汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，包括汽輪機(jī)、鍋爐、蒸發(fā)式凝汽器、水箱以及水泵裝置，其中，汽輪機(jī)的排氣口通過排氣管道與蒸發(fā)式凝汽器的入口連接，鍋爐通過管道與汽輪機(jī)的進(jìn)氣口連接，鍋爐將水加熱后經(jīng)其排氣口通過管道輸送至汽輪機(jī)，蒸發(fā)式凝汽器設(shè)有換熱管束，換熱管束的一端與排氣管道連接，換熱管束的另一端與凝結(jié)水管連接，循環(huán)冷卻水在換熱管束的外表面布滿水膜，汽輪機(jī)的排汽通過排氣管道進(jìn)入換熱管束內(nèi)，在與換熱管束外的水膜進(jìn)行換熱后，形成凝結(jié)水經(jīng)凝結(jié)水管進(jìn)入水箱。本汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，同時(shí)耗水量和耗電量較低。
【專利說明】汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)電設(shè)備結(jié)構(gòu)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)利用蒸汽發(fā)電的汽輪機(jī)組，對(duì)汽輪機(jī)排汽的冷卻通常采用傳統(tǒng)的濕冷冷卻系統(tǒng)。傳統(tǒng)的濕冷冷卻系統(tǒng)主要是自然通風(fēng)冷卻塔冷卻系統(tǒng)和機(jī)力通風(fēng)冷卻塔冷卻系統(tǒng)，其工藝流程是:汽輪機(jī)的排汽通過表面式凝汽器與循環(huán)冷卻水進(jìn)行熱量交換，以將其凝為凝結(jié)水，凝結(jié)水經(jīng)由凝結(jié)水泵送到水處理中心進(jìn)行過濾、除氧等處理，之后再送到鍋爐進(jìn)行再生產(chǎn)高壓蒸汽用于發(fā)電，進(jìn)行循環(huán)利用。在上述換熱過程中，循環(huán)冷卻水經(jīng)過表面凝汽器的管程，溫度升高吸收熱量，經(jīng)循環(huán)水泵送入自然通風(fēng)冷卻塔或機(jī)力通風(fēng)冷卻塔，將其冷卻循環(huán)利用。汽輪機(jī)排汽的凝結(jié)是靠循環(huán)冷卻水的溫升帶走熱量，循環(huán)冷卻水再通過自然通風(fēng)塔或者機(jī)力通風(fēng)塔的水分蒸發(fā)而帶走熱量，來達(dá)到換熱的效果，整個(gè)換熱過程經(jīng)過兩次換熱。
[0003]采用上述的傳統(tǒng)濕冷冷卻系統(tǒng)，存在以下不足:(I)系統(tǒng)復(fù)雜，傳統(tǒng)濕冷系統(tǒng)是由多個(gè)部件組成的系統(tǒng)工程，如水冷凝汽器、冷卻塔、循環(huán)水泵、管線以及凝汽器清洗系統(tǒng)等，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。(2)冷卻循環(huán)水量需求大，Ikg水升高1°C帶走Ikcal熱量,Ikg凝汽放出570kcal熱量，假設(shè)循環(huán)水溫升8°C，則冷凝Ikg蒸汽需要70kg循環(huán)水，用水量比較龐大。
[3]耗電量大，為了達(dá)到冷凝排汽的效果，需求較大的冷卻循環(huán)水量，這就要求水泵揚(yáng)程和功率必須足夠大(通風(fēng)塔所需循環(huán)水泵揚(yáng)程一般為22?26m);機(jī)力通風(fēng)塔系統(tǒng)還需加上強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)的功率消耗，耗電量更大。(4)耗水量大，系統(tǒng)的循環(huán)冷卻水損失主要由三部分組成:蒸發(fā)損失、風(fēng)吹損失和排污損失，總耗水量一般為循環(huán)水量的3?5%左右。(5)系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)要求高，如果水質(zhì)不好，會(huì)造成凝汽器管內(nèi)結(jié)垢堵塞頻繁，存在清洗工作比較困難，清洗勞動(dòng)強(qiáng)度大等問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于提供一種汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，旨在簡化汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)同時(shí)降低耗水量和耗電量。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，包括汽輪機(jī)、鍋爐、蒸發(fā)式凝汽器、水箱以及水泵裝置，其中，所述汽輪機(jī)的排氣口通過排氣管道與所述蒸發(fā)式凝汽器的入口連接，所述蒸發(fā)式凝汽器的出口通過凝結(jié)水管與所述水箱連接，所述水箱通過管道經(jīng)所述水泵裝置與所述鍋爐連接，所述鍋爐通過管道與所述汽輪機(jī)的進(jìn)氣口連接，所述鍋爐將水加熱后經(jīng)其排氣口通過管道輸送至所述汽輪機(jī)，所述蒸發(fā)式凝汽器設(shè)有換熱管束，所述換熱管束的一端與所述排氣管道連接，所述換熱管束的另一端與所述凝結(jié)水管連接，循環(huán)冷卻水在所述換熱管束的外表面布滿水膜，所述汽輪機(jī)的排汽通過所述排氣管道進(jìn)入所述換熱管束內(nèi)，在與所述換熱管束外的水膜進(jìn)行換熱后，形成凝結(jié)水經(jīng)所述凝結(jié)水管進(jìn)入所述水箱。
