專利名稱：低背壓再生凝汽式汽輪機設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可充分利用熱能的蒸汽動力裝置，尤其是一種低背壓再生凝汽式汽輪機設(shè)備。
現(xiàn)今世界各國的核電站和絕大多數(shù)火力發(fā)電廠的發(fā)電都采用汽輪機，凝汽式用得最多，也有用其它方式的，但無論用何種方式，其發(fā)電效率均不高，一般只有20%-40%，究其原因主要是汽輪機的熱效率太低，熱能沒有得到充分利用，竟有50%以上的熱量在凝汽器中被冷卻水帶走，散失在周圍環(huán)境中?，F(xiàn)有的凝汽冷卻系統(tǒng)既散失大量熱，浪費大量水，又消耗能源，污染周圍環(huán)境，還需諸如冷水塔之類的許多建筑和機械設(shè)備，很不經(jīng)濟。
凝汽冷卻系統(tǒng)的主要功能是從凝汽器中帶走乏汽液化時所放出的熱，保證液化持續(xù)進行，使汽輪機的排汽端建立并維持一定的真空度，使進入汽機工作的蒸汽能膨脹到盡可能低的壓力，從而增加可以利用的焓降，提高汽輪機的熱效率。但由于冷卻水從中帶走大量的熱量，且?guī)ё邿崃康乃臒崮軐儆诘推肺粺崮?，利用價值不大，所以汽機的熱效率并不可能提得很高。如果采用另外的方法，既能使汽輪機的排汽端建立并維持一定的真空度，又不放走乏汽余熱且使乏汽升壓后再利用的話，那么汽輪機的熱效率就必然很高。
本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)缺點而提供的一種低背壓再生凝汽式汽輪機設(shè)備，它能不放走或少放走乏汽余熱，充分利用熱能，保持低背壓，取銷冷水塔之類的建筑。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的在現(xiàn)有的凝汽動力裝置最簡單的基本循環(huán)-朗肯循環(huán)中的汽輪機出口端加裝乏汽抽吸壓縮裝置，使乏汽升壓后經(jīng)凝汽器液化成高溫水，然后再回到熱源加熱，重新進入汽輪機循環(huán)。由于乏汽壓縮后溫度升高，成為較高品位的熱能，所以乏汽液化時所放出的熱又可作為熱源使用，可直接采用低沸點工質(zhì)(如氟利昂11)將熱量從凝汽器中帶出到下一級汽輪機去做功，然后將做過功的該工質(zhì)再變?yōu)橐簯B(tài)，循環(huán)利用;也可用循環(huán)水將熱量從凝汽器中帶出后直接供熱或再經(jīng)換熱器傳給其它工質(zhì)再行利用。
本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由下文和附圖給出。


圖1是低背壓再生循環(huán)式汽輪機發(fā)電裝置示意圖，圖2是乏汽抽吸壓縮機的剖面示意圖。
圖1主要由鍋爐1，汽輪機2，乏汽抽吸壓縮裝置3及凝汽器4組成。鍋爐1，汽輪機2，均采用現(xiàn)有技術(shù)不變，乏汽抽吸壓縮裝置3可采用一個過汽室5和若干個乏汽抽吸壓縮機6構(gòu)成。過汽室5是連通汽輪機2的出汽口和乏汽抽吸壓縮機6的入汽口的乏汽過渡裝置，與外界保持密閉。乏汽抽吸壓縮機6由汽缸8，入汽口9，進汽閥10，活塞11，出汽閥12，出汽口13，連桿14和曲軸15組成。入汽口9和出汽口13位于抽吸壓縮機6同一端，活塞11位于汽缸8內(nèi)，與缸壁垂直且密切接觸，可上下滑動且不漏汽，進汽閥10位于入汽口9下方，此閥可用氣動方式自動開閉，具有單向進汽作用，出汽閥12位于出汽口13內(nèi)端，具有單向出汽功能。當連桿14帶動活塞11向曲軸15的方向運動時，出汽閥12關(guān)閉，進汽閥10開放。汽進入汽缸8內(nèi)，當活塞11向上運動時，進汽閥10關(guān)閉，壓力逐漸增大，當壓力超過出氣閥12的固有張力(此閥根據(jù)所需壓力裝有阻力裝置)時，此閥開放，經(jīng)壓縮的乏汽排入凝器4。隨著活塞10的往復運動，乏汽不斷從汽輪機排汽端被抽出，壓縮，送入凝器4。當抽氣量大于汽輪機2的排放量時，過汽室5內(nèi)及汽輪機排汽端就會形成一定的真空度，造成低背壓，可利用的焓降增加。