一種蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器的制造方法
【專利摘要】一種蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器，屬火力發(fā)電領(lǐng)域。傳統(tǒng)的火力發(fā)電蒸汽輪機(jī)凝汽器，為了獲得循環(huán)泠凝水及維持蒸汽輪機(jī)的有效朗肯循環(huán)，水冷凝汽器以大量的冷卻水強(qiáng)制將做過功后的高品質(zhì)中低壓蒸汽熱能，高速冷卻轉(zhuǎn)換成低溫廢熱水，并需將廢熱水熱量通過涼水池或冷卻塔耗散至周邊環(huán)境，造成巨大的能源浪費(fèi)及環(huán)境熱污染。本發(fā)明采用熱能逆流階梯換熱理論，采取將凝汽器在全面保溫的條件下，改變廢熱蒸汽降溫行程結(jié)構(gòu)，形成具有階梯降溫環(huán)境的換熱空間，并將可生活用自來水通過盤旋的階梯升溫通道，可在不影響原蒸汽輪機(jī)發(fā)電效率的情況下，將廢熱全部轉(zhuǎn)換成可二次發(fā)電并可取代工業(yè)及生活用低壓蒸汽與高溫?zé)崴?br>【專利說明】
一種蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于火力發(fā)電領(lǐng)域，涉及一種蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器。
【背景技術(shù)】
[0002]自歐洲第二次工業(yè)革命至今，蒸汽輪機(jī)(蒸汽式渦輪發(fā)動(dòng)機(jī))火力發(fā)電一直是全世界各國(guó)主要的發(fā)電模式，而且仍占有近70%的發(fā)電量，火力發(fā)電在巨量消耗不可再生能源的同時(shí)所排放的氣體污染、熱污染、粉塵污染也是目前環(huán)境污染的主要來源，然而兩個(gè)多世紀(jì)以來，在發(fā)電工藝流程雖有不斷的進(jìn)步，但在節(jié)能及環(huán)保方面并沒有重大的技術(shù)突破。
[0003]凝汽器是蒸汽輪機(jī)發(fā)電技術(shù)的主要設(shè)備(包括核電的后熱力發(fā)電程序)，以水冷表面式凝汽器為例，為了獲得循環(huán)泠凝水及維持蒸汽輪機(jī)的有效朗肯循環(huán)，傳統(tǒng)的凝汽器需用大量的冷卻水強(qiáng)制將做過功后的，仍處于高品質(zhì)的中低壓蒸汽熱能，高速冷卻轉(zhuǎn)換成不足攝氏50°廢熱水，為了維持連續(xù)的循環(huán)冷卻，該冷卻水還要再降溫至攝氏35°以下，其中的低溫溫差熱量，需耗散至電廠周邊環(huán)境，導(dǎo)致局部或大面積空氣、河流或部分海域熱污染。而在另一個(gè)領(lǐng)域，我們的城市卻需要大量的鍋爐生產(chǎn)低壓蒸汽及熱水，來滿足工業(yè)生產(chǎn)、生活的必需。如果能在保持原火電發(fā)電效率的同時(shí)，將傳統(tǒng)火電工藝中凝汽器巨量的廢熱直接轉(zhuǎn)換成(超過攝氏120°)低壓蒸汽及高溫?zé)崴?，必將?huì)在免除火電廠冷卻水散熱污染的同時(shí)，沖銷人類低壓鍋爐用于加工熱水的近全部耗能，而且轉(zhuǎn)換出的低壓蒸汽及熱水在進(jìn)入生活用熱水使用前，可采用螺桿膨脹機(jī)發(fā)電技術(shù)再次獲得二次發(fā)電收益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明目的是提出一種蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案:
本發(fā)明所述的一種蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器，采用
【發(fā)明人】總結(jié)的《熱能逆流階梯換熱》理論，該理論經(jīng)多項(xiàng)專利產(chǎn)品實(shí)踐印證，在合適的條件下，可使低溫被導(dǎo)熱流體從高溫導(dǎo)熱體獲得超過95%的熱質(zhì)(溫度)與超過95%的熱量(功率)，總效率符合熱力學(xué)第二定律。
[0006]本發(fā)明所述的一種蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器，由鋼板結(jié)構(gòu)組成分體式凝汽器殼體，并與殼內(nèi)凝汽器換熱管組裝排列成散熱單元，可采取積木式結(jié)構(gòu)，組裝排列成具有足夠長(zhǎng)度空間的(數(shù)倍于傳統(tǒng)凝汽器)的凝汽換熱行程。
[0007]本發(fā)明所述的一種蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器，為實(shí)現(xiàn)階梯換熱過程及保持原蒸汽氣阻指標(biāo)，在凝汽器換熱空間或分體散熱單元內(nèi)，采取了傳統(tǒng)換熱管低汽阻排列及魚型換熱通道等多方案措施;該蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器，換熱用水選用可直接生活用自來水作為水源，硬水地區(qū)需增加軟化措施，也可根據(jù)轉(zhuǎn)換出熱能的特殊用途采用其他材料液體作為導(dǎo)熱中介。
[0008]本發(fā)明所述的一種蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器，水路從靠近收集冷凝水的熱井處開始，通過經(jīng)冷水進(jìn)口，穿過分組的管熱管道，并經(jīng)過水流左右導(dǎo)向通道形成與蒸汽降溫相反方向盤旋的階梯溫升換熱通道，在熱水出口處獲得高品質(zhì)低壓蒸汽及高溫?zé)崴?br>[0009]所述的一種蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器，為保證最高的熱質(zhì)量效率，外部全面保溫是重要的措施，可采用如圖4的分體式外附加保溫層的保溫工藝及圖1所顯示的整體真空腔保溫工藝。
