一种节能汽轮发电装置的制作方法

1.本发明涉及一种汽轮发电系统，特别涉及一种汽轮发电系统的汽水装置。


背景技术：

2.现有的凝汽式火力发电系统都是基于郎肯循环原理，其动力汽水系统包括锅炉、过热器、汽轮机、凝汽器、凝结水泵、低温加热器、给水泵。该动力汽水系统的工作原理是：水在锅炉中被加热成蒸汽，首先进入过热器变为高温高压的蒸汽，再进入汽轮机推动汽轮机的叶片做功发电，接着离开汽轮机变为乏汽，然后进入凝汽器，在凝汽器内，乏汽经过冷却水冷却后，凝结成凝结水，凝结水离开凝汽器后，经凝结水泵进入低温加热器预热，紧跟着经给水泵加压，最后又进入锅炉加热成蒸汽，这样周而复始不断地循环。在这种循环中，一方面要通过消耗燃料，将水变为高温高压的蒸汽，从而提高汽轮机的进口压力；另一方面，又要用冷却水带走乏汽的大量热能，将乏汽变为冷凝水，降低其温度，从而减小汽轮机的出口压力。这种发电系统的缺点是：冷却水携带的大量热能难以再利用，直接排放既浪费能源，又污染环境，而且释放这些热能非常困难，直接影响汽轮机效率的提高。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供一种节能汽轮发电装置，它能提取冷却水中的热能并将其搬运到凝结水中用于发电，从而提高发电效率，减少环境污染，节约能源。
4.为了解决上述存在的技术问题，本发明采用下述技术方案：一种节能汽轮发电装置，包括汽水系统由汽轮机、凝汽器、循环水泵、凝结水泵、低温加热器、给水泵、锅炉和过热器组成，所述低温加热器为热泵，所述热泵由蒸发器、压缩机、节流阀、冷凝器组成，所述凝汽器凝结水通道出口、所述凝结水泵、所述热泵冷凝器的凝结水通道、所述给水泵依次连接，在所述热泵蒸发器与所述凝汽器冷却水通道之间设置有热交换装置。
5.本发明还可以：所述热泵既可以是空气源热泵也可以为水源热泵。所述热交换装置既可以选用空气为传热介质，也可以选用水作为传热介质。所述热交换装置可以由所述循环水泵、所述凝汽器冷却水通道、所述水源热泵蒸发器以及冷却水组成，所述循环水泵、所述凝汽器冷却水通道、所述水源热泵蒸发器的循环水通道、所述循环水泵依次连接成闭合回路，所述冷却水密封在所述的闭合回路中。在所述水源热泵蒸发器的循环水通道两端还可以并联有空冷塔。所述水源热泵的功率与所述水源热泵工作介质的工作温度相适配，所述水源热泵有足够的能力搬走冷却水中的热量，控制冷却水的温度，从而保证水源热泵在允许的工作温度范围内工作。当单台水源热泵的功率无法满足实际需要的问题时，可以采用多台水源热泵并联使用，即：所述水源热泵由两套以上分水源热泵组成，所述两套以上分水源热泵的连接方式为并联连接。
6.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
⑴
热泵提取冷却水中携带的热能并送给凝结水用于发电，节能；
⑵
减少冷却水对环境排放的热能，保护环境；
⑶
热泵的功率与热泵工作介质的工作温度相适配，也就是说热泵有足够的能力把冷却水的热能搬走，控制温度，
从而保证热泵在允许的温度范围内工作；
⑷
从乏汽中搬走热能，可以降低汽轮机出口乏汽的饱和温度和压力，加大汽轮机的压力差，从而提高汽轮发电机组的效率。
附图说明
7.下面结合附图对本发明作进一步的描述。
8.图1为水源热泵汽水系统原理图；
9.图2为水源热泵与空冷塔并联的汽水系统原理图。
10.图中：乏汽1 凝汽器2 冷却水3 循环水泵4 凝结水泵5蒸发器6压缩机7 节流阀8 冷凝器9 给水泵10 空冷塔11。
具体实施方式
11.案例一：
12.在图1中，一种节能汽轮发电装置的汽水系统由汽轮机、凝汽器2、循环水泵4、凝结水泵5、热泵、给水泵10、锅炉、过热器组成，所述热泵由压缩机7、冷凝器9、节流阀8及蒸发器6组成。凝汽器2的凝结水通道出口、凝结水泵5、冷凝器9的凝结水通道、给水泵、锅炉、过热器、汽轮机及凝汽器2的乏汽1进口依次连接。循环水泵4的出口、凝汽器2的冷却水通道、蒸发器6的循环水通道、循环水泵4的进口依次闭合连接，形成封闭的冷却水循环回路，冷却水3设置在封闭的冷却水循环回路中。
13.在本装置中，热泵可以吸收蒸发器6中冷却水3的热量，并将这些热量运送给进入冷凝器9中的凝结水进行预热，预热后的凝结水经给水泵10进入锅炉变为蒸汽，然后进入过热器变为高温高压的蒸汽，再进入汽轮机做功，汽轮机带动发电机发电，从而节约能源，减少热排放。另外，通过加大热泵的功率或者减少冷却水3流量的方法，使上述热泵的功率与上述热泵工作介质的工作温度相适配，也就是说让热泵有足够的能力搬走蒸发器6中冷却水3的热量，从而控制蒸发器的温度，保证热泵在正常的工作温度范围内工作。同时，由于冷却水3能够带走凝汽器2中乏汽的热量，因此，可以降低凝汽器2的压力，进而提高汽轮机的效率。
14.案例二：
15.在图2中，一种节能汽轮发电装置的汽水系统由汽轮机、凝汽器2、循环水泵4、凝结水泵5、热泵、空冷塔11、给水泵10、锅炉、过热器组成，所述热泵由压缩机7、冷凝器9、节流阀8及蒸发器6组成。凝汽器2的凝结水通道出口、凝结水泵5、冷凝器9的凝结水通道、给水泵10、锅炉、过热器、汽轮机及凝汽器2的乏汽1进口依次连接。循环水泵4的出口与凝汽器2的冷却水通道进口相连接，凝汽器2的冷却水通道出口与空冷塔和蒸发器6的循环水通道进口相连接，循环水泵4的进口与空冷塔和蒸发器6的循环水通道出口相连接，从而形成封闭的冷却水循环回路，冷却水3在封闭的冷却水循环回路中循环。
16.在图2的装置中，热泵可以吸收蒸发器6中冷却水3的热量，并将这些热量运送给冷凝器9中的凝结水用于发电，从而节约能源，减少热排放。而冷却水3可以带走凝汽器2中乏汽的热量，降低其温度，减小凝汽器2的压力，从而提高汽轮机的效率。另外，空冷塔还可以辅助解决乏汽冷凝潜热过多的问题。