[0006]優(yōu)選地，所述蒸發(fā)式凝汽器設(shè)置有多個(gè)，多個(gè)所述蒸發(fā)式凝汽器并聯(lián)設(shè)置，多個(gè)所述蒸發(fā)式凝汽器的入口均與所述汽輪機(jī)的排氣口連通，多個(gè)所述蒸發(fā)式凝汽器的出口均與所述水箱連通。
[0007]優(yōu)選地，所述鍋爐與所述汽輪機(jī)的進(jìn)氣口之間還設(shè)有過濾器。
[0008]優(yōu)選地，所述水箱與所述鍋爐之間還設(shè)有用于過濾水中雜質(zhì)的水處理設(shè)備，所述水泵裝置包括位于所述水箱與所述水處理設(shè)備之間的凝結(jié)水泵，以及位于所述鍋爐與所述水處理設(shè)備之間的給水泵。
[0009]優(yōu)選地，所述給水泵與所述鍋爐之間還設(shè)有高壓加熱器。
[0010]優(yōu)選地，所述給水泵與所述水處理設(shè)備之間還設(shè)有低壓加熱器。
[0011]優(yōu)選地，所述低壓加熱器與所述給水泵之間還設(shè)有除氧器。
[0012]優(yōu)選地，所述蒸發(fā)式凝汽器上還設(shè)有與所述排氣管道連通的抽真空管。
[0013]本發(fā)明提出的汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，省略了大功率循環(huán)水泵和冷卻塔等設(shè)備設(shè)施，使本汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更簡單，系統(tǒng)總體功耗比機(jī)力通風(fēng)冷卻塔冷卻系統(tǒng)低50%左右，系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用低。另外，因蒸發(fā)式凝汽器使用的冷卻水是布置于換熱管束的外部，在換熱管束的外表面布滿水膜而不是在換熱管內(nèi)的水通道與蒸汽通道進(jìn)行換熱，故蒸發(fā)式凝汽器不存在管內(nèi)結(jié)垢堵塞，對(duì)水質(zhì)要求不高，節(jié)約了水處理費(fèi)用，同時(shí)因不存在水在管內(nèi)結(jié)垢，因此，換熱管束的清洗比較簡單，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。另外，蒸發(fā)式凝汽器相對(duì)于傳統(tǒng)濕冷冷卻系統(tǒng)，其具有占地面積小、耗水量小的優(yōu)點(diǎn)。因循環(huán)冷卻系統(tǒng)水的流失主要由三方面引起，即蒸發(fā)損失、風(fēng)吹損失和排污損失，采用本汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)循環(huán)水量約為傳統(tǒng)水冷系統(tǒng)的1/5，補(bǔ)充水量約為傳統(tǒng)水冷系統(tǒng)的50%~60%。另外，由于蒸發(fā)式凝汽器采用的是一次換熱，水膜在負(fù)壓下蒸發(fā)，因此可以獲得比傳統(tǒng)通風(fēng)塔水冷系統(tǒng)更低的背壓，換熱效果更顯著。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。

【具體實(shí)施方式】
[0016]應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0017]參照?qǐng)D1，圖1為本發(fā)明汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]本優(yōu)選實(shí)施例中，汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)包括汽輪機(jī)10、鍋爐20、蒸發(fā)式凝汽器30、水箱40以及水泵裝置50，其中，汽輪機(jī)10的排氣口通過排氣管道11與蒸發(fā)式凝汽器30的入口連接，蒸發(fā)式凝汽器30的出口通過凝結(jié)水管12與水箱40連接，水箱40通過管道經(jīng)水泵裝置50與鍋爐20連接，鍋爐20通過管道與汽輪機(jī)10的進(jìn)氣口連接，鍋爐20將水加熱后經(jīng)其排氣口通過管道輸送至汽輪機(jī)10，蒸發(fā)式凝汽器30設(shè)有換熱管束，換熱管束的一端與排氣管道11連接，換熱管束的另一端與凝結(jié)水管12連接，循環(huán)冷卻水在換熱管束的外表面布滿水膜，汽輪機(jī)10的排汽通過排氣管道11進(jìn)入換熱管束內(nèi)，在與換熱管束外的水膜進(jìn)行換熱后，形成凝結(jié)水經(jīng)凝結(jié)水管12進(jìn)入水箱40。
[0019]具體地，本實(shí)施例中，蒸發(fā)式凝汽器30上還設(shè)有與排氣管道11連通的抽真空管31，抽真空管31將汽輪機(jī)10中的不凝性氣體抽出產(chǎn)生負(fù)壓。
