專利名稱：改進型凝汽式熱泵輔助冷卻汽輪發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種汽輪發(fā)電系統(tǒng)，特別是涉及改進型凝汽式熱泵輔助冷卻汽輪發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
發(fā)電系統(tǒng)是將機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N機器，通常由汽輪機、水輪機或內(nèi)燃機驅(qū)動。用汽輪機驅(qū)動的發(fā)電系統(tǒng)，由鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽進入汽輪機內(nèi)膨脹做功，使葉片轉(zhuǎn)動而帶動發(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?。冷卻過程是系統(tǒng)排放的廢熱與環(huán)境的能量之間轉(zhuǎn)換的過程。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)表征了傳熱過程的強烈程度，數(shù)值越大傳熱過程越強。由于空冷系統(tǒng)傳熱系數(shù)小，經(jīng)濟效能差，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，并且無論水冷還是風(fēng)冷都會將汽輪機排放的高溫蒸汽中的熱量帶走，據(jù)統(tǒng)計火力發(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。對于排出的廢熱雖然可以通過收集利用，但是發(fā)電廠往往距離市區(qū)比較遠，需要將排放的廢熱加熱到一個很高的溫度，然后再從從發(fā)電廠輸送到市區(qū)換熱站，由于運輸溫度高于環(huán)境溫度很多，因此在運輸過程中熱量損失嚴重，且熱膨脹冷卻對管道及相關(guān)設(shè)備要求較高，從而造成無法有效利用排放的廢熱。此外由于現(xiàn)有技術(shù)中對于冷卻塔的設(shè)計沒有充分考慮環(huán)境溫度影響，往往造成在炎熱的夏季，冷卻效果下降，凝汽器中壓力過高導(dǎo)致發(fā)電效率下降，而如果重新設(shè)計建造新冷卻系統(tǒng)則花費較高，并且施工時間過長從而造成經(jīng)濟損失，而如果不進行改造則發(fā)電效率底下從而浪費大量能源。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型是為了解決以上現(xiàn)有技術(shù)中的不足而完成的，本實用新型通過熱泵技術(shù)輔助冷卻塔對排放的熱蒸汽進行降溫，并通過熱泵將汽輪機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凝結(jié)水補熱，并重新補充到鍋爐中，從而充分利用汽輪機排放的蒸汽中的熱量、減少熱排放、提高了冷卻效果以及熱電轉(zhuǎn)化率、降低了發(fā)電成本。并且由于本實用新型的發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，因此可以通過對現(xiàn)有冷卻系統(tǒng)進行簡單改造而成，并且大大提高現(xiàn)有冷卻系統(tǒng)的冷卻效率。從而在花費較低的情況下有效解決了電廠中冷卻塔老化、設(shè)計能力不足導(dǎo)致的發(fā)電效率下降等一系列問題。通過適當(dāng)加大熱泵壓縮機組功率，減少冷卻塔散熱的作用，可以實現(xiàn)全熱回收再利用，直至實現(xiàn)熱能零排放。本實用新型的改進型凝汽式熱泵輔助冷卻汽輪發(fā)電系統(tǒng)其特征在于:所述改進型凝汽式熱泵輔助冷卻汽輪發(fā)電系統(tǒng)包括鍋爐、汽輪機、凝汽器、熱泵壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、冷卻塔，其中所述鍋爐、汽輪機、凝汽器、冷凝器通過管道依次相連，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循環(huán)回路，所述蒸發(fā)器和冷卻塔的冷水管道匯合后進入凝汽器，并從凝汽器排出后分成兩個熱水管道分別返回冷卻塔和蒸發(fā)器。所述熱泵壓縮機設(shè)置于冷凝器和蒸發(fā)器之間，通過管道連接，構(gòu)成壓縮式熱泵系統(tǒng)。本實用新型通過用熱泵技術(shù)對熱量產(chǎn)生搬運作用，輔助對排放的熱蒸汽進行降溫，并通過熱泵將汽輪機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凝結(jié)水補熱，并重新補充到鍋爐中，從而充分利用汽輪機排放的蒸汽中的熱量、減少熱排放，冷卻效果改善也能增強凝汽器凝汽效果，改善汽輪機輸出功率，通過提高熱電轉(zhuǎn)換率和熱能回收利用兩個方面降低了發(fā)電成本。

圖1本實用新型的熱改進型凝汽式熱泵輔助冷卻汽輪發(fā)電系統(tǒng)圖號說明I…鍋爐2…汽輪機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…熱泵壓縮機10…冷凝器1L...蒸發(fā)器具體實施方式
本實用新型中所述熱泵壓縮機設(shè)置于冷凝器和蒸發(fā)器之間，通過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描述。
