直流炉无除氧器热力系统[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 210219720 U(45)授权公告日 2020.03.31

(21)申请号 201920679012.X(22)申请日 2019.05.13

(73)专利权人 华润电力（沧州运东）有限公司

地址 061000 河北省沧州市沧县沧东经济

开发区管委会(72)发明人 蒋惠义　张强　张鑫　郑云庆　

陈春顺　梁义生　于福成　冀东　田斌　朱景奎　陈恩海　王珂　(74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限

公司 11227

代理人 李海建(51)Int.Cl.

F22D 1/00(2006.01)F22D 1/50(2006.01)C02F 1/20(2006.01)

权利要求书2页 说明书6页 附图2页

C02F 1/68(2006.01)

(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利

CN 210219720 U()实用新型名称

直流炉无除氧器热力系统(57)摘要

本实用新型公开了一种直流炉无除氧器热力系统，包括：凝结水泵；低压加热器，所述低压加热器与所述凝结水泵的出水口之间通过第一管道连通；给水泵，所述低压加热器与所述给水泵的进水口之间通过第二管道连通；高压加热器，所述给水泵的出水口与所述高压加热器之间通过第三管道连通；省煤器，所述高压加热器与所述省煤器的入口之间通过第四管道连通；加氧装置，所述加氧装置的出氧口与所述第一管道及所述第二管道中至少有一个管道连通；溶氧检测装置，所述溶氧检测装置具有用于检测所述凝结水泵到所述省煤器之间的给水溶氧值的溶氧检测点。本实用新型提供的直流炉无除氧器热力系统，有效提高了给水氧含量的稳定性，并且提高了控制精度。

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1.一种直流炉无除氧器热力系统，其特征在于，包括：凝结水泵(1)；低压加热器(2)，所述低压加热器(2)与所述凝结水泵(1)的出水口之间通过第一管道(12)连通；

给水泵(3)，所述低压加热器(2)与所述给水泵(3)的进水口之间通过第二管道(23)连通；

高压加热器(4)，所述给水泵(3)的出水口与所述高压加热器(4)之间通过第三管道(34)连通；

省煤器(5)，所述高压加热器(4)与所述省煤器(5)的入口之间通过第四管道(45)连通；加氧装置，所述加氧装置的出氧口(a)与所述第一管道(12)及所述第二管道(23)中至少有一个管道连通；

溶氧检测装置，所述溶氧检测装置的溶氧检测点位于所述凝结水泵(1)与所述省煤器(5)之间。

2.如权利要求1所述的直流炉无除氧器热力系统，其特征在于，所述加氧装置的出氧口(a)为多个；

一部分所述出氧口(a)与所述第一管道(12)连通，另一部分所述出氧口(a)与所述第二管道(23)连通。

3.如权利要求1所述的直流炉无除氧器热力系统，其特征在于，所述溶氧检测点包括：设置于所述第四管道(45)上，用于检测所述省煤器(5)的入口溶氧值的第一溶氧检测点(b1)；

和/或，设置于所述第一管道(12)上，用于检测所述凝结水泵(1)的出口溶氧值的第二溶氧检测点(b2)；

和/或，设置于所述第二管道(23)上，用于检测所述给水泵(3)的入口溶氧值的第三溶氧检测点(b3)。

4.如权利要求1所述的直流炉无除氧器热力系统，其特征在于，所述加氧装置的出氧口(a)与所述第一管道(12)连通；

所述溶氧检测装置还包括设置于所述第一管道(12)上的第二溶氧检测点(b2)；

所述第二溶氧检测点(b2)位于与所述第一管道(12)连通的所述出氧口(a)与所述凝结水泵(1)之间。

5.如权利要求1所述的直流炉无除氧器热力系统，其特征在于，所述加氧装置的出氧口(a)与所述第二管道(23)连通；

所述溶氧检测装置还包括设置于所述第二管道(23)上的第三溶氧检测点(b3)；

所述第三溶氧检测点(b3)位于与所述第二管道(23)连通的所述出氧口(a)与所述给水泵(3)之间。

6.如权利要求1-5任一项所述的直流炉无除氧器热力系统，其特征在于，所述加氧装置包括：

氧气罐(a1)；

与所述氧气罐(a1)的出氧口连通的输氧管，所述输氧管的输出端为所述出氧口(a)；设置于所述输氧管上的开关阀(a2)。

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7.如权利要求6所述的直流炉无除氧器热力系统，其特征在于，所述开关阀(a2)为电动阀；

