專(zhuān)利名稱(chēng)：改進(jìn)型熱泵輔助凝汽冷卻發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種汽輪發(fā)電系統(tǒng)，特別是涉及改進(jìn)型熱泵輔助凝汽冷卻發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
發(fā)電系統(tǒng)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N機(jī)器，通常由汽輪機(jī)、水輪機(jī)或內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)。用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電系統(tǒng)，由鍋爐產(chǎn)生的過(guò)熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)內(nèi)膨脹做功，使葉片轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電，做功后的廢汽經(jīng)凝汽器、循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵、給水加熱裝置等送回鍋爐循環(huán)使用?，F(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于汽輪發(fā)電系統(tǒng)所排放的高溫?zé)嵴羝话悴捎盟浠蛘呖绽洹＠鋮s過(guò)程是系統(tǒng)排放的廢熱與環(huán)境的能量之間轉(zhuǎn)換的過(guò)程。水冷的傳熱系數(shù)為1762W (m2K)，空氣做冷卻介質(zhì)的傳熱系數(shù)為62W(m2K)。傳熱系數(shù)表征了傳熱過(guò)程的強(qiáng)烈程度，數(shù)值越大傳熱過(guò)程越強(qiáng)。由于空冷系統(tǒng)傳熱系數(shù)小，經(jīng)濟(jì)效能差，因此目前主要采用水冷卻系統(tǒng)。水冷卻系統(tǒng)需要消耗大量的水能源作為冷卻水，并且無(wú)論水冷還是風(fēng)冷都會(huì)將汽輪機(jī)排放的高溫蒸汽中的熱量帶走，據(jù)統(tǒng)計(jì)火力發(fā)電的熱效率平均只有35%-40%，而能量大部分被冷卻系統(tǒng)帶走并產(chǎn)生大量廢熱，降低了熱量的利用效率。對(duì)于排出的廢熱雖然可以通過(guò)收集利用，但是發(fā)電廠往往距離市區(qū)比較遠(yuǎn)，需要將排放的廢熱加熱到一個(gè)很高的溫度，然后再?gòu)膹陌l(fā)電廠輸送到市區(qū)換熱站，由于運(yùn)輸溫度高于環(huán)境溫度很多，因此在運(yùn)輸過(guò)程中熱量損失嚴(yán)重，且熱膨脹冷卻對(duì)管道及相關(guān)設(shè)備要求較高，從而造成無(wú)法有效利用排放的廢熱。此外由于現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于冷卻塔的設(shè)計(jì)沒(méi)有充分考慮環(huán)境溫度影響，往往造成在炎熱的夏季，冷卻效果下降，凝汽器中壓力過(guò)高導(dǎo)致發(fā)電效率下降，而如果重新設(shè)計(jì)建造新冷卻系統(tǒng)則花費(fèi)較高，并且施工時(shí)間過(guò)長(zhǎng)從而造成經(jīng)濟(jì)損失，而如果不進(jìn)行改造則發(fā)電效率底下，從而浪費(fèi)大量能源。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型是為了解決以上現(xiàn)有技術(shù)中的不足而完成的，本實(shí)用新型通過(guò)熱泵技術(shù)輔助冷卻塔對(duì)排放的熱蒸汽進(jìn)行降溫、凝結(jié)，并通過(guò)熱泵將汽輪機(jī)中排放的熱蒸汽中的熱量轉(zhuǎn)移，使用該熱量將冷凝后熱蒸汽冷凝水補(bǔ)熱，然后再重新補(bǔ)充到鍋爐中，從而部分或全部再次利用汽輪機(jī)排放的乏汽、蒸汽中的熱量、減少熱排放，通過(guò)提高了冷卻凝汽效果以及熱能回收利用降低了發(fā)電成本。并且由于本實(shí)用新型的發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因此可以通過(guò)對(duì)現(xiàn)有冷卻系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單改造而成，并且大大提高現(xiàn)有冷卻系統(tǒng)的冷卻效率。