技术特征：
1.一种节能汽轮发电装置，包括汽水系统由汽轮机、凝汽器、循环水泵、凝结水泵、低温加热器、给水泵、锅炉和过热器组成，其特征是：所述低温加热器为热泵，所述热泵由蒸发器、压缩机、节流阀、冷凝器组成，所述凝汽器凝结水通道出口、所述凝结水泵、所述热泵冷凝器的凝结水通道、所述给水泵依次连接，在所述热泵蒸发器与所述凝汽器冷却水通道之间设置有热交换装置。2.根据权利要求1所述的节能汽轮发电装置，其特征是：所述热泵为水源热泵。3.根据权利要求2所述的节能汽轮发电装置，其特征是：所述热交换装置由所述循环水泵、所述凝汽器冷却水通道、所述水源热泵蒸发器以及冷却水组成，所述循环水泵、所述凝汽器冷却水通道、所述水源热泵蒸发器的循环水通道、所述循环水泵依次连接成闭合回路，所述冷却水密封在所述的闭合回路中。4.根据权利要求3所述的节能汽轮发电装置，其特征是：在所述水源热泵蒸发器的循环水通道两端并联有空冷塔。5.根据权利要求4所述的节能汽轮发电装置，其特征是：所述水源热泵的功率与所述水源热泵工作介质的工作温度相适配。6.根据权利要求5所述的节能汽轮发电装置，其特征是：所述水源热泵由两套以上分水源热泵组成，所述两套以上分水源热泵的连接方式为并联连接。

技术总结
本发明公开了一种节能汽轮发电装置，旨在提供一种能提取冷却水中的热能用于发电的节能汽轮发电装置。它包括汽水系统由汽轮机、凝汽器、循环水泵、凝结水泵、低温加热器、给水泵、锅炉和过热器组成，所述低温加热器为热泵，所述热泵由蒸发器、压缩机、节流阀、冷凝器组成，所述凝汽器凝结水通道出口、所述凝结水泵、所述热泵冷凝器的凝结水通道、所述给水泵依次连接，在所述热泵蒸发器与所述凝汽器冷却水通道之间设置有热交换装置。本发明适用于凝汽式火力发电厂。力发电厂。力发电厂。


技术研发人员：宋惠军 宋强 宋劲松 宋扬 宋欢
受保护的技术使用者：武汉市无穷大能源科技有限公司
技术研发日：2021.11.11
技术公布日：2022/3/19