所述加氧装置还包括用于控制所述电动阀开启及关闭的电控箱(a3)。8.如权利要求6所述的直流炉无除氧器热力系统，其特征在于，所述加氧装置的出氧口(a)为两个；所述输氧管的数量为两个，两个所述输氧管的所述出氧口(a)分别与所述第一管道(12)及所述第二管道(23)连通；和/或，所述氧气罐(a1)的数量为多个，多个所述氧气罐(a1)的出氧口均连通于所述输氧管上。

9.如权利要求1所述的直流炉无除氧器热力系统，其特征在于，所述直流炉无除氧器热力系统为超临界直流炉无除氧器热力系统或超超临界直流炉无除氧器热力系统。

10.如权利要求1-5任一项所述的直流炉无除氧器热力系统，其特征在于，还包括凝汽器，所述凝汽器具有除氧装置。

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直流炉无除氧器热力系统

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技术领域

[0001]本实用新型涉及发电机设备技术领域，特别涉及一种直流炉无除氧器热力系统。背景技术

[0002]随着我国电力建设的发展，新建机组多为具有循环热效率高且发电煤耗低、节能及环保等诸多优势的高参数、大容量的超(超)临界机组。[0003]尤其是超临界机组或超超临界机组的直流炉，其温度条件比常规亚临界机组高许多。直流炉(又称直流锅炉)对水质的要求有以下特点：与汽包炉相比，对直流锅炉给水水质要求相对较高；在生产蒸汽过程中不允许炉水浓缩；必须配备凝结水精处理设备。即，做好水处理和水质控制工作是运行好超临界机组的重要一环，而对于超超临界机组，由于压力和温度进一步提高，要求更高。其给水处理方式对机组的安全经济运行有着极其重要的意义。

[0004]直流炉无除氧器热力系统合理地简化机组的热力系统。在直流炉无除氧器热力系统中，当水中电解质浓度非常小(水的电导率为0.1uΩ/cm)且保持中性工况时，溶解氧就不再对钢铁有腐蚀性，相反溶解氧能促使钢铁表面形成保护膜，从而抑制氧腐蚀。为了促使保护膜的形成，在水质保持高纯度且呈中性的条件下，向水中添加适量的气态氧或过氧化氢，适当提高给水中的氧含量，防腐效果会更好，从而有效控制锅炉给水的含铁量和抑制省煤器入口管道和高压加热器的流动加速腐蚀，降低锅炉水冷壁管氧化铁的沉积速率，延长锅炉化学清洗周期。[0005]因此，如何提高给水氧含量的稳定性及控制精度，是本技术领域人员亟待解决的问题。

实用新型内容

[0006]有鉴于此，本实用新型提供了一种直流炉无除氧器热力系统，以提高给水氧含量的稳定性及控制精度。[0007]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：[0008]一种直流炉无除氧器热力系统，包括：[0009]凝结水泵；[0010]低压加热器，所述低压加热器与所述凝结水泵的出水口之间通过第一管道连通；[0011]给水泵，所述低压加热器与所述给水泵的进水口之间通过第二管道连通；[0012]高压加热器，所述给水泵的出水口与所述高压加热器之间通过第三管道连通；[0013]省煤器，所述高压加热器与所述省煤器的入口之间通过第四管道连通；[0014]加氧装置，所述加氧装置的出氧口与所述第一管道及所述第二管道中至少有一个管道连通；

