抽汽型蒸汽朗肯-低沸點工質朗肯聯合循環發電裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種抽汽型蒸汽朗肯-低沸點工質朗肯聯合循環發電裝置，通過低沸點工質朗肯循環中的低沸點工質冷卻蒸汽朗肯循環中的抽汽，回收蒸汽朗肯循環中抽汽的汽化潛熱用于低沸點工質朗肯循環發電，從而將蒸汽朗肯-低沸點工質朗肯循環復合在一起，同時解決了低沸點工質朗肯循環回收煙氣余熱的安全難題，有效回收煙氣的余熱并避免煙氣的低溫腐蝕，蒸汽朗肯循環系統的廢氣、廢水、廢汽余熱可得到有效回收利用。本發明專利技術既可用于現有機組的節能改造，也可用于新建機組的設計、建造，特別適宜于缺水地區、缺電等地區的新建、擴建、改建發電機組，經濟、社會、環保效益顯著。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種抽汽型蒸汽朗肯-低沸點工質朗肯聯合循環發電裝置，具體屬火力發電廠動力裝置

技術介紹
以水蒸汽為工質的火力發電廠，是大規模地進行著把熱能轉變成機械能，并又把機械能轉變為電能的工廠。發電廠應用的循環很復雜，然而究其實質，主要是由鍋爐、汽輪機、凝汽器、水泵等設備所組成的朗肯循環來完成，其工作原理是:給水先經給水泵加壓后送入鍋爐，在鍋爐中水被加熱汽化、形成高溫高壓的過熱蒸汽，過熱蒸汽在汽輪機中膨脹做功，變為低溫低壓的乏汽，最后排入凝汽器凝結為冷凝水，重新經水泵將冷凝水送入鍋爐進行新的循環。至于火力發電廠使用的復雜循環，只不過是在朗肯循環基礎上，為了提高熱效率，加以改進而形成的新的循環即回熱循環，回熱的介質為水。朗肯循環已成為現代蒸汽動力裝置的基本循環。現代大中型蒸汽動力裝置毫無例外地全都采用抽汽加熱給水回熱循環，采用抽汽回熱加熱給水后，使給水溫度提高，從而提高了加熱平均溫度，除了顯著地提高了循環熱效率以外，汽耗率雖有所增加，但由于逐級抽汽使排汽率減少，這有利于實際做功量和理論做功量之比即該循環的相對內效率Htji的提高，同時解決了大功率汽輪機末級葉片流通能力限制的困難，凝汽器體積也可相應減少。但蒸汽在凝汽器中凝結時仍釋放出大量的汽化潛熱，需要大量的水或空氣進行冷卻，即浪費了熱量、造成熱污染，又浪費了電能、水資源。因此如何有效利用凝汽器中蒸汽凝結時釋放的大量的汽化潛熱，值得深入研究。電站鍋爐生產過程中排放出大量的煙氣，其中可回收利用的熱量很多。電站鍋爐運行過程中還需通過連續排污和定期排污保障鍋爐的水質符合安全需求，同時必須將鍋爐給水中的氧氣除去，以避免對鍋爐系統的腐蝕。目前熱力除氧器是電站鍋爐的首選技術，除氧器在工作的同時，夾帶大量的工作蒸汽排入大氣。由于鍋爐連排水和除氧器排汽中含有大量的熱量及優良的水質，如果直接排放`將造成極大的能源和資源浪費，而且對環境造成污染。雖然這兩部分余熱資源浪費巨大，但回收利用有較大的難度，其主要原因是:(1)余熱的品質較低，未找到有效的利用方法；(2)回收者三部分的余熱，往往對鍋爐原有熱力系統做出較大改動，具有一定的風險性；(3)熱平衡問題難以組織，難以在工廠內部全部直接利用，往往需要向外尋找合適的熱用戶，而熱用戶的用熱負荷往往會有波動，從而限制了回收方法的通用性。顧偉等(低溫熱能發電的研究現狀和發展趨勢[JL熱能動力工程.2007.03.Vol.22,N0.2.)介紹了國內外低溫熱能發電技術的研究現狀和發展趨勢。從近幾年低溫熱能發電技術研究的發展情況來看，研究工作主要集中在對動力循環工質的研究和循環過程的改進和最優控制等方面。Kalina循環、氨吸收式動力制冷復合循環等在理論上可以達到比簡單循環更高的能量利用率。基于有限時間熱力學的低溫熱能發電在考慮時變因素對系統的影響時具有重要意義，可能實現系統的能量利用的最大化。提高發電效率和環保是低溫熱電技術的核心內容。文中提及的Kalina循環、氨吸收式動力制冷復合循環等理論值得關注。上述提及卡琳娜循環發電技術還有其固有的缺點:如氨具有易燃、易爆有毒等特點，在鍋爐或工業爐窯尾部煙道利用煙氣余熱組織卡琳娜循環發電時，必須要考慮煙氣中粉塵等對布置于煙道中的換熱器的磨損、腐蝕等引起的泄漏，必須要考慮由此引出的爆炸防護以及環境與工作地點的防護等；以氨水混合物為工作介質的卡琳娜循環，氨水中的氨是易燃、易爆、有毒的介質。這是卡琳娜循環發電技術在電站系統中回收含塵、有腐蝕物質的煙氣余熱時必須要解決的難題。因此如何利用蒸汽朗肯循環火力發電廠的熱力學基本規律，借鑒復式朗肯循環組織思路及朗肯-Kalina等復合循環等理論的創新方法，保留基于朗肯循環原理的動力裝置技術的優點，探討新的復合循環理論，真正找到大幅度提高熱力循環動力裝置熱效率的新途徑，成為該領域研究的難點。