[0020]本汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的工作原理如下:首先鍋爐20將水加熱后經(jīng)其排氣口通過管道輸送至汽輪機(jī)10，蒸汽帶動(dòng)汽輪機(jī)10進(jìn)行發(fā)電，發(fā)電后的排汽進(jìn)入到換熱管束內(nèi)部，因循環(huán)冷卻水在換熱管束的外表面布滿水膜，換熱管束內(nèi)部的蒸汽與換熱管束的外表面的水膜進(jìn)行熱交換蒸汽冷凝為水后，經(jīng)凝結(jié)水管12進(jìn)入水箱40，水箱40中的水通過水泵裝置50輸送到鍋爐20內(nèi)，鍋爐20將水進(jìn)行加熱后，產(chǎn)生蒸汽帶動(dòng)汽輪機(jī)10進(jìn)行發(fā)電，從而形成了一水循環(huán)回收系統(tǒng)。
[0021]本實(shí)施例提出的汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，因省略了大功率循環(huán)水泵和冷卻塔等設(shè)備設(shè)施，使本汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更簡單，系統(tǒng)總體功耗比機(jī)力通風(fēng)冷卻塔冷卻系統(tǒng)低50%左右，系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用低。另外，因蒸發(fā)式凝汽器30使用的冷卻水是布置于換熱管束的外部，在換熱管束的外表面布滿水膜而不是在換熱管內(nèi)的水通道與蒸汽通道進(jìn)行換熱，故蒸發(fā)式凝汽器30不存在管內(nèi)結(jié)垢堵塞 ，對(duì)水質(zhì)要求不高，節(jié)約了水處理費(fèi)用，同時(shí)因不存在水在管內(nèi)結(jié)垢，因此，換熱管束的清洗比較簡單，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。另外，蒸發(fā)式凝汽器30相對(duì)于傳統(tǒng)濕冷冷卻系統(tǒng)，其具有占地面積小、耗水量小的優(yōu)點(diǎn)。因循環(huán)冷卻系統(tǒng)水的流失主要由三方面引起，即蒸發(fā)損失、風(fēng)吹損失和排污損失，本汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)中蒸發(fā)式凝汽器30是潛熱換熱，相比傳統(tǒng)濕冷冷卻系統(tǒng)，整個(gè)過程只需要經(jīng)過一次熱量交換，不需要大型循環(huán)水泵和大型冷卻塔，節(jié)能節(jié)水效果顯著，采用本汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)其循環(huán)水量約為傳統(tǒng)水冷系統(tǒng)的1/5，補(bǔ)充水量約為傳統(tǒng)水冷系統(tǒng)的50%~60%。另外，由于蒸發(fā)式凝汽器30采用的是一次換熱，水膜在負(fù)壓下蒸發(fā)，因此可以獲得比傳統(tǒng)通風(fēng)塔水冷系統(tǒng)更低的背壓，換熱效果更顯著。
[0022]進(jìn)一步地，蒸發(fā)式凝汽器30設(shè)置有多個(gè)，多個(gè)蒸發(fā)式凝汽器30并聯(lián)設(shè)置，多個(gè)蒸發(fā)式凝汽器30的入口均與汽輪機(jī)10的排氣口連通，多個(gè)蒸發(fā)式凝汽器30的出口均與水箱40連通。因蒸發(fā)式凝汽器30的體積遠(yuǎn)小于表面式凝汽器，本實(shí)施例中可設(shè)置多個(gè)蒸發(fā)式凝汽器30并聯(lián)的方案，這種結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn):首先，可以根據(jù)機(jī)組運(yùn)行工況及氣象條件靈活調(diào)整蒸發(fā)式凝汽器30的運(yùn)行臺(tái)數(shù)、以及蒸發(fā)式凝汽器30的運(yùn)行方式(干運(yùn)行或濕運(yùn)行)，滿足機(jī)組變工況運(yùn)行要求(夏天可以控制蒸發(fā)式凝汽器30的運(yùn)行臺(tái)數(shù)多于冬天)；其次，本汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)維護(hù)方便，當(dāng)某臺(tái)蒸發(fā)式凝汽器30出現(xiàn)問題時(shí)，可以將其隔離維護(hù)，并不影響整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行。
[0023]進(jìn)一步地，鍋爐20與汽輪機(jī)10的進(jìn)氣口之間還設(shè)有過濾器60。過濾器60可減少雜質(zhì)進(jìn)入汽輪機(jī)10內(nèi)，從而提高汽輪機(jī)10的工作穩(wěn)定性。
[0024]進(jìn)一步地,水箱40與鍋爐20之間還設(shè)有用于過濾水中雜質(zhì)的水處理設(shè)備70,水泵裝置50包括位于水箱40與水處理設(shè)備70之間的凝結(jié)水泵501，以及位于鍋爐20與水處理設(shè)備70之間的給水泵502。
