CN111485963A - 一种节能高效低排放汽轮发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种节能高效低排放汽轮发电装置，旨在提供一种能提取乏汽的热能用于发电的汽轮发电装置。其汽水***包括汽轮机、凝结水泵、给水泵、锅炉，在所述汽轮机与所述给水泵之间设置有热泵，所述汽轮机出口与所述热泵的蒸发器进口连接，所述热泵的蒸发器出口与所述凝结水泵进口连接，所述凝结水泵出口与所述热泵的冷凝器进口连接，所述热泵的冷凝器出口与所述给水泵进口连接。本发明适用于凝汽式火力发电厂。

Description

一种节能高效低排放汽轮发电装置
技术领域
本发明涉及一种汽轮发电***，特别涉及一种节能高效低排放汽轮发电***的汽水装置。
背景技术
现有的凝汽式火力发电***都是基于郎肯循环原理，其动力汽水***包括锅炉、汽轮机、凝汽器、凝结水泵、低压加热器、给水泵。该动力汽水***的工作原理是：水在锅炉中被加热成蒸汽，蒸汽进入汽轮机推动汽轮机的叶片做功，汽轮机带动发电机发电，做完功的乏汽（蒸汽）离开汽轮机后进入凝汽器，在凝汽器内，乏汽经过冷却水冷却后凝结成凝结水，凝结水经凝结水泵送入低压加热器加热后，再由给水泵将加热后的凝结水打入锅炉加热成蒸汽，然后蒸汽再进入汽轮机做功，这样周而复始不断地做功。这种发电***的缺点是发电机组效率低，而且冷却水从乏汽中吸收来的热能难以再利用，直接排放既造成环境污染，又浪费能源。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种节能高效低排放汽轮发电装置，它能有效提取乏汽中的热能，加大汽轮机的压力差，提高发电机组的效率，并将吸收的热能搬运至凝结水用于发电，从而减少排放，节约能源。
为了解决上述存在的技术问题，本发明采用下述技术方案：一种节能高效低排放汽轮发电装置，其汽水***包括汽轮机、凝结水泵、给水泵、锅炉，在所述汽轮机与所述给水泵之间设置有热泵，所述汽轮机出口与所述热泵的蒸发器进口连接，所述热泵的蒸发器出口与所述凝结水泵进口连接，所述凝结水泵出口与所述热泵的冷凝器进口连接，所述热泵的冷凝器出口与所述给水泵进口连接。
本发明还可以：所述热泵的功率与所述热泵工作介质的工作温度相适配，使所述热泵有足够的能力搬走蒸发器内乏汽所携带的热量，控制蒸发器的温度，从而保证热泵在允许的工作温度范围内工作。当单台热泵的功率无法满足实际需要时，可以采用多台热泵并联使用，即：所述热泵由两套以上分热泵组成，所述两套以上分热泵的连接方式为并联连接。所述热泵为水源热泵。在所述热泵的冷凝器与所述给水泵之间可以设置除氧器，所述除氧器还可以配置补给水装置，所述补给水装置设置有处理生水的水处理设备。在所述给水泵与所述锅炉之间还可以设置高压加热器。在所述锅炉前可以设置省煤器。在所述锅炉后还可以设置过热器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：⑴热泵提取乏汽携带的热量并转送给凝结水用于发电，节能；⑵大量减少热量排放，环保；⑶热泵的功率与热泵工作介质的工作温度相适配，也就是说热泵有足够的能力把乏汽的热量搬走，控制温度，从而保证热泵在允许的温度范围内工作；⑷从乏汽中搬走热量，可以降低汽轮机出口乏汽的饱和温度和压力，加大汽轮机的压力差，从而提高汽轮发电机组的效率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
图1为单台热泵汽水***原理图；
图2为多台热泵汽水***原理图；
图3为带附加装置的多台热泵汽水***原理图；
图中：乏汽1 蒸发器2 压缩机3 冷凝器4 节流阀5 凝结水泵6 加热后的凝结水7。
具体实施方式
案例一：
在图1中，一种节能高效低排放汽轮发电装置的汽水***由汽轮机、热泵、凝结水泵6、给水泵、锅炉组成，所述热泵由蒸发器2、压缩机3、冷凝器4及节流阀5组成。所述汽轮机的出口与所述蒸发器2的进口连接，所述蒸发器2的出口与所述凝结水泵6的进口连接，所述凝结水泵6的出口与所述冷凝器4进口连接，所述冷凝器4的出口与所述给水泵的进口连接。在本装置中，通过加大所述热泵的功率或者减少乏汽1流量的方法，使所述热泵的功率与上述热泵工作介质的工作温度相适配，也就是说让所述热泵有足够的能力搬走蒸发器2中乏汽1的热量，从而控制蒸发器的温度，保证热泵在正常的工作温度范围内工作。
本装置的工作原理是，制冷剂在压缩机3的作用下从蒸发器2进入冷凝器4，将吸收的热量带至冷凝器4中释放后，再经节流阀5回到蒸发器2中。蒸发器2起凝结器的作用，制冷剂在蒸发器2内吸收乏汽1的热量后蒸发，乏汽1失去热量后凝结成凝结水。冷凝器4起低压加热器的作用，凝结水在凝结水泵6的作用下进入冷凝器4，凝结水在冷凝器4内吸收制冷剂冷凝时释放的热量，变成加热后的凝结水7，然后加热后的凝结水7先后经过给水泵和锅炉变成蒸汽后，进入汽轮机做功，再回到蒸发器2完成一个循环，同时汽轮机带动发电机发电。
案例二：
在图2中，一种节能高效低排放汽轮发电装置的汽水***包括汽轮机、热泵、给水泵、锅炉，所述热泵由多台分热泵组成，所述分热泵由蒸发器2、压缩机3、冷凝器4及节流阀5组成，所述各分热泵都设置有对应的凝结水泵6。所述汽轮机的出口与所述蒸发器2进口连接，所述蒸发器2出口与对应的凝结水泵6的进口连接，对应的凝结水泵6的出口与所述冷凝器4进口连接，所述冷凝器4的出口与所述给水泵的进口连接。在本装置中，通过多台分热泵并联加大热泵的功率或者减少乏汽1流量的方法，使所述热泵的功率与所述热泵工作介质的工作温度相适配，也就是说让所述热泵有足够的能力搬走各蒸发器2中乏汽1的热量，从而控制各蒸发器2的温度，保证热泵在正常的工作温度范围内工作。
本装置的工作原理与案例一相同。
案例三：
图3是在图2的基础上，在冷凝器与给水泵之间加装有除氧器，所述除氧器配置有补给水装置，所述补给水装置带有处理生水的水处理设备。在所述给水泵与所述锅炉之间设置有高压加热器。在所述锅炉前设置有省煤器。在所述锅炉后还设置有过热器。