技術實現思路
本專利技術的目的為解決上述蒸汽朗肯循環以及卡琳娜循環等技術存在的缺點，提出一種抽汽型蒸汽朗肯-低沸點工質朗肯聯合循環發電裝置，能夠對現有的蒸汽朗肯循環機組進行節能改造，采用汽輪機的抽汽作為低沸點工質朗肯循環機組的熱源，有效減輕凝汽器的負荷的同時，回收抽汽凝結時釋放的大量的汽化潛熱用于低沸點工質朗肯循環發電，并可對高溫廢水、廢汽的余熱進行集成回收，同時解決了低沸點工質朗肯循環機組安全運行的關鍵問題，從而有效提聞整個聯合循環機組的熱效率，最終達到節能降耗、提聞系統熱效率的目的。本專利技術的目的是通過以下措施實現的: 一種蒸汽朗肯-低沸點工質朗肯聯合循環發電裝置，該裝置包括蒸汽朗肯循環、低沸點工質朗肯循環，其特征在于: 所述的蒸汽朗肯循環，是指由鍋爐本體I出來的飽和蒸汽2，經過熱器3形成過熱蒸汽3-1，送入汽輪機4帶動蒸汽發電機21發電；汽輪機4出來的凝汽器5形成凝結水6，凝結水6經凝結水泵6-1、除氧器7-1、給水泵7、給水加熱器8送入鍋爐本體1，再產生飽和蒸汽，從而形成蒸汽朗肯循環回路。所述的低沸點工質朗肯循環，是指液態11經循環泵12分別或依次送入冷凝蒸發器10、冷卻蒸發器12、蒸發器14，產生的低沸點工質蒸汽經過熱器9形成低沸點工質過熱蒸汽16，再進入汽輪機17，拖動發電機20發電，從汽輪機17排出的乏汽經冷凝器18冷卻形成液態工質11，再進入循環泵12，從而形成低沸點工質朗肯循環回路。所述的過熱器9、冷凝蒸發器10采用蒸汽朗肯循環的抽汽4-1作為熱源，抽汽4-1經冷卻形成冷凝水24返回蒸汽朗肯循環系統。所述的液態工質包括低沸點工質,為單一組分或多組分的以高沸點工質為吸收劑的混合液體，包括但不限于有機工質、氨水混合物，低沸點工質在標準大氣壓下的沸點小于-1o°c，且具有良好的熱穩定性。所述的低沸點工質采用多組分溶液時，液態工質11經循環泵12、或和回熱器15依次或分別送入冷凝蒸發器10、冷卻蒸發器12、蒸發器14，形成的貧液經回熱器15、返流管線19返回冷凝器18，產生的低沸點工質蒸汽經過熱器9、汽輪機17、蒸發器14、冷凝器18形成液態工質11，再回到循環泵12，從而形成低沸點工質朗肯循環回路。所述的蒸汽朗肯循環回路通過汽輪機4的抽汽4-1與低沸點工質朗肯循環回路的過熱器9、冷凝蒸發器10、或和冷卻蒸發器13、或和蒸發器14，將高溫端蒸汽朗肯循環和低溫端低沸點工質朗肯循環有機復合在一起，高效回收高溫端蒸汽朗肯循環的抽汽4-1冷凝時釋放的汽化潛熱用于低溫端低沸點工質朗肯循環發電。所述的冷卻蒸發器13的換熱介質即液態工質11與煙氣采用分離式換熱方式，冷卻蒸發器13包括蒸發器13-1、冷凝器13-2，其中蒸發器13-1布置于煙道23中，冷凝器13_2布置于煙道23外，其中的相變工質采用水或其他適宜的物質；相變工質在蒸發器13-1中吸收煙氣的熱量產生飽和蒸汽，飽和蒸汽作為液態工質的熱源，通過冷凝器13-2與液態工質11間壁式換熱，冷卻后形成凝結液再由蒸發器13-1吸收煙氣的熱量再產生蒸汽，從而形成相變工質的內循環回路；相變工質采用自然循環或強制循環方式。設有乏汽回熱器22:蒸發器14產生的低沸點工質蒸汽經乏汽回熱器22、過熱器9、汽輪機17、乏汽回熱器22、蒸發器14、冷凝器18、循環泵12回到蒸發器14，從而形成低沸點工質朗肯循環回路。所述的給水加熱本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種蒸汽朗肯?