從而在花費(fèi)較低的情況下有效解決了電廠中冷卻塔老化、設(shè)計(jì)能力不足導(dǎo)致的發(fā)電效率下降等一系列問(wèn)題，并且本實(shí)用新型的熱泵冷卻系統(tǒng)與水塔冷卻系統(tǒng)各自獨(dú)立，因此熱泵中的冷媒可以根據(jù)實(shí)際需要選擇采用氟利昂、水、乙二醇、R22、R134a、R415b、R417a、R245FA、R123、R141中任一種，從而進(jìn)一步提聞熱栗冷卻效率。[0007]通過(guò)適當(dāng)加大熱泵壓縮機(jī)組功率，減少冷卻塔散熱的作用，可以實(shí)現(xiàn)全熱回收再利用，直至實(shí)現(xiàn)熱能零排放。本實(shí)用新型的改進(jìn)型熱泵輔助凝汽冷卻發(fā)電系統(tǒng)其特征在于:所述改進(jìn)型熱泵輔助凝汽冷卻發(fā)電系統(tǒng)包括鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽器、熱泵壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、冷卻塔，其中所述鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽器、冷凝器通過(guò)管道依次相連，所述蒸發(fā)器和冷卻塔都具有冷水管道和熱水管道形成的獨(dú)立循環(huán)回路和凝汽器相連。所述熱泵壓縮機(jī)設(shè)置于冷凝器和蒸發(fā)器之間，并通過(guò)管道連接，構(gòu)成壓縮式熱泵系統(tǒng)。本實(shí)用新型通過(guò)用熱泵技術(shù)對(duì)熱量產(chǎn)生搬運(yùn)作用，在冷凝器中輔助對(duì)排放的熱蒸汽進(jìn)行降溫、凝結(jié)，并通過(guò)熱泵將汽輪機(jī)中排放的熱蒸汽中的熱量轉(zhuǎn)移，使用該熱量將冷凝后熱蒸汽冷凝水補(bǔ)熱，并重新補(bǔ)充到鍋爐中循環(huán)利用，從而充分利用汽輪機(jī)排放的蒸汽中的熱量、減少熱排放，冷卻效果改善也能增強(qiáng)凝汽器凝汽效果，改善汽輪機(jī)輸出功率，通過(guò)提高熱電轉(zhuǎn)換率和熱能回收利用兩個(gè)方面降低了發(fā)電成本。

圖1本實(shí)用新型的熱改進(jìn)熱泵輔助凝汽冷卻發(fā)電系統(tǒng)圖號(hào)說(shuō)明I…鍋爐2…汽輪機(jī)3…凝汽器4…冷卻塔5…冷水管道6…熱水管道7…熱水管道8…冷水管道9…蒸發(fā)器10…熱泵壓縮機(jī)11…冷凝器`具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型所述熱泵壓縮機(jī)設(shè)置于冷凝器和蒸發(fā)器之間，通過(guò)管道和冷凝器和蒸發(fā)器連接，構(gòu)成典型的壓縮式熱泵系統(tǒng)，屬于本領(lǐng)域中常規(guī)熱泵系統(tǒng)，在本文中不再做詳細(xì)描述。
以下結(jié)合附圖的圖1對(duì)本實(shí)用新型的改進(jìn)型熱泵輔助凝汽冷卻發(fā)電系統(tǒng)和利用該發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電的原理作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)用新型的熱改進(jìn)型熱泵輔助凝汽冷卻發(fā)電系統(tǒng)，請(qǐng)參考圖1，本實(shí)用新型的改進(jìn)型熱泵輔助凝汽冷卻發(fā)電系統(tǒng)其特征在于:所述改進(jìn)型熱泵輔助凝汽冷卻發(fā)電系統(tǒng)包括鍋爐1、汽輪機(jī)2、凝汽器3、熱泵壓縮機(jī)10、蒸發(fā)器9、冷凝器11、冷卻塔4，其中所述鍋爐1、汽輪機(jī)2、凝汽器3、冷凝器11通過(guò)管道依次相連，所述蒸發(fā)器9和冷卻塔4都具有冷水管道和熱水管道形成的獨(dú)立循環(huán)回路和凝汽器3相連。在本實(shí)用新型進(jìn)一步的實(shí)施例中，所述熱泵壓縮機(jī)10設(shè)置于冷凝器11和蒸發(fā)器9之間，并通過(guò)管道連接(管道未在圖中畫(huà)出)，構(gòu)成壓縮式熱泵系統(tǒng)。