專利名稱：用于熱管凝汽器的整體除氣器的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于產生蒸汽的鍋爐給水的除氣技術領域，特別涉及一用于熱管凝汽器的整體除氣器。
除氣器是發電廠蘭金(Rankine)熱力蒸汽循環冷凝水存儲系統的一部分。通常將除氣器設置在凝汽器設備的下游，并且按慣例，它們是與電廠蒸汽冷凝和存儲系統連接的獨立組件。
除氣器用于鍋爐給水的除氣，如此可減少設備的腐蝕。除氣器也可用來對給水進行回熱加熱，從而提高電廠的熱循環效率。
一般在真空壓力下運行的凝汽器是除氣的第一階段，在那里，不可冷凝的氣體從冷凝蒸汽中分離出來，并且繼續從系統中被清除出去。然而，在凝汽器中液體任何程度的過冷卻，都會導致一些氣體不再溶解于液體。除氣器設計用來盡可能地除去這些不溶解的氣體。通過除氣器處理后仍留在液體中的不溶解氣體由一鍋爐水化學處理系統來除去。
通過將過冷卻的冷凝水加熱到接近飽和點來運行除氣器，在那里液體中氣體的溶解度達到零。在加熱后或加熱中，通過托盤或噴射器機械地攪動液體，從而除去氣體。為了能有效地機械攪動，蒸汽/液體接觸表面的面積必須足夠大以便設置一供氣體逸出的裝置。
除氣器最重要的益處是消除了傳統凝汽器，特別是空氣-冷卻真空凝汽器中發生的過冷卻的冷水，過冷卻的冷凝水是不可避免的，這是因為在用于一空氣-冷卻凝汽器冷凝的數以千計的細小管內存在一蒸汽壓力落差。該壓力落差降低了冷凝水的飽和溫度和壓力。從而，冷凝水溫度差低于最初的蒸汽飽和溫度。
可以在美國專利No.5,203,286中發現除氣器的例子，它說明了一在蒸汽入口和給水存儲柜中間具有兩根柱管的凝汽器。布置兩根柱管使穿過的蒸汽和水產生一反向流動，以便除氣。除氣器是一獨立的系統，并且并不如本發明那樣，與向真空凝汽器提供蒸汽的管形成一體。
美國專利No.5,405,435公開了一種利用重力來幫助系統內循環的除氣器設備。水進入設備洗氣部分的上部，并通過它進入具有被監視水位的下部，而蒸汽穿過下部到達上部，從系統中排出。除氣器不需要一傳送泵來實現水的除氣，并且不與蒸汽管道結合成整體。
由于不同的運行壓力，傳統的凝汽器系統需要一與熱交換設備分離的除氣器/冷凝水箱。傳統的設計具有一高架主蒸汽管道，數以千計的凝汽管、下排水罐和水支管封，這引起一些壓力落差，而要求將主蒸汽管道與冷凝水隔離。用管道將冷凝水傳送到一獨立的罐和除氣器中進行除氣是在這些設計中所使用的一簡單的方法。但是，這個方法與根據本發明把除氣器與冷凝系統蒸汽管道結合成整體相比，成本更大。
本發明的一個目的是提供一用于熱管凝汽器的、不論在成本還是空間利用方面都經濟節約的整體除氣器。
因此，提供一與熱管凝汽器結合成一體的除氣器，它將整個冷凝系統的成本降低至少3％，并且不需要一個單獨的冷凝水箱。
本發明的除氣器是一與熱管凝汽器一起使用的整體除氣器。沿著主蒸汽管道的長度，使用幾個整體除氣器將多根熱管蒸汽管道連接到主蒸汽管道上。
每個整體除氣器都有一豎管，它從主蒸汽管道垂直延伸并終止于豎管罩內。一熱管凝汽器蒸汽管道基本上沿垂直于主蒸汽管道的縱向軸線和豎管的垂直軸線方向延伸。熱管凝汽器蒸汽管道具有一靠近熱管凝汽器蒸汽管道豎管壁的排水器。一堰堵住了熱管凝汽器蒸汽管道的下部，使之不能直接與豎管內部連通。