[0015]溶氧检测装置，所述溶氧检测装置的溶氧检测点位于所述凝结水泵与所述省煤器之间。

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优选地，上述直流炉无除氧器热力系统中，所述加氧装置的出氧口为多个；一部分所述出氧口与所述第一管道连通，另一部分所述出氧口与所述第二管道连

通。

优选地，上述直流炉无除氧器热力系统中，所述溶氧检测点包括：

[0019]设置于所述第四管道上，用于检测所述省煤器的入口溶氧值的第一溶氧检测点；[0020]和/或，设置于所述第一管道上，用于检测所述凝结水泵的出口溶氧值的第二溶氧检测点；[0021]和/或，设置于所述第二管道上，用于检测所述给水泵的入口溶氧值的第三溶氧检测点。

[0022]优选地，上述直流炉无除氧器热力系统中，所述加氧装置的出氧口与所述第一管道连通；

[0023]所述溶氧检测装置还包括设置于所述第一管道上的第二溶氧检测点；

[0024]所述第二溶氧检测点位于与所述第一管道连通的所述出氧口与所述凝结水泵之间。

[0025]优选地，上述直流炉无除氧器热力系统中，所述加氧装置的出氧口与所述第二管道连通；

[0026]所述溶氧检测装置还包括设置于所述第二管道上的第三溶氧检测点；

[0027]所述第三溶氧检测点位于与所述第二管道连通的所述出氧口与所述给水泵之间。[0028]优选地，上述直流炉无除氧器热力系统中，所述加氧装置包括：[0029]氧气罐；

[0030]与所述氧气罐的出氧口连通的输氧管，所述输氧管的输出端为所述出氧口；[0031]设置于所述输氧管上的开关阀。[0032]优选地，上述直流炉无除氧器热力系统中，所述开关阀为电动阀；[0033]所述加氧装置还包括用于控制所述电动阀开启及关闭的电控箱。[0034]优选地，上述直流炉无除氧器热力系统中，所述加氧装置的出氧口为两个；[0035]所述输氧管的数量为两个，两个所述输氧管的所述出氧口分别与所述第一管道及所述第二管道连通。[0036]优选地，上述直流炉无除氧器热力系统中，所述氧气罐的数量为多个，多个所述氧气罐的出氧口均连通于所述输氧管上。[0037]优选地，上述直流炉无除氧器热力系统中，所述直流炉无除氧器热力系统为超临界直流炉无除氧器热力系统或超超临界直流炉无除氧器热力系统。[0038]优选地，上述直流炉无除氧器热力系统中，还包括凝汽器，所述凝汽器具有除氧装置。

[0039]从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的直流炉无除氧器热力系统，在直流炉无除氧器热力系统的启动初期，进行除氧操作。在直流炉无除氧器热力系统运行稳定且水质情况趋于稳定状态后，进行加氧操作。在加氧操作过程中，根据溶氧检测点检测给水溶氧值，其中，该给水溶氧值可以为补充氧气后的溶氧值，也可以为补充氧气前的溶氧值。根据凝结水泵输送的凝结水流量作为主馈，采用加氧装置的出氧口向第一管道及第二管道中至少有一个管道进行氧气加入。其中，加氧装置的出氧口与第一管道连通并供氧时，实现

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凝结水溶氧操作，加氧装置的出氧口与连通并供氧时，实现给水溶氧操作。通过对加入氧气的精确控制，使给水泵的入口溶氧维持在较低值(可以为5-15ppb)，以证明钝化保护操作过程中所需的氧量充足，以便于有效提高了给水氧含量的稳定性，并且提高了控制精度。附图说明

[0040]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0041]图1为本实用新型实施例提供的直流炉无除氧器热力系统的局部结构示意图；[0042]图2为本实用新型实施例提供的加氧装置的结构示意图；

