一種凝汽式汽輪機(jī)有機(jī)工質(zhì)循環(huán)冷卻系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種凝汽式汽輪機(jī)有機(jī)工質(zhì)循環(huán)冷卻系統(tǒng)，由蒸發(fā)器、膨脹機(jī)、發(fā)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)機(jī)械、有機(jī)工質(zhì)泵、冷凝器、切換閥門、抽氣裝置組成。該系統(tǒng)將現(xiàn)有凝汽式汽輪機(jī)乏汽冷卻采用的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)替換為有機(jī)工質(zhì)循環(huán)冷卻系統(tǒng)作為“第二凝汽器”，可有效減少乏汽冷卻工質(zhì)的循環(huán)量，同時(shí)利用溫度范圍為70℃～85℃的乏汽潛熱對(duì)外輸出電能或有用功，將耗能型冷卻轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)能型冷卻，提高了自備電廠汽水系統(tǒng)的能源綜合利用效率。
【專利說(shuō)明】
一種凝汽式汽輪機(jī)有機(jī)工質(zhì)循環(huán)冷卻系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種凝汽式汽輪機(jī)有機(jī)工質(zhì)循環(huán)冷卻系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在化工、煤化工、冶金等行業(yè)的自備電廠汽水系統(tǒng)中，普遍采用凝汽式汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電(見(jiàn)附圖1)，鍋爐I產(chǎn)生的過(guò)熱水蒸汽送入汽輪機(jī)2，汽輪機(jī)2膨脹做功帶動(dòng)發(fā)電機(jī)3發(fā)電，膨脹后的負(fù)壓水蒸汽，通過(guò)凝汽器4冷卻后變成凝結(jié)水，經(jīng)過(guò)凝結(jié)水栗5送入鍋爐給水系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)低壓換熱器6及除氧器7進(jìn)行預(yù)熱和除氧處理，再經(jīng)過(guò)鍋爐給水栗8及高壓換熱器9送入鍋爐循環(huán)使用。凝汽器4通過(guò)冷卻循環(huán)水栗10，送入冷卻塔進(jìn)行冷卻，汽輪機(jī)乏汽冷卻釋放的熱量通過(guò)循環(huán)冷卻水被排放到大氣中。這種方式不僅沒(méi)有有效利用負(fù)壓水蒸汽的潛熱，而且冷卻塔循環(huán)系統(tǒng)的水循環(huán)量大，冷卻水栗、冷卻塔需要消耗大量電能。
[0003]鑒于此，需要設(shè)計(jì)一種更為高效的循環(huán)冷卻系統(tǒng)，以解決上述系統(tǒng)方案的缺陷，提高自備電廠汽水系統(tǒng)的能源綜合利用效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服現(xiàn)有凝汽式汽輪機(jī)凝汽器冷卻方式存在的不足，本發(fā)明提供一種凝汽式汽輪機(jī)有機(jī)工質(zhì)循環(huán)冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠有效減少乏汽冷卻工質(zhì)的循環(huán)量，同時(shí)利用溫度范圍為70°C?85°C的乏汽潛熱對(duì)外輸出電能或有用功，將耗能型冷卻轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)能型冷卻，提高汽水系統(tǒng)的能源綜合利用效率。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:將現(xiàn)有凝汽式汽輪機(jī)乏汽冷卻采用的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)替換為有機(jī)工質(zhì)循環(huán)冷卻系統(tǒng)作為“第二凝汽器”，該系統(tǒng)由蒸發(fā)器100、膨脹機(jī)101、發(fā)電機(jī)102、旋轉(zhuǎn)機(jī)械202、冷凝器103、有機(jī)工質(zhì)栗104、閥門105?108、抽氣裝置109組成，其中蒸發(fā)器100與汽輪機(jī)乏汽管路系統(tǒng)連接，吸收乏汽冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的潛熱，使系統(tǒng)內(nèi)的有機(jī)工質(zhì)由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，氣態(tài)有機(jī)工質(zhì)推動(dòng)膨脹機(jī)101帶動(dòng)發(fā)電機(jī)102發(fā)電或直接拖動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械202對(duì)外做功;有機(jī)工質(zhì)乏氣在冷凝器103冷卻為液態(tài)工質(zhì)，在有機(jī)工質(zhì)栗104的驅(qū)動(dòng)下，液態(tài)工質(zhì)進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)，完成循環(huán);蒸發(fā)器的真空度由抽氣裝置109的持續(xù)運(yùn)行來(lái)確保;有機(jī)工質(zhì)循環(huán)冷卻系統(tǒng)與原冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的切換由閥門105?108實(shí)現(xiàn)。