低沸點工質朗肯聯合循環發電裝置，該裝置包括蒸汽朗肯循環和低沸點工質朗肯循環系統，其特征在于：所述的蒸汽朗肯循環，是指由鍋爐本體（1）出來的飽和蒸汽（2），經過熱器（3）形成過熱蒸汽（3?1），送入汽輪機（4）帶動蒸汽發電機（21）發電；汽輪機（4）出來的乏汽經凝汽器（5）形成凝結水（6），凝結水（6）經給水泵（7）送入鍋爐本體（1），再產生飽和蒸汽，從而形成蒸汽朗肯循環回路；所述的低沸點工質朗肯循環回路設有過熱器（9），采用蒸汽朗肯循環汽輪機（4）的抽汽（4?1）作為熱源：液態工質（11）經循環泵(12)、冷凝蒸發器(10)，產生的低沸點工質蒸汽經過熱器(9)形成低沸點工質過熱蒸汽(16)，再進入汽輪機（17），拖動發電機（20）發電，從汽輪機（17）排出的乏汽經冷凝器（18）冷卻形成液態工質（11），再進入循環泵（12），從而形成低沸點工質朗肯循環回路；或液態工質（11）經循環泵（12）、蒸發器（14），產生的低沸點工質蒸汽經過熱器（9）形成低沸點工質過熱蒸汽（16），再進入汽輪機（17），拖動發電機（20）發電，從汽輪機（17）排出的乏汽經冷凝器（18）冷卻形成液態工質(11)，再進入循環泵（12），從而形成低沸點工質朗肯循環回路；或液態工質（11）經循環泵（12）、冷卻蒸發器（13），產生的低沸點工質蒸汽經過熱器（9）形成低沸點工質過熱蒸汽（16），再進入汽輪機（17），拖動發電機（20）發電，從汽輪機（17）排出的乏汽經冷凝器（18）冷卻形成液態工質（11），再進入循環泵（12），從而形成低沸點工質朗肯循環回路；所述的低沸點工質在標準大氣壓下的沸點小于?10℃。...

【技術特征摘要】
1.一種蒸汽朗肯-低沸點工質朗肯聯合循環發電裝置，該裝置包括蒸汽朗肯循環和低沸點工質朗肯循環系統，其特征在于: 所述的蒸汽朗肯循環，是指由鍋爐本體(I)出來的飽和蒸汽(2)，經過熱器(3)形成過熱蒸汽(3-1)，送入汽輪機(4)帶動蒸汽發電機(21)發電；汽輪機(4)出來的乏汽經凝汽器(5)形成凝結水(6)，凝結水(6)經給水泵(7)送入鍋爐本體(1)，再產生飽和蒸汽，從而形成蒸汽朗肯循環回路； 所述的低沸點工質朗肯循環回路設有過熱器(9)，采用蒸汽朗肯循環汽輪機(4)的抽汽(4-1)作為熱源:液態工質(11)經循環泵(12)、冷凝蒸發器(10)，產生的低沸點工質蒸汽經過熱器(9)形成低沸點工質過熱蒸汽(16)，再進入汽輪機(17)，拖動發電機(20)發電，從汽輪機(17)排出的乏汽經冷凝器(18)冷卻形成液態工質(11)，再進入循環泵(12)，從而形成低沸點工質朗肯循環回路；或液態工質(11)經循環泵(12)、蒸發器(14)，產生的低沸點工質蒸汽經過熱器(9)形成低沸點工質過熱蒸汽(16)，再進入汽輪機(17)，拖動發電機(20)發電，從汽輪機(17)排出的乏汽經冷凝器(18)冷卻形成液態工質(11)，再進入循環泵(12)，從而形成低沸點工質朗肯循環回路；或液態工質(11)經循環泵(12)、冷卻蒸發器(13)，產生的低沸點工質蒸汽經過熱器(9)形成低沸點工質過熱蒸汽(16)，再進入汽輪機(17)，拖動發電機(20)發電，從汽輪機(17)排出的乏汽經冷凝器(18)冷卻形成液態工質(11),再進入循環泵(12)，從而形成低沸點工質朗肯循環回路； 所述的低沸點工質在標準大氣壓下的沸點小于-10 °C。2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于: 設有給水加熱器(8): 由鍋爐本體(I)出來的飽和蒸汽(2)，經過熱器(3)形成過熱蒸汽(3-1)，送入汽輪機(4)帶動蒸汽發電機(21)發電；汽輪機(4)出來的乏汽(5)經過熱器(9)或和冷凝蒸發器(10)，由氨蒸汽朗肯循環的氨冷卻形成凝結水(6)，凝結水(6)經給水泵(7)、給水加熱器(8)、鍋爐本體(I )，再產生飽和蒸汽，從而形成蒸汽朗肯循環回路。3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于: 設有除氧器(7-1):由鍋爐本體(I)出來的飽和蒸汽(2)，經過熱器(3)形成過熱蒸汽(3-1)，送入汽輪機(4)帶動蒸汽發電機(21)發電；汽輪機(4)出來的凝汽器(5)形成凝結水(6)，凝結水(6)經凝結水泵(6-1)、除氧器(7-1...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王海波，
申請(專利權)人：南京瑞柯徠姆環保科技有限公司，
類型：發明
國別省市：