[0010]所述的一種蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器技術(shù)方案可使用于新裝發(fā)電設(shè)備或用于傳統(tǒng)火電的凝汽器改造，由于獲取的熱水中已經(jīng)獲得了最佳廢熱轉(zhuǎn)換熱焓，在使用于改造設(shè)備時(shí)原設(shè)備節(jié)能措施，如中部抽氣措施及原凝汽器喉部二次加溫措施可保留或重新布局。
[0011]所述的一種蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器，不同于熱電聯(lián)產(chǎn)的低效背壓機(jī)供熱及壓縮發(fā)電能力的抽氣供熱方案，原凝汽式蒸汽輪機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)廠改造后，原熱電聯(lián)產(chǎn)供熱模式將有新供熱模式取代。
[0012]本發(fā)明所述的一種蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器，由于該換熱方式減少了數(shù)倍的水量，原循環(huán)水栗將以增量模式轉(zhuǎn)換為增壓模式。
[0013]由于采用如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)越性:
?所述的蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器，以最高的效率將造成環(huán)境污染的低溫廢熱直接轉(zhuǎn)換成人類生活及生產(chǎn)必須的財(cái)富。
[0014].所述的蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器，在不影響原發(fā)電效率的基礎(chǔ)上，可增加使用螺桿膨脹機(jī)發(fā)電的二次發(fā)電效率。
?該技術(shù)的實(shí)施，可使目前受火電污染的人類生存環(huán)境得到大幅改善。
【附圖說明】
[0015]圖1、是本發(fā)明一種蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器結(jié)構(gòu)原理圖；
圖2、是本發(fā)明蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器內(nèi)部減少蒸汽氣阻方案之一的魚型換熱通道工作原理示意圖；
圖3、是本發(fā)明蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器內(nèi)部減少蒸汽氣阻方案之一的采用傳統(tǒng)換熱管排列方案工作原理示意圖；
圖4、是本發(fā)明蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器三維結(jié)構(gòu)工作原理示意圖。
[0016]圖中:1、冷水進(jìn)口，2、水流左導(dǎo)向通道，3、分體式凝汽器殼體，4、水流方向指示，5、熱水出口，6、凝汽器蒸汽進(jìn)口，7、蒸汽流動(dòng)方向指示，8、凝汽器喉部，9、凝汽器換熱管，10、水流右導(dǎo)向通道，11、保溫，12、熱井，13、凝汽器尾部。
【具體實(shí)施方式】
[0017]結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明結(jié)構(gòu)加以說明:
本發(fā)明所述的一種蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器，采用鋼板結(jié)構(gòu)組成分體式凝汽器殼體(3)，并與殼內(nèi)凝汽器換熱管(9)組裝排列成散熱單元，可采取積木式結(jié)構(gòu)，組裝排列成具有足夠長(zhǎng)度空間的(數(shù)倍于傳統(tǒng)凝汽器)的凝汽換熱行程。
[0018]本發(fā)明所述的一種蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器，為實(shí)現(xiàn)階梯換熱過程及保持原蒸汽氣阻指標(biāo)，在凝汽器換熱空間或分體散熱單元內(nèi)，采取了傳統(tǒng)換熱管低汽阻排列及魚型換熱通道等多方案措施(圖2圖3所示)。
[0019]本發(fā)明所述的一種蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器，換熱用水選用可直接生活用自來水作為源，硬水地區(qū)需增加軟化水措施，也可根據(jù)熱能的特殊用途采用其他材料液體作為導(dǎo)熱中介;本發(fā)明所述的一種蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器，水路從靠近收集冷凝水的熱井(12)處開始，通過經(jīng)冷水進(jìn)口(1)，穿過分組的凝汽器換熱管(9)，并經(jīng)過水流左右導(dǎo)向通道(2)(10)形成與蒸汽降溫相反方向盤旋的階梯溫升換熱通道，在熱水出口(5)處獲得高品質(zhì)低壓蒸汽及高溫?zé)崴?br>[0020]所述的一種蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器，為保證最高的熱質(zhì)量效率，外部全面保溫是重要的措施，可采用如圖4(11)的分體式外附加保溫層的保溫工藝及圖1(11)所顯示的整體真空腔保溫工藝。