本實(shí)用新型利用上述的改進(jìn)型熱泵輔助凝汽冷卻發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電的原理，參考圖1其包括以下步驟:步驟I，加熱鍋爐I，使鍋爐I中的水受熱產(chǎn)生蒸汽，蒸汽通過(guò)管道進(jìn)入汽輪機(jī)2，汽輪機(jī)2輸出動(dòng)力使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電力；[0023]步驟2，汽輪機(jī)2中排出的乏汽、熱蒸汽通過(guò)管道進(jìn)入凝汽器3中，蒸發(fā)器9的冷水管道8進(jìn)入凝汽器3，并將排出的乏汽、熱蒸汽的熱量部分吸收并帶走使蒸汽凝結(jié)，排出的升溫后的冷水通過(guò)熱水管道6進(jìn)入蒸發(fā)器9，熱泵壓縮機(jī)10工作，熱泵系統(tǒng)中冷媒通過(guò)熱交換，將升溫后冷水的熱量傳遞給冷凝器11，在冷凝器11中冷媒放出熱量，將凝汽器3中排出的冷凝回水加熱后輸送入鍋爐I再次變?yōu)闊嵴羝M(jìn)入汽輪機(jī)2，汽輪機(jī)2輸出動(dòng)力發(fā)電:步驟3，冷卻塔4中的冷水通過(guò)冷水管道5進(jìn)入凝汽器3，并吸收汽輪機(jī)中排出的乏汽、蒸汽的熱量，從熱水管道7排出并返回冷卻塔4，經(jīng)過(guò)冷卻后再次從冷水管道5進(jìn)入凝汽器3。所述冷媒為氟利昂、水、乙二醇、1 22，1 1343，1 41513，1 245 4，1 123，1 141或 R417a 中的任意一種。從上述實(shí)施方式來(lái)看，本實(shí)用新型通過(guò)用熱泵技術(shù)對(duì)熱量產(chǎn)生搬運(yùn)作用，在冷凝器中輔助對(duì)排放的熱蒸汽進(jìn)行降溫、凝結(jié)，并通過(guò)熱泵將汽輪機(jī)中排放的熱蒸汽中的熱量轉(zhuǎn)移，使用該熱量將冷凝后熱蒸汽冷凝水補(bǔ)熱，并重新補(bǔ)充到鍋爐中循環(huán)利用，從而充分利用汽輪機(jī)排放的蒸汽中的熱量、減少熱排放，通過(guò)提高了冷卻效果以及熱能回收再利用，降低了發(fā)電成本。上述僅對(duì)本實(shí)用新型中的幾種具體實(shí)施例加以說(shuō)明，但并不能作為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍， 凡是依據(jù)本實(shí)用新型中的設(shè)計(jì)精神所作出的等效變化或修飾或等比例放大或縮小等，均應(yīng)認(rèn)為落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種改進(jìn)型熱泵輔助凝汽冷卻發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述改進(jìn)型熱泵輔助凝汽冷卻發(fā)電系統(tǒng)包括鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽器、熱泵壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、冷卻塔，其中所述鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽器、冷凝器通過(guò)管道依次相連，所述蒸發(fā)器和冷卻塔都具有冷水管道和熱水管道形成的獨(dú)立循環(huán)回路和凝汽器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)型熱泵輔助凝汽冷卻發(fā)電系統(tǒng)其特征在于:所述熱泵壓縮機(jī)設(shè)置于冷凝器和蒸發(fā)器之間，并通過(guò)管道連接，構(gòu)成壓縮式熱泵系統(tǒng)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種改進(jìn)型熱泵輔助凝汽冷卻發(fā)電系統(tǒng)，所述改進(jìn)型熱泵輔助凝汽冷卻發(fā)電系統(tǒng)包括鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽器、熱泵壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、冷卻塔，其中所述鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽器、冷凝器通過(guò)管道依次相連，所述蒸發(fā)器和冷卻塔都具有冷水管道和熱水管道形成的獨(dú)立循環(huán)回路和凝汽器相連。本實(shí)用新型通過(guò)熱泵技術(shù)和冷卻塔同時(shí)對(duì)汽輪機(jī)排放的乏汽、熱蒸汽進(jìn)行降溫凝結(jié)，提高了凝結(jié)效率，同時(shí)熱泵將汽輪機(jī)排放熱蒸汽中的熱量轉(zhuǎn)移，使用該熱量將變?yōu)橐夯Y(jié)水再次轉(zhuǎn)化為高溫凝結(jié)水或低壓蒸汽并補(bǔ)充到鍋爐中，從而充分利用熱量減少熱排放，增強(qiáng)凝汽器凝汽效果，改善汽輪機(jī)輸出功率，通過(guò)提高熱電轉(zhuǎn)換率和熱能回收來(lái)降低發(fā)電成本。
文檔編號(hào)F01D15/10GK203067039SQ20122069961
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者茍仲武 申請(qǐng)人:茍仲武