Claims (8)

1.一种节能高效低排放汽轮发电装置，其汽水***包括汽轮机、凝结水泵、给水泵、锅炉，其特征是：在所述汽轮机与所述给水泵之间设置有热泵，所述汽轮机出口与所述热泵的蒸发器进口连接，所述热泵的蒸发器出口与所述凝结水泵进口连接，所述凝结水泵出口与所述热泵的冷凝器进口连接，所述热泵的冷凝器出口与所述给水泵进口连接。
2.根据权利要求1所述的节能高效低排放汽轮发电装置，其特征是：所述热泵的功率与所述热泵工作介质的工作温度相适配。
3.根据权利要求2所述的节能高效低排放汽轮发电装置，其特征是：所述热泵由两套以上分热泵组成，所述两套以上分热泵的连接方式为并联连接。
4.根据权利要求3所述的节能高效低排放汽轮发电装置，其特征是：所述热泵为水源热泵。
5.根据权利要求4所述的节能高效低排放汽轮发电装置，其特征是：在所述热泵的冷凝器与所述给水泵之间设置有除氧器，所述除氧器配有补给水装置，所述补给水装置设置有处理生水的水处理设备。
6.根据权利要求5所述的节能高效低排放汽轮发电装置，其特征是：在所述给水泵与所述锅炉之间设置有高压加热器。
7.根据权利要求6所述的节能高效低排放汽轮发电装置，其特征是：在所述锅炉前设置有省煤器。
8.根据权利要求7所述的节能高效低排放汽轮发电装置，其特征是：在所述锅炉后设置有过热器。
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