[0021]所述的一種蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器技術(shù)方案可使用于新新裝設(shè)備或用于傳統(tǒng)火電的凝汽器改造，所述的一種蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器由于獲取的熱水中已經(jīng)獲得了最佳廢熱轉(zhuǎn)換熱焓，在使用于改造設(shè)備時(shí)原設(shè)備節(jié)能措施，如中部抽氣措施及原凝汽器喉部二次加溫措施可保留或重新布局。
[0022]所述的一種蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器，不同于熱電聯(lián)產(chǎn)的低效背壓機(jī)供熱及壓縮發(fā)電能力的抽氣供熱方案，原凝汽式蒸汽輪機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)廠改造后，原熱電聯(lián)產(chǎn)供熱模式將有新供熱模式取代。
[0023]本發(fā)明所述的一種蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器，由于該換熱方式減少了數(shù)倍的水量，原循環(huán)水栗將以增量模式轉(zhuǎn)換為增壓模式。
[0024]所述的一種蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器工作原理如下:來自蒸汽輪機(jī)出口做過功的蒸汽以蒸汽流動(dòng)方向(7)從凝汽器蒸汽口(6)進(jìn)入經(jīng)凝汽器喉部(8)進(jìn)入凝汽器，分布在凝汽器內(nèi)部的凝汽器換熱管(9)，如圖2圖3方法以最小的排列阻力，形成階梯溫蒸汽降溫?fù)Q熱行程，低溫(自來水)冷水從靠近凝汽器尾部(13)處冷水進(jìn)口(I)進(jìn)入，經(jīng)凝汽器換熱管
(9)低溫?fù)Q熱后進(jìn)入水流右導(dǎo)向管道(10)，回到另一組階梯凝汽器換熱管(9)，階梯升溫?fù)Q熱后，由水流左導(dǎo)向管道(2)再次回到溫差階梯向上的不同組凝汽器換熱管(9)，依次按照水流方向指示(4)階梯換熱，最終獲得最高全部熱能至熱水出口(5)輸出；蒸汽經(jīng)階梯降溫至凝汽器尾部(13)處轉(zhuǎn)換成低溫蒸餾水，進(jìn)入熱井(12)，成完成整個(gè)階梯換熱過程，該過程在發(fā)電過程中連續(xù)進(jìn)行。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器，包括由凝汽器殼體(3)，并與殼內(nèi)凝汽器換熱管(9)組裝排列成散熱單元;為保證低氣阻(圖2圖)3所示;水路從熱井(12)處，通過冷水進(jìn)口(I)，凝汽器換熱管(9)，左右導(dǎo)向通道(2)(10)形成與蒸汽降溫相反方向盤旋的階梯溫升換熱通道，在熱水出口(5)處獲得高品質(zhì)低壓蒸汽及高溫?zé)崴?采取有圖1、(11)圖4(11)的保溫措施。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱單元，其特征是采用鋼板結(jié)構(gòu)組成分體式凝汽器殼體(3)，并與殼內(nèi)凝汽器換熱管(9)組裝排列成散熱單元，可采取積木式結(jié)構(gòu)，組裝排列成具有足夠長(zhǎng)度空間的(數(shù)倍于傳統(tǒng)凝汽器)的凝汽換熱行程。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述散的熱單元，為實(shí)現(xiàn)階梯換熱過程及保持原蒸汽氣阻指標(biāo)，在凝汽器換熱空間或散熱單元內(nèi)，采取了傳統(tǒng)換熱管低汽阻排列及魚型換熱通道等多方案措施(圖2圖3所示)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述散的蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器換熱水，選用可直接生活用自來水源，硬水地區(qū)最好增加軟化措施，也可根據(jù)熱能的特殊用途采用其他材料液體作為導(dǎo)熱中介。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述散的水路結(jié)構(gòu)特征是從靠近收集冷凝水的熱井(12)處開始，通過經(jīng)冷水進(jìn)口(1)，穿過分組的凝汽器換熱管(9)，并經(jīng)過水流左右導(dǎo)向通道(2)(10)形成與蒸汽降溫相反方向盤旋的階梯溫升換熱通道，在熱水出口(5)處獲得高品質(zhì)低壓蒸汽及高溫?zé)崴?.根據(jù)權(quán)利要求1所述散的所述的一種蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器，可采用如圖4(II)的分體式外附加保溫層的保溫措施及圖1(11)所顯示的整體真空腔保溫措施。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器技術(shù)方案可使用于新設(shè)備或用于傳統(tǒng)凝汽器改造;所述的一種蒸汽輪機(jī)高溫階梯換熱凝汽器由于獲取的熱水中已經(jīng)獲得了最佳廢熱轉(zhuǎn)換熱焓，在使用于改造設(shè)備時(shí)原設(shè)備節(jié)能措施，如中部抽氣措施及原凝汽器喉部二次加溫措施可保留或重新布局。
【文檔編號(hào)】F28B1/02GK106091718SQ201610609487
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年7月29日 公開號(hào)201610609487.2, CN 106091718 A, CN 106091718A, CN 201610609487, CN-A-106091718, CN106091718 A, CN106091718A, CN201610609487, CN201610609487.2
【發(fā)明人】袁世俊, 袁昭
【申請(qǐng)人】洛陽文森科技有限公司