蒸汽冷凝水必須經過每個凝汽器蒸汽管道的排水口而到達一完全在豎管內的、位于主蒸汽管道和熱管凝汽器蒸汽管道之間的分配支管。冷凝蒸汽通過噴射管噴射，噴射管在分配支管內在一可選擇的位于主蒸汽管道上方的冷凝器托盤上方。通向給水泵的排水器設置在主蒸汽管道的下部。
本發明所具有的不同的新穎特性將在所附的、作為本專利公開說明之一部分的權利要求中具體指出。為了更好地理解本發明、理解它的運行優點及使用它所達到的具體目的，將結合參考附圖對本發明的較佳實施例進行說明。


圖1是本發明除氣器的側剖視圖；圖2是沿圖1中線2-2剖切的俯視剖視圖。
現在參閱附圖，其中相同的標號用來說明相同或相似的部件，在圖1中本發明整體除氣器，總的表示為10，將從汽輪機出口(圖中未示)延伸出來的主蒸汽管道40與一根或多根熱管凝汽器管道30連接。在主蒸汽管道40的下端，一排水器20具有一通向鍋爐給水泵25的通道。
主蒸汽管道40相對于一根或多根熱管凝汽器管道30中的每一根垂直定向，并朝著排水器20稍稍向下傾斜。
每個熱管凝汽器管道30的類型是這樣的，它收集來自包含在熱管凝汽器管道30其他部分內的許多熱管(圖中未示)下端的冷凝水。熱管凝汽器管道30朝著整體除氣器10稍稍向下傾斜。
整體除氣器10具有一圓柱形豎管60，豎管的一端與主蒸汽管道40上側連接，而另一端由豎管罩65封閉。一堰50位于熱管凝汽器管道30和豎管60側面間的連接處。相鄰堰50，在熱管凝汽器管道30內，排水管70在管道30的底部被連接。
通過豎管60，排水管70附著于分配支管80。支管80水平地位于豎管60內，并高于主蒸汽管道40但低于堰50。許多具有排氣開口110的分配管90垂直于支管80水平延伸。一托盤120可以位于支管80、管90與主蒸汽管道40之間。托盤120提供附加的表面積，以使在主蒸汽管道40內流動向上通過托盤120的蒸汽與在其上提供的冷凝液體100緊密接觸，從而有利地構成V形結構或者包含填充材料或成分(球體等)。
在運行中，真空蒸汽從電廠蒸汽汽輪機(圖中未示)中流向主蒸汽管道40，然后向上流動通過豎管60。將收集在熱管凝汽器管道30內的冷凝液體100排向豎管60和堰50。在豎管60和熱管凝汽器管道30間的連接處通過堰50防止冷凝液體100進入豎管60。代之以，液體必須通過排水管70流到分配支管80和分配管90，在那里通過排放開口110，噴射在托盤120上。
如上所述，液體向下流動，與高速向上流動的真空蒸汽相反。選擇蒸汽豎管60的面積和真空蒸汽的速度，以提供蒸汽和液體流動的紊流混合，但又防止大量的液體100被向上攜帶或淹沒托盤120。紊流混合使液體蒸汽從排放開口110開始成為液滴。這為液滴的加熱和除氣都提供了一大液體/蒸汽面積。把從液體中除去的氣體沖進熱管凝汽器管道30，再到凝汽器的空氣去除系統(圖中未示)。
可以將一個或多個托盤20設置在分配支管80和管90的下方，以增強液體100的加熱和除氣。托盤120可以是逆向流動、盤形-和-環形、交叉流動的托盤或其他已知類型的托盤，或用來除氣的填充料(球體，材料等)的設計。另外，液體100可以不必噴射，但是可代之以僅被傳送到托盤120，用來有效地加熱和除氣。
然后，已除氣的冷凝水排進主蒸汽管道40，再流向排水器20和給水供應泵25。主蒸汽管道40有效地取代了一傳統冷凝器中使用的單獨的冷凝水箱。因此，主蒸汽管道40偏置在任何蒸汽輪機的下方，以防止冷凝水流入汽輪機(圖中未示)，另外，已知的任何類型高和低冷凝水水平監視器都可以包括在蒸汽管道40內用來監視在那里的液體100的水平。