[0043]图3为本实用新型实施例提供的直流炉无除氧器热力系统的氧量控制方法的流程示意图。

具体实施方式

[0044]本实用新型公开了一种直流炉无除氧器热力系统，以提高给水氧含量的稳定性及控制精度。

[0045]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。[0046]请参考图1，本实用新型实施例提供了一种直流炉无除氧器热力系统，包括：凝结水泵1、低压加热器2、给水泵3、高压加热器4、省煤器5、加氧装置及溶氧检测装置。其中，低压加热器2与凝结水泵1的出水口之间通过第一管道12连通；低压加热器2与给水泵3的进水口之间通过第二管道23连通；给水泵3的出水口与高压加热器4之间通过第三管道34连通；高压加热器4与省煤器5的入口之间通过第四管道45连通。加氧装置的出氧口a与第一管道12及第二管道23中至少有一个管道连通。溶氧检测装置的溶氧检测点位于凝结水泵1与省煤器5之间。本实用新型实施例提供的直流炉无除氧器热力系统，在直流炉无除氧器热力系统的启动初期，进行除氧操作。在直流炉无除氧器热力系统运行稳定且水质情况趋于稳定状态后，进行加氧操作。在加氧操作过程中，根据溶氧检测点检测给水溶氧值，其中，该给水溶氧值可以为补充氧气后的溶氧值，也可以为补充氧气前的溶氧值。根据凝结水泵1 输送的凝结水流量作为主馈，采用加氧装置的出氧口a向第一管道12及第二管道23中至少有一个管道进行氧气加入。其中，加氧装置的出氧口a与第一管道12连通并供氧时，实现凝结水溶氧操作，加氧装置的出氧口a与连通并供氧时，实现给水溶氧操作。通过对加入氧气的精确控制，使给水泵3的入口溶氧维持在较低值(可以为5-15ppb)，以证明钝化保护操作过程中所需的氧量充足，以便于有效提高了给水氧含量的稳定性，并且提高了控制精度。[0047]本实施例中，在直流炉无除氧器热力系统启动初期，给水处理除去氧气；在机组运行一段时间(半年)以后，水质情况趋于稳定状态，给水DD及ph值一直在控制标准范围内，需要停止除氧操作，进行添加氧气的操作。

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对于直流炉无除氧器热力系统，由凝结水泵1的出水口流出的凝结水中的氧气在

长距离输送过程中始终无法排掉，一直输送到省煤器5，它的波动会直接影响到给水系统；而凝结水泵1到低压加热器2之间的管道同样需要供氧钝化，所以，凝结水溶氧值与给水溶氧值一样，均需要精确控制。因此，加氧装置的出氧口a为多个；一部分出氧口a与第一管道12连通，另一部分出氧口a与第二管道23连通。本实施例中，加氧装置的出氧口a为两个且分别与第一管道12及第二管道23连通。即，采用两点分段式加氧的方式，精确控制凝结水溶氧操作与给水溶氧操作，确保了低压加热器2与凝结水泵1 之间的给水的含氧量的稳定性，也确保了低压加热器2与给水泵3之间的给水的含氧量的稳定性。进一步提高了控制精度，也可以进一步提高给水氧含量的稳定性。[0049]传统有除氧器加氧的热力系统，凝结水溶氧一般控制目标为30-80ppb。由于本实用新型实施例提供的直流炉无除氧器热力系统没有除氧器，不能通过排气门排掉多余的氧，因此，本实用新型实施例提供的直流炉无除氧器热力系统需要根据凝结水基底氧量情况，采用凝结水流量作为主馈，精确适量的加入一定的氧气，使给水泵入口溶氧维持在较低值(5-15ppb)，以证明凝结水系统钝化保护所需的氧量充足。并且，也避免了氧气过多而无法排出的操作。