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:一種凝汽式汽輪機(jī)有機(jī)工質(zhì)循環(huán)冷卻系統(tǒng)，替代原有冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，大大減少了乏汽冷卻工質(zhì)的循環(huán)量，同時(shí)利用汽輪機(jī)乏汽的潛熱進(jìn)行發(fā)電或直接拖動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械對(duì)外做功，實(shí)現(xiàn)冷卻方式由耗能型到產(chǎn)能型的轉(zhuǎn)變，使自備電廠汽水系統(tǒng)的能源綜合利用效率大大提高，節(jié)能減排效果明顯，具有廣泛的應(yīng)用前景。
【附圖說(shuō)明】
[0007]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0008]圖1為現(xiàn)有凝汽式汽輪機(jī)循環(huán)冷卻系統(tǒng)的示意圖。
[0009]圖2為本發(fā)明一種凝汽式汽輪機(jī)有機(jī)工質(zhì)循環(huán)冷卻系統(tǒng)示意圖。
[0010]圖3為實(shí)施例二本發(fā)明一種凝汽式汽輪機(jī)有機(jī)工質(zhì)循環(huán)冷卻系統(tǒng)示意圖。
[0011]圖中:1.鍋爐，2.汽輪機(jī)，3.發(fā)電機(jī)，4.凝汽器，5.凝結(jié)水栗，6.低壓加熱器，7.除氧器，8.鍋爐給水栗，9.高壓加熱器，10.冷卻循環(huán)水栗，11.水處理設(shè)備，100.蒸發(fā)器，101.膨脹機(jī)，102.發(fā)電機(jī)，103.冷凝器,104.有機(jī)工質(zhì)栗，105.閥門，106.閥門，107.閥門，108.閥門，109.抽氣裝置，202.旋轉(zhuǎn)機(jī)械。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013]實(shí)施例一
[0014]裝機(jī)容量為75MW的火力發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電過(guò)程中汽輪機(jī)的排氣量為220t/h，乏氣參數(shù)為34kPa、72°C的飽和蒸汽。如圖2所示，閥門105和閥門106開(kāi)啟，閥門107和閥門108關(guān)閉，使汽輪機(jī)乏汽進(jìn)入有機(jī)工質(zhì)循環(huán)冷卻系統(tǒng)的蒸發(fā)器100，乏汽在處于一定真空度的蒸發(fā)器100中釋放熱量，將有機(jī)工質(zhì)冷卻系統(tǒng)中的有機(jī)工質(zhì)由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài);高壓氣態(tài)工質(zhì)推動(dòng)膨脹機(jī)101轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)102工作產(chǎn)生電能;從膨脹機(jī)101排出的低壓有機(jī)工質(zhì)通過(guò)冷凝器103冷卻變成液態(tài)，在有機(jī)工質(zhì)栗104的作用下，液態(tài)有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入蒸發(fā)器，完成循環(huán)。在這個(gè)過(guò)程中，乏汽的潛熱在蒸發(fā)器中被有機(jī)工質(zhì)吸收，變成72°C飽和水，并經(jīng)由鍋爐給水栗送回鍋爐，從而完成汽水系統(tǒng)的發(fā)電循環(huán)。蒸發(fā)器的真空度由抽氣裝置109的持續(xù)運(yùn)行來(lái)確保。
[0015]當(dāng)有機(jī)工質(zhì)循環(huán)冷卻系統(tǒng)檢修時(shí)，閥門105和閥門106關(guān)閉，閥門107和閥門108開(kāi)啟。此時(shí)，汽輪機(jī)乏汽進(jìn)入原有冷卻系統(tǒng)的凝汽器，在凝汽器中被冷凝為飽和水，并經(jīng)由鍋爐給水栗送回鍋爐，從而保證原有汽水系統(tǒng)的發(fā)電循環(huán)可靠穩(wěn)定運(yùn)行。
[0016]汽輪機(jī)乏汽通過(guò)有機(jī)工質(zhì)循環(huán)冷卻系統(tǒng)，可產(chǎn)生10089kW的凈發(fā)電量，而原發(fā)電系統(tǒng)采用冷卻循環(huán)水系統(tǒng)，冷卻過(guò)程中的耗電功率為4224kW，綜合兩項(xiàng)，本發(fā)明產(chǎn)生的節(jié)能收益為 14313kW。
[0017]實(shí)施例二