在運行中活塞11用轉(zhuǎn)動的曲軸15(可采用偏心輪)通過連桿14牽動，當活塞11向下運動時，由于活塞下端與外界相通，其氣壓一般為一個大氣壓左右，而缸內(nèi)為負壓(0.03at)，所以曲軸就要在有壓力差的條件下工作，當曲軸從A點轉(zhuǎn)至B點時，曲軸要做正功W1，動能變成了活塞的勢能，當曲軸從B點轉(zhuǎn)至A點時，大氣壓力迫使活塞上行，曲軸做負功W2，勢能又變成了動能，當缸內(nèi)氣壓與外界氣壓相等時，如果將摩擦力忽略不計的話，那么W1與W2正好數(shù)值相等且方向相反，曲軸所做的功W1+W2＝0，也就是說若將摩擦力忽略不計的話，無論汽輪機排汽端的負壓有多大，乏汽經(jīng)抽吸壓縮機變成與外界的壓力相等時，壓縮機本身可不耗能。但實際上摩擦力是存在的，曲軸15需要克服摩擦力做功才能實現(xiàn)乏汽抽吸壓縮的功能。若想使乏汽壓縮到更高的壓力，只需造成一個人為的“外界”高壓環(huán)境即可。本壓縮機所消耗的能比起乏汽從某一壓力(如1at)降至更低值(如0.03at)進一步發(fā)電與乏汽在該壓力(如1at)時直接進入凝汽器所多發(fā)出的電能要小很多很多。也就是說凈增了相當多的電量。經(jīng)抽吸增壓的乏汽進入凝汽器4后，放出汽化熱形成高溫水，再用回水泵7送回鍋爐1加熱，循環(huán)利用。
由于乏汽壓縮后體積大大縮小，所以凝汽器4的體積也可縮小。為了改善換熱效果，凝汽器4中的換熱管最好由水平管改成垂直管，并且使冷凝工質(zhì)(如氟利昂11)呈螺旋形上升。從凝汽器4中獲得熱能的低沸點工質(zhì)(如氟利昂11)變成高壓蒸汽，推動汽輪機2′工作，做功后再使之凝成液態(tài)，再到凝汽器4循環(huán)利用。若發(fā)電兼供熱的話，則可用凝汽器出來的冷卻用循環(huán)水直接到熱用戶供熱。乏汽余熱再利用后，等于又增加了一個同樣的鍋爐，節(jié)約了能源。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有效率高、設(shè)備簡單、省水等優(yōu)點。
權(quán)利要求
1.一種充分利用熱能的蒸汽動力設(shè)備，由鍋爐1、汽輪機2、乏汽抽吸壓縮裝置3、凝汽器4等組成，其特征在于乏汽抽吸壓縮裝置3位于汽輪機2的排汽端與凝汽器4之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于乏汽抽吸壓縮裝置3由過汽室5和乏汽抽吸壓縮機6組成，乏汽抽吸壓縮機6由汽缸8、入汽口9、進汽閥10，活塞11，出汽閥12，出汽口13，連桿14和曲軸15組成。入汽口9和出汽口13位于抽吸壓縮機6同一端，活塞11位于汽缸8內(nèi)，進汽閥10位于入汽口9下方，具有單向進汽作用，出汽閥12位于出汽口13內(nèi)端，具有單向出汽功能，曲軸15通過連桿14牽動活塞往復運動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于凝汽器4中的換熱管為垂直排列，冷凝工質(zhì)螺旋形上升。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于采用水和低沸點工質(zhì)(如氟利昂11等)多工質(zhì)、汽輪機2和汽輪機2′等多汽輪機工作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種充分利用熱能的蒸汽動力設(shè)備，尤其是低背壓再生凝汽式汽輪機設(shè)備。它利用乏汽抽吸壓縮裝置將乏汽升溫升壓后再循環(huán)利用，它能保持低背壓，提高熱機效率，且不需冷水塔之類的建筑。乏汽抽吸壓縮機利用了永動機的原理，耗能少。汽輪機采用多工質(zhì)工作，提高了發(fā)電效率。與已有技術(shù)相比具有熱效率高，設(shè)備簡單、省水等優(yōu)點。
文檔編號F01K19/02GK1034246SQ8810971
公開日1989年7月26日 申請日期1988年12月13日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月13日
發(fā)明者張吉林 申請人:張吉林