CN211739548U - 一种新型发电厂能源综合利用无温排水热力*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种新型发电厂能源综合利用无温排水热力***，其特征在于，包括压缩机(9)，蒸发器(4)，节流装置(10)和冷凝器(6)；低压气态冷媒经过所述压缩机(9)加压后进入所述冷凝器(6)，在所述冷凝器(6)中冷媒与汽轮机给水***进行热交换，经所述冷凝器(6)加热后的冷媒流经所述节流装置(10)，经所述节流装置(10)气化后的冷媒经过所述蒸发器(4)，冷媒在所述蒸发器(4)中将热量传递给汽轮机乏汽；在所述蒸发器(4)中冷凝后的冷媒重新进入了所述压缩机(9)。具有相当好的经济性和节能效果，而且避免了向环境排放温排水，整个热力***不再依赖于水体热阱，即使在缺水和空气温度较高地区也有非常好的经济性。
Description
技术领域
本实用新型涉及发电厂节能领域，特别是涉及核电、火电、光热、生物质等有乏热电厂的能源综合利用，属能源和节能领域。
背景技术
目前世界范围内发电厂的热力***，通常采用蒸汽为工质的朗肯循环，一般来讲超临界火电机组循环效率大约在45％左右，大型核电机组一般为饱和蒸汽循环效率大约在35％左右。在世界上，绝大多数电力由热量转化而来，例如：锅炉、核反应堆、光热、可燃气、生物质等产生的热量，而这么庞大的热量只有平均不到40％转换为了电力，另外超过60％的大部分热量变成乏热，通过温排水等排到了环境中，大多数乏热都成为了水体热污染的污染源，这导致了地表水体温度的升高，降低水体溶解氧且加重水体污染，导致藻类生物的群落更替，加快水生生物的生化反应速度，破坏鱼类生存环境，危害人类健康。
如果有比该海区正常水温高4℃以上的热废水常年注入时，就会产生热污染的问题。而现有发电厂热力***温排水的温度一般高于环境受纳水体温度6～11℃。目前世界上已经发生了一些热污染的危害事件。美国核电厂所导致的比斯坎湾热污染生物灭绝事件调查结果表明，在水温升高4℃以上的水域中，几乎所有的动植物绝迹，常见的硅藻、红藻和褐藻也消失了，而代之是高温种类的蓝绿藻大量地繁殖。
《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)规定，人为原因造成的天然水体水温的变化，周平均最大温升≤1℃，周平均最大温降≤2℃。国外的标准则是以保护鱼类为出发点，例如，美国规定，向河水中排放的热量不能使在任何月份的水温超过2.8℃，在湖泊和水库中则不允许超过1.6℃，在近海和海湾，夏季水温不允许超过该月平均温度的0.83℃，在冬季则不允许超过该月平均温度的1.2℃，由于人为的原因，海水的温度变化每小时不能超过0.56℃。
造成上述问题存在的原因是发电厂热量没有得到充分利用，由于乏热温度低，传统观点认为乏热(火用)值低没有利用价值，现有技术对于热力***的乏热没有办法完全进行回收利用，从而造成大量低(火用)值的低品位热量流失，即造成了能量损失，也产生了大量的热污染。
本实用新型针对上述现有技术的不足之处，提供一种新型的发电厂能源综合利用无温排水热力***。采用一套装置利用高品位能量将热力***全部低品位乏热转换成较高品位的热量，用于能源综合利用，主要用途有如下几个方面：
1)用于回热，加热给水以提高热力***效率；
2)海水淡化；
3)供热；
4)用于热力***回热热源，加热给水；
5)制药厂，造纸厂，化工厂等需要中品位热量的设施；
6)机力通风冷却塔。本冷却塔用于启动停机，以及热用户需求不足时热量的平衡，可以将热力***乏热散到空气。由于本实用新型将低品位乏热转换为较高品位热量，散热温度高，机力通风冷却塔造价可以大幅降低，同时对于空气温度不再敏感，在沙漠干旱等缺水地区同样有良好的应用效果。
实用新型内容
为了实现以上目的，本实用新型提供一种新型的发电厂能源综合利用无温排水热力***。
本实用新型取消了传统热力***中排放余热的最终热阱凝汽器和循环水***，以及空冷***，包括压缩机(9)，蒸发器(4)，节流装置(10)和冷凝器(6)；
低压气态冷媒经过所述压缩机(9)加压后进入所述冷凝器(6)，在所述冷凝器(6)中冷媒与汽轮机给水***进行热交换，经所述冷凝器(6)加热后的冷媒流经所述节流装置(10)，经所述节流装置(10)气化后的冷媒经过所述蒸发器(4)，冷媒在所述蒸发器(4)中将热量传递给汽轮机乏汽；在所述蒸发器(4)中冷凝后的冷媒重新进入了所述压缩机(9)。
优选的，所述压缩机(9)出口经加压的冷媒可将热量传递给海水淡化***，供热***，热用户(12)，机力通风冷却塔(11)。
优选的，所述汽轮机乏汽在所述蒸发器(4)中与冷媒进行热交换，所述汽轮机乏汽在所述蒸发器(4)中凝结成为给水，所述给水由凝结水泵(5)输送到所述冷凝器(6)，所述给水在所述冷凝器(6)中吸收所述被加压冷媒的热量后进入原热力***。所述给水被加热后，再通过原有的除氧器，给水泵，回热加热器后返回锅炉/核岛被加热形成蒸汽，通过汽轮机做功后又变成乏汽，从而形成循环。
优选的，所述压缩机(9)由小汽轮机(8)驱动。
从蒸发器(4)流出的热水由热水泵(16)加压后送入热用户管道(出水)，进入热用户换热器(12)内进行热交换，将热量传递给热用户，最后回到冷凝器(6)中(回水)吸收冷媒冷凝时产生的热量变成热水(出水)。
优选的，所述冷媒可为制冷剂氟利昂、氨或水。