[0018]請(qǐng)參閱圖3，實(shí)施例二與實(shí)施例一的區(qū)別在于，本實(shí)施例中，膨脹機(jī)101直接拖動(dòng)自備電廠的栗、風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)或其他類型的旋轉(zhuǎn)機(jī)械202對(duì)外做有用功。
[0019]顯然，上面描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種凝汽式汽輪機(jī)有機(jī)工質(zhì)循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其特征是:將現(xiàn)有凝汽式汽輪機(jī)乏汽冷卻采用的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)替換為有機(jī)工質(zhì)循環(huán)冷卻系統(tǒng)作為“第二凝汽器”，該系統(tǒng)由蒸發(fā)器100、膨脹機(jī)101、發(fā)電機(jī)102、旋轉(zhuǎn)機(jī)械202、冷凝器103、有機(jī)工質(zhì)栗104、閥門105?108、抽氣裝置109組成，其中蒸發(fā)器100與汽輪機(jī)乏汽管路系統(tǒng)連接，吸收乏汽冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的潛熱，使系統(tǒng)內(nèi)的有機(jī)工質(zhì)由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，氣態(tài)有機(jī)工質(zhì)推動(dòng)膨脹機(jī)101帶動(dòng)發(fā)電機(jī)102發(fā)電或直接拖動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械202對(duì)外做功;有機(jī)工質(zhì)乏氣在冷凝器103冷卻為液態(tài)工質(zhì)，在有機(jī)工質(zhì)栗104的驅(qū)動(dòng)下，液態(tài)工質(zhì)進(jìn)入蒸發(fā)器蒸發(fā)，完成循環(huán);蒸發(fā)器的真空度由抽氣裝置109的持續(xù)運(yùn)行來(lái)確保;有機(jī)工質(zhì)循環(huán)冷卻系統(tǒng)與原冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的切換由閥門105?108實(shí)現(xiàn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種凝汽式汽輪機(jī)有機(jī)工質(zhì)循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其特征是:將現(xiàn)有凝汽式汽輪機(jī)乏汽冷卻采用的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)替換為有機(jī)工質(zhì)循環(huán)冷卻系統(tǒng)作為“第二凝汽器”。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種凝汽式汽輪機(jī)有機(jī)工質(zhì)循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其特征是:利用溫度范圍為70 0C?85 0C的凝汽式汽輪機(jī)乏汽潛熱使系統(tǒng)內(nèi)的有機(jī)工質(zhì)由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，氣態(tài)有機(jī)工質(zhì)推動(dòng)膨脹機(jī)101帶動(dòng)發(fā)電機(jī)102發(fā)電或直接拖動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械202對(duì)外做功。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種凝汽式汽輪機(jī)有機(jī)工質(zhì)循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其特征是:蒸發(fā)器的真空度由抽氣裝置109的持續(xù)運(yùn)行來(lái)確保。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種凝汽式汽輪機(jī)有機(jī)工質(zhì)循環(huán)冷卻系統(tǒng)，其特征是:當(dāng)有機(jī)工質(zhì)循環(huán)冷卻系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，閥門105和閥門106開(kāi)啟，閥門107和閥門108關(guān)閉；當(dāng)有機(jī)工質(zhì)循環(huán)冷卻系統(tǒng)檢修時(shí)，閥門105和閥門106關(guān)閉，閥門107和閥門108開(kāi)啟。
【文檔編號(hào)】F01D25/12GK106089343SQ201610701657
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月23日
【發(fā)明人】馬永杰, 徐峰
【申請(qǐng)人】四川開(kāi)山新瑪能源科技有限公司