[0050]精确控制了凝结水溶氧操纵，也可以进一步保证给水溶氧操作的顺利进行。并且，采用两点分段式加氧(凝结水溶氧及给水溶氧)的方式，可以降低对直流炉无除氧器热力系统的凝汽器中除氧装置的除氧效率的依赖性，根据凝结水基底氧量，通过两个变量的联合控制，可以建立较为精准的数学模型，更有效的控制好省煤器5入口溶氧量。当然，也可以仅使加氧装置的出氧口a与第一管道12连通；或，仅使加氧装置的出氧口a与第二管道23连通[0051]本实施例中，溶氧检测点包括第一溶氧检测点b1、第二溶氧检测点b2及第三溶氧检测点b3。第一溶氧检测点b1设置于第四管道45上，用于检测省煤器5的入口溶氧值。第二溶氧检测点b2设置于第一管道12上，用于检测凝结水泵1的出口溶氧值；第三溶氧检测点b3设置于第二管道23上，用于检测给水泵3的入口溶氧值。[0052]传统的有除氧器加氧机组，凝结水溶氧值一般控制目标为30-80ppb，没有了除氧器，不能通过排气门排掉多余的氧，因此，不同于传统的控制方案，直流炉无除氧器热力系统需要根据凝结水基底氧量情况，采用凝结水流量作为主馈，精确适量的加入一定的氧气，使给水泵3的入口溶氧值维持在较低值(5-15ppb)，以证明凝结水系统钝化保护所需的氧量充足。因此，通过第二溶氧检测点b2检测凝结水泵1的出口溶氧值，进而得到凝结水基底氧量。

[0053]也可以仅设置第一溶氧检测点b1及第三溶氧检测点b3，或者仅设置第一溶氧检测点b1或第三溶氧检测点b3。[00]本实施例中，加氧装置的出氧口a与第一管道12连通；溶氧检测装置还包括设置于第一管道12上的第二溶氧检测点b2；其中，第二溶氧检测点b2 用于检测凝结水泵1的出口溶氧值。第二溶氧检测点b2位于与第一管道12 连通的出氧口a与凝结水泵1之间。即，直接检测补充氧气前的凝结水泵1 的出口溶氧值，以便于根据需求氧量与实际氧量的差值控制加氧装置的出氧口a向第一管道12输送的氧量。[0055]并且，本实施例中，加氧装置的出氧口a与第二管道23连通；溶氧检测装置还包括设置于第二管道23上的第三溶氧检测点b3；第三溶氧检测点b3 用于检测给水泵3的入口溶

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氧值。第三溶氧检测点b3位于与第二管道23连通的出氧口a与给水泵3之间。即，直接检测补充氧气前向给水泵3流动的水的溶氧值，以便于根据需求氧量与实际氧量的差值控制加氧装置的出氧口a 向第二管道23输送的氧量。[0056]如图2所示，加氧装置包括：氧气罐a1；与氧气罐a1的出氧口连通的输氧管，输氧管的输出端为出氧口a；设置于输氧管上的开关阀a2。通过上述设置，方便根据开关阀a2的开启及关闭进行加氧操作。

[0057]出于提高自动化控制的考虑，开关阀a2为电动阀；加氧装置还包括用于控制电动阀开启及关闭的电控箱a3。[0058]本实施例中，加氧装置的出氧口a为两个；输氧管的数量为两个，两个输氧管的出氧口a分别与第一管道12及第二管道23连通。通过上述设置，方便了两个出氧口a分别对第一管道12及第二管道23输送氧气的供氧量调接，避免相互影响。[0059]为了方便维修维护，氧气罐a1的数量为多个，多个氧气罐a1的出氧口均连通于输氧管上。通过上述设置，也可以进一步确保供氧量的充足。[0060]如图2所示，本实施例中的输氧管有两个，全部氧气罐a1的出氧口均与两个输氧管连通。也可以将多个氧气罐a1分成两组，其出氧口分别对应两个输氧管连通。[0061]本实施例中，直流炉无除氧器热力系统为超临界直流炉无除氧器热力系统或超超临界直流炉无除氧器热力系统。当然，也可以适用于其他直流炉无除氧器热力系统，在此不再具体说明。