优选的，所述蒸发器(4)的工作温度在10～18℃。
优选的，所述***可设置抽真空装置和冷媒充液装置。
综上所述，本实用新型工作过程是一个不断地进行热交换的能量转换过程。在这里，主***将汽轮机循环***产生的乏热增温后，传递给热用户循环***，给水回热，视具体情况，能效比可达3～8具有相当好的经济性和节能效果，而且避免了向环境排放温排水，相比传统热力***既无温排水，也没有冷却塔和水的蒸发损失，整个热力***不再依赖于水体热阱，即使在缺水和空气温度较高地区也有非常好的经济性。
附图说明
图1一种新型的发电厂能源综合利用无温排水热力***示意图；
其中：1核岛/锅炉；2汽轮机高中压缸；3汽轮机低压缸；4蒸发器；5凝结水泵；6冷凝器；7原有热力***；8小汽轮机；9压缩机；10节流装置；11机力通风冷却塔；12热用户换热器；13热用户出水；14热用户回水；15核电MSR/锅炉再热器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
为了更清晰地理解本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，本实用新型取消了传统热力***的冷凝器、循环水、空冷塔***，由汽轮机低压缸3出来的乏汽被蒸发器4所冷凝，为了保证汽轮机的真空度，蒸发器中的工作温度在10～18℃，冷凝之后的给水，由凝结水泵5向前驱动通过冷凝器6，主机***提取出来的乏热达到40～90℃，通过冷凝器6将热量传递给给水，给水通过原有热力***7，经过除氧，给水泵升压，回热器加热后回到核岛/锅炉1，吸收热量再次变为蒸汽，蒸汽通过汽轮机高中压缸2，再通过核电MSR/锅炉再热器15的再热，通过汽轮机低压缸3做功发电，变成乏汽，形成热力循环。
如图1所示，在主***中，冷媒通常为制冷剂氟利昂、氨或水等，主***配有抽真空装置和充液装置以及其他有关的配套***，首先低压气态冷媒被压缩机9加压进入冷凝器6并逐渐冷凝成高压液体，压缩机9由小汽轮机8所驱动，驱动蒸汽选择高压缸或者低压缸抽汽，小汽轮机8也可以选择背压汽轮机，利用主蒸汽作为驱动蒸汽，排汽由于温度较高，在冷凝过程中冷媒会释放出大量热能，这部分热能在冷凝器6中传给汽轮机给水回热加热器，在海水淡化，供热，其他热用户12，机力通风冷却塔11。随后压缩机中的高压液态冷媒在流经蒸发器前的节流降压装置时，因为压力的突变而气化，形成气液混合物进入蒸发器。冷媒在蒸发器中不断气化，同时会吸收汽轮机乏汽中的热量使乏汽达到凝结。最后，蒸发器中气化后的冷媒又变成了低压气体，重新进入了压缩机，如此循环往复。在这个循环中，可以保证汽轮机乏汽凝结温度较低，从而降低汽轮机背压，提高汽轮机的经济性；而蒸发器将热量传递给汽轮机给水，可以减少原汽轮机回热抽汽进一步提高汽轮机的经济性。
上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (7)
1.一种新型发电厂能源综合利用无温排水热力***，其特征在于，包括压缩机(9)，蒸发器(4)，节流装置(10)和冷凝器(6)；
低压气态冷媒经过所述压缩机(9)加压后进入所述冷凝器(6)，在所述冷凝器(6)中冷媒与汽轮机给水***进行热交换，经所述冷凝器(6)加热后的冷媒流经所述节流装置(10)，经所述节流装置(10)气化后的冷媒经过所述蒸发器(4)，冷媒在所述蒸发器(4)中将热量传递给汽轮机乏汽；在所述蒸发器(4)中冷凝后的冷媒重新进入了所述压缩机(9)。
2.如权利要求1所述的新型发电厂能源综合利用无温排水热力***，其特征在于，所述压缩机(9)出口经加压的冷媒可将热量传递给海水淡化***，供热***，热用户(12)，机力通风冷却塔(11)。
3.如权利要求1所述的新型发电厂能源综合利用无温排水热力***，其特征在于，所述汽轮机乏汽在所述蒸发器(4)中与冷媒进行热交换，所述汽轮机乏汽在所述蒸发器(4)中凝结成为给水，给水由凝结水泵(5)输送到所述冷凝器(6)，给水在所述冷凝器(6)中吸收被加压冷媒的热量后进入原热力***。
4.如权利要求1所述的新型发电厂能源综合利用无温排水热力***，其特征在于，所述压缩机(9)由小汽轮机(8)驱动。
5.如权利要求1所述的新型发电厂能源综合利用无温排水热力***，其特征在于，所述冷媒可为制冷剂氟利昂、氨或水。
6.如权利要求1所述的新型发电厂能源综合利用无温排水热力***，其特征在于，所述蒸发器(4)的工作温度在10～18℃。
7.如权利要求1所述的新型发电厂能源综合利用无温排水热力***，其特征在于，所述***可设置抽真空装置和冷媒充液装置。
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| CN112939124A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-06-11 | 上海核工程研究设计院有限公司 | 一种新型的低温乏热海水淡化***及方法 |
| CN114810242A (zh) * | 2022-04-15 | 2022-07-29 | 国核电力规划设计研究院有限公司 | 一种背压汽轮机汽源能量综合利用方法及*** |
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