以下結(jié)合附圖的圖1對本實用新型的改進型凝汽式熱泵輔助冷卻汽輪發(fā)電系統(tǒng)和利用該發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電的原理作進一步詳細說明。本實用新型的熱改進型凝汽式熱泵輔助冷卻汽輪發(fā)電系統(tǒng)，請參考圖1，本實用新型的改進型凝汽式熱泵輔助冷卻汽輪發(fā)電系統(tǒng)其特征在于:所述改進型凝汽式熱泵輔助冷卻汽輪發(fā)電系統(tǒng)包括鍋爐1、汽輪機2、凝汽器3、熱泵壓縮機9、蒸發(fā)器11、冷凝器10、冷卻塔4，其中所述鍋爐1、汽輪機2、凝汽器3、冷凝器10通過管道依次相連，所述蒸發(fā)器11和冷卻塔4都具有冷水管道和熱水管道形成的循環(huán)回路，所述蒸發(fā)器11和冷卻塔4的冷水管道匯合后進入凝汽器3，并從凝汽器3排出后分成兩個熱水管道分別返回冷卻塔4和蒸發(fā)器11。在進一步優(yōu)選的實施例中，所述熱泵壓縮機9設(shè)置于冷凝器10和蒸發(fā)器11之間，通過管道連接(圖中未畫出)，構(gòu)成壓縮式熱泵系統(tǒng)。本實用新型利用上述的改進型凝汽式熱泵輔助冷卻汽輪發(fā)電系統(tǒng)進行發(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，蒸汽通過管道進入汽輪機2，汽輪機2輸出動力使發(fā)電機產(chǎn)生電力；[0023]步驟2，汽輪機2中排出的熱蒸汽通過管道進入凝汽器3中，循環(huán)冷卻水經(jīng)蒸發(fā)器11的冷水管道8和冷卻塔的冷水管道5匯合后進入凝汽器3，并將排出的熱蒸汽的熱量吸收并帶走，排出的升溫后的冷卻水一部分通過熱水管道6進入冷卻塔進行冷卻，一部分通過熱水管道7進入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中熱泵吸收熱水管道7中升溫后的冷卻水中的熱量并傳遞給冷凝器10中經(jīng)過冷凝器10進行熱交換的凝結(jié)回水，然后蒸發(fā)器11中的冷卻水溫度降低后繼續(xù)通過冷水管道8進入凝汽器3，同時從冷卻塔4冷卻后的降溫的冷卻水也通過冷水管道5進入凝汽器3，繼續(xù)吸收熱乏汽、蒸汽的熱量；步驟3，經(jīng)過冷凝器10中的凝結(jié)回水被熱泵傳遞的熱量加熱后再進入鍋爐1，通過加熱后再次變?yōu)闊嵴羝?，通過管道進入汽輪機2，汽輪機2輸出動力發(fā)電。從上述實施方式來看，本實用新型通過用熱泵技術(shù)對熱量產(chǎn)生搬運作用，輔助對排放的熱蒸汽進行降溫，并通過熱泵將汽輪機中排放的熱蒸汽中的熱量轉(zhuǎn)移，使用該熱量將凝汽器排出的循環(huán)使用的凝結(jié)水加熱成高溫?zé)崴蛘羝?，并補充到鍋爐中。由于本實用新型通過熱泵輔助冷卻，因此能夠充提供更好的冷卻效果，有效降低了凝汽器中的壓力，提高了汽輪發(fā)電機的發(fā)電效率。并充分利用熱量、減少熱排放兩種方法綜合降低了發(fā)電成本。上述僅對本實用新型中的幾種具體實施例加以說明，但并不能作為本實用新型的保護范圍，凡是依據(jù)本實用新型中的設(shè)計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)認為落入本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種改進型凝汽式熱泵輔助冷卻汽輪發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述改進型凝汽式熱泵輔助冷卻汽輪發(fā)電系統(tǒng)包括鍋爐、汽輪機、凝汽器、熱泵壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、冷卻塔，其中所述鍋爐、汽輪機、凝汽器、冷凝器通過管道依次相連，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循環(huán)回路，所述蒸發(fā)器和冷卻塔的冷水管道匯合后進入凝汽器，并從凝汽器排出后分成兩個熱水管道分別返回冷卻塔和蒸發(fā)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進型凝汽式熱泵輔助冷卻汽輪發(fā)電系統(tǒng)其特征在于:所述熱泵壓縮機設(shè)置于冷凝器和蒸發(fā)器之間，通過管道連接，構(gòu)成壓縮式熱泵系統(tǒng)。
專利摘要本實用新型公開了一種改進型凝汽式熱泵輔助冷卻汽輪發(fā)電系統(tǒng)，所述改進型凝汽式熱泵輔助冷卻汽輪發(fā)電系統(tǒng)包括鍋爐、汽輪機、凝汽器、熱泵壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、冷卻塔，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循環(huán)回路。本實用新型通過熱泵技術(shù)和冷卻塔同時對汽輪機排放的乏汽、熱蒸汽進行降溫凝結(jié)，提高了冷卻凝結(jié)效率，并用熱泵將汽輪機中排放的熱蒸汽中的熱量轉(zhuǎn)移，使用該熱量將變?yōu)橐后w的蒸汽再次轉(zhuǎn)化為高溫液體或低壓蒸汽補充到鍋爐中，從而充分利用熱量、減少熱排放，冷卻效果改善也能增強凝汽器凝汽效果，改善汽輪機輸出功率，通過提高熱電轉(zhuǎn)換率和熱能回收利用兩個方面降低發(fā)電成本。
文檔編號F01K17/00GK203067045SQ201220700170
公開日2013年7月17日 申請日期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 申請人:茍仲武