[0062]本实施例提供的直流炉无除氧器热力系统中，还包括凝汽器，凝汽器具有除氧装置。因此，在启动初期，通过凝汽器的除氧装置进行除氧操作。当然，也可以在给水中添加除氧剂(如联安药剂)进行除氧。在本实施例中，通过直流炉无除氧器热力系统的凝汽器的除氧装置除去大部分氧气，再通过给水添加除氧剂去除给水中的残留氧气。通过上述设置，有效地确保了在启动初期的有效除氧操作。[0063]如图3所示，本实用新型还提供了一种直流炉无除氧器热力系统的氧量控制方法，包括：

[00]S1：直流炉无除氧器热力系统的启动初期，进行给水除氧操作，所述给水除氧操作包括通过所述直流炉无除氧器热力系统的凝汽器的除氧装置除氧和/或给水添加除氧剂进行除氧；[0065]即，在启动初期，给水处理采用挥发性处理(AVT)工况，对给水进行除氧操作。[0066]S2：在直流炉无除氧器热力系统运行稳定且水质情况趋于稳定状态后，停止除氧操作。

[0067]其中，具体判断直流炉无除氧器热力系统运行稳定的依据可以为直流炉无除氧器热力系统运行的时间，如，直流炉无除氧器热力系统运行半年以后。而水质情况趋于稳定状态可以为给水DD(导电率)及给水ph值控制在标准范围内。[0068]S3：检测溶氧值并进行给水加氧操作，给水加氧操作包括凝结水溶氧和/ 或给水溶氧的加氧操作，依据溶氧值控制凝结水溶氧及给水溶氧的加氧量。[0069]本实用新型实施例提供的直流炉无除氧器热力系统，在直流炉无除氧器热力系统的启动初期，进行除氧操作；而在直流炉无除氧器热力系统运行稳定且水质情况趋于稳定状态后，进行加氧操作。此时，提高给水中的氧含量，可以使得防腐效果提高。在给水氧含量

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的控制过程中，根据溶氧检测点检测给水溶氧值，其中，该给水溶氧值可以为补充氧气后的溶氧值，也可以为补充氧气前的溶氧值。通过对加入氧气的精确控制，以证明钝化保护操作过程中所需的氧量充足，以便于有效提高了给水氧含量的稳定性，并且提高了控制精度。[0070]优选地，上述直流炉无除氧器热力系统的氧量控制方法中，步骤S1中，进行除氧操作的具体操作为：通过直流炉无除氧器热力系统的凝汽器的除氧装置除去大部分氧气，再通过给水添加除氧剂去除给水中的残留氧气。

[0071]也可以仅通过直流炉无除氧器热力系统的凝汽器的除氧装置进行除氧操作。或者，仅通过给水添加除氧剂去除给水中的氧气，完成除氧操作。[0072]本实施例中，上述直流炉无除氧器热力系统的氧量控制方法中，除氧剂为联安药剂。也可以采用其他除氧剂，在此不再详细说明且均在保护范围之内。[0073]上述直流炉无除氧器热力系统的氧量控制方法中，步骤S3中，给水加氧操作包括凝结水溶氧及给水溶氧的加氧操作；

[0074]凝结水溶氧为对直流炉无除氧器热力系统的低压加热器2与直流炉无除氧器热力系统的凝结水泵1之间进行加氧操作。

[0075]给水溶氧为对直流炉无除氧器热力系统的低压加热器2与直流炉无除氧器热力系统的给水泵3之间进行加氧操作。

[0076]通过采用两点分段式加氧的方式，精确控制凝结水溶氧操作与给水溶氧操作，确保了低压加热器2与凝结水泵1之间的给水的含氧量的稳定性，也确保了低压加热器2与给水泵3之间的给水的含氧量的稳定性。进一步提高了控制精度，也可以进一步提高给水氧含量的稳定性。

[0077]更进一步地，步骤S3中，还包括检测溶氧值的操作；溶氧值包括：检测直流炉无除氧器热力系统的省煤器5的入口溶氧值；和/或，检测直流炉无除氧器热力系统的凝结水泵1的出口溶氧值；和/或，检测直流炉无除氧器热力系统的给水泵3的入口溶氧值。[0078]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。[0079]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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图1

图2

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