情况下，电厂凝汽器循环水虹吸作用自保持系统处于自动排气状态，此时位于排气管11上的抽真空装置12停止、阀门13关闭，集聚在凝汽器出水室6上方的循环水系统中的气体在密度差的作用下，自动进入排气管11内，汇集在排气管11上部，循环水中气体自动排出且不消耗任何能源动力；同时排气管11中的循环水在重力作用下进入凝汽器水室，确保凝汽器水室充满水，保持凝汽器循环水的虹吸作用。由于排气管11内水位高于凝汽器水室的水位，在重力作用下，排气管11内上部气空间始终处于真空状态。实际运行中，循环水系统中一旦产生的气体，自然会集聚在最高处的凝汽器水室的上部，随后立即进入排气管11内，凝汽器循环水虹吸作用不会因出水室聚集气体而遭到破坏，可以自动保持。随着排气管11的气体增多，排气管11中越来越多的水进入凝汽器水室，排气管11内水位下降、真空下降，直至触动水位开关8和/或真空表10发出信号，开启阀门13并启动抽真空装置12，对排气管11内部抽真空。随着排气管11内气体被抽出，凝汽器水室中的循环水进入排气管11，排气管11内水位上升、真空升高，直至触动水位开关8和/或真空表10发出信号，关闭阀门13并停止抽真空装置12，整个系统恢复至自动排气状态。

所述的电厂凝汽器循环水虹吸作用自保持系统，凝汽器水室中气体依靠自身与循环水的密度差，自动向上溢出到排气管11上部气空间，不消耗任何外部能源与动力。在自动排气过程中，阀门12关闭，排气管11与凝汽器水室构成相通的密闭空间。