在一大型電廠中，可以使用幾個熱管凝汽器管道30和除氣器10，一個除氣器10將一個熱管凝汽器管道30與主蒸汽管道40連接。在這種情況下，可以在主蒸汽管道40內的任何合適的位置上，設置單個排水器20。
本發明的優點包括它運行的無源性，無需運動部件，因此可減少成本和維護費用。另外，堰50和排水管70產生一靜壓頭，它能克服在每根分配管90和排放開口110處受到的壓力損失。
可選擇將排放開口110向上或側面定向，以使液體100產生一交叉流動，這取決于在豎管60內的運行狀況和所要求的除氣構造。排放開口110可以是在分配管90內鉆的普通孔，或者是固定在分配管90上的傳統噴嘴。如果空間允許，可變通地將排水管70設置在豎管60內。
雖然已通過詳細地示出和描述本發明的一個具體實施例說明了本發明原理的應用，但是可以理解，本發明也可能體現在不超出這個原理的其他例子中。
權利要求
1.一用于熱管凝汽器的整體除氣器，包括一大體縱向定向、具有頂部和底部的主蒸汽管道；一大體縱向定向、具有一一端開口豎管的熱管凝汽器管道；一連接主蒸汽管道和熱管凝汽器管道的豎管，豎管在它的開口處和主蒸汽管道的頂部連接；一堰位于豎管的開口處；排放裝置，用來將一冷凝水從熱管凝汽器管道內排出；以及，與排放裝置連接的分配裝置，用來分配豎管內的冷凝水。
2.如權利要求1所述的一整體除氣器，還包括至少一與主蒸汽管道連接的排水器，用來排放冷凝水。
3.如權利要求2所述的一整體除氣器，還包括用來向主蒸汽管道提供蒸汽的蒸汽裝置。
4.如權利要求1所述的一整體除氣器，其特征在于，分配裝置包括一與所述排放裝置連接的分配頭和多個分配管，每根分配管都具有多個與所述分配頭連接的開口。
5.如權利要求4所述的一整體除氣器，其特征在于，多個開口都是向下定向的。
6.如權利要求4所述的一整體除氣器，其特征在于，多個開口都是向上定向的。
7.如權利要求6所述的一整體除氣器，其特征在于，多個開口還包括噴嘴。
8.如權利要求4所述的一整體除氣器，其特征在于，分配裝置還包括位于豎管內、在分配管下方的逆向流動、盤形-和-環形、或交叉流動托盤中的一個。
9.如權利要求3所述的一整體除氣器，還包括位于豎管內，在分配裝置下方的逆流、圓盤-和-環形物、或交叉流動托盤中的一個。
10.如權利要求3所述的一整體除氣器，還包括含有填充成份或用來提供附加表面面積之材料中的一種托盤裝置，用以促進蒸汽與冷凝水間的緊密接觸。
11.如權利要求1所述的一整體除氣器，其特征在于，排放裝置和堰都設置在豎管內。
12.如權利要求3所述的一整體除氣器，其特征在于，熱管凝汽器管道是朝著豎管稍稍向下傾斜的。
全文摘要
一用于熱管凝汽器的整體除氣器具有一由豎管與熱管凝汽器管道連接的主蒸汽管道。熱管冷凝器管道朝著豎管稍向下傾斜,并且一堰設置在豎管和熱管冷凝器管道間的連接處,以防止冷凝水直接排入豎管。熱管凝汽器管道具有一排放管用來將熱管凝汽器管道內的冷凝水排放到分配豎管內冷凝水的分配頭。向主蒸汽管道提供蒸汽以在熱管凝汽器內冷凝,蒸汽穿過時并對冷凝水加熱和除氣。至少一排水器與主蒸汽管道底部連接,用來排放已除氣的冷凝水。
文檔編號F28B9/00GK1186944SQ9711937
公開日1998年7月8日 申請日期1997年9月30日 優先權日1997年9月30日
發明者托馬斯W·施特羅克, 弗雷德G·拉塞爾 申請人:赫德遜產品有限公司