[0025]水處理設(shè)備70將水箱40排出的水進(jìn)行過濾，從而減少進(jìn)入鍋爐20的雜質(zhì)，使本汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行更加可靠。
[0026]進(jìn)一步地，給水泵502與鍋爐20之間還設(shè)有高壓加熱器61，給水泵502與水處理設(shè)備70之間還設(shè)有低壓加熱器62。
[0027]高壓加熱器61和低壓加熱器62利用汽輪機(jī)10的部分抽氣對(duì)給水進(jìn)行加熱，提高進(jìn)入鍋爐20中水的溫度，減少了汽輪機(jī)10排往蒸發(fā)式凝汽器30中的蒸汽量，降低了能源損失，提高了汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的循環(huán)效率。
[0028]進(jìn)一步地，本實(shí)施例中，低壓加熱器62與給水泵502之間還設(shè)有除氧器63。
[0029]除氧器63將水加熱以除去溶解于水中的氧及其它氣體，從而防止和降低循環(huán)水對(duì)鍋爐20的給水管、管道以及其它附屬設(shè)備的腐蝕。
[0030]本實(shí)施例提出的汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，整體節(jié)能效果顯著。在采用蒸發(fā)式凝汽器30后，系統(tǒng)消耗的總功率為164kw，而采用傳統(tǒng)的機(jī)力塔凝氣冷卻系統(tǒng)設(shè)備配置消耗總功率為352kw,因此，本汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)力塔冷卻系統(tǒng)可節(jié)能50%以上。
[0031]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括汽輪機(jī)、鍋爐、蒸發(fā)式凝汽器、水箱以及水泵裝置，其中，所述汽輪機(jī)的排氣口通過排氣管道與所述蒸發(fā)式凝汽器的入口連接，所述蒸發(fā)式凝汽器的出口通過凝結(jié)水管與所述水箱連接，所述水箱通過管道經(jīng)所述水泵裝置與所述鍋爐連接，所述鍋爐通過管道與所述汽輪機(jī)的進(jìn)氣口連接，所述鍋爐將水加熱后經(jīng)其排氣口通過管道輸送至所述汽輪機(jī)，所述蒸發(fā)式凝汽器設(shè)有換熱管束，所述換熱管束的一端與所述排氣管道連接，所述換熱管束的另一端與所述凝結(jié)水管連接，循環(huán)冷卻水在所述換熱管束的外表面布滿水膜，所述汽輪機(jī)的排汽通過所述排氣管道進(jìn)入所述換熱管束內(nèi)，在與所述換熱管束外的水膜進(jìn)行換熱后，形成凝結(jié)水經(jīng)所述凝結(jié)水管進(jìn)入所述水箱。
2.如權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸發(fā)式凝汽器設(shè)置有多個(gè)，多個(gè)所述蒸發(fā)式凝汽器并聯(lián)設(shè)置，多個(gè)所述蒸發(fā)式凝汽器的入口均與所述汽輪機(jī)的排氣口連通，多個(gè)所述蒸發(fā)式凝汽器的出口均與所述水箱連通。
3.如權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述鍋爐與所述汽輪機(jī)的進(jìn)氣口之間還設(shè)有過濾器。
4.如權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述水箱與所述鍋爐之間還設(shè)有用于過濾水中雜質(zhì)的水處理設(shè)備，所述水泵裝置包括位于所述水箱與所述水處理設(shè)備之間的凝結(jié)水泵，以及位于所述鍋爐與所述水處理設(shè)備之間的給水泵。
5.如權(quán)利要求4所述的汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述給水泵與所述鍋爐之間還設(shè)有高壓加熱器。
6.如權(quán)利要求4所述的汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述給水泵與所述水處理設(shè)備之間還設(shè)有低壓加熱器。
7.如權(quán)利要求6所述的汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述低壓加熱器與所述給水泵之間還設(shè)有除氧器。
8.如權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸發(fā)式凝汽器上還設(shè)有與所述排氣管道連通的抽真空管。
【文檔編號(hào)】F01D15/10GK104074559SQ201410349765
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】宋開榮, 趙俊華, 陳華, 郭勇, 王波, 李麗, 梁偉 申請(qǐng)人:襄陽澤東化工集團(tuán)有限公司