布列頓-混合式蒸汽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布列頓-混合式蒸汽朗肯聯合循環發電裝置，采用布列頓循環的排氣作為混合式蒸汽朗肯循環系統的熱源，混合式蒸汽朗肯聯合循環通過低壓蒸汽發生器5將高壓端蒸汽朗肯循環與低壓端蒸汽朗肯循環直接復合起來，將高溫端蒸汽朗肯循環汽輪機的排汽冷凝時釋放的汽化潛熱全部利用于低溫端蒸汽朗肯循環發電，有效減輕傳統蒸汽朗肯循環系統凝汽器的負荷20%以上，采用系統優化技術，整個系統的循環絕對熱效率提高可達5%以上。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，經濟、社會、環保效益十分顯著。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種布列頓-混合式蒸汽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
燃氣一蒸汽聯合循環因其熱效率高、啟動速度快、環保條件好、安裝周期短、投資費用低等一系列優點，加上近年來燃氣輪機技術的飛速發展，燃氣輪機單機功率也不斷加大，聯合循環研究已經弓丨起世界各國的重視和實施。國外聯合循環發電技術的研究始于上個世紀60年代末，經過幾十年的發展，目前，美國、英國、日本等許多發達國家的燃氣一蒸汽聯合循環發電技術已比較成熟，其供電效率已達到50%以上。如美國CE公司為53%左右；ABB公司為48% 51.9% ;三菱重工為51% 52%。許多公司(如美國Texco公司、比利時CMI公司等)都具有比較成熟的聯合循環余熱鍋爐性能設計、系統優化、結構優化、生產制造技術，而且已經完全掌握了聯合循環余熱鍋爐的熱力特性和運行特性。燃氣-蒸汽聯合循環以及目前正在開發中的雙流體循環-燃氣輪機回注蒸汽的程氏循環和在燃氣輪機的壓氣機出口噴水蒸發的回熱循環，正是這種技術發展的代表，前者已經發展成熟，取得了巨大的經濟效益，后兩者正在加緊研究之中，而程氏循環已有應用實例和正式產品。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、再熱循環等，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、蒸汽再熱循環技術，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，汽耗率雖有所增力口，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。雖然這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)回收這部分的余熱，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。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，保留基于朗肯循環原理的動力裝置技術的優點，探討新的聯合循環理論，真正找到大幅度提高蒸汽朗肯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存在的問題，提出一種新的火電廠復合循環流程，即布列頓-復疊式蒸汽朗肯聯合循環發電裝置，能夠在保留傳統的蒸汽朗肯循環再熱循環技術的優點的同時，大幅度回收傳統蒸汽朗肯循環凝汽器的汽化潛熱，使傳統朗肯循環凝汽器的負荷大幅度減輕，減輕的絕對幅度值可達20%，從而實現有效提高整個聯合循環機組的熱效率，最終達到節能降耗、提高系統熱效率的目的。本專利技術的目的是通過以下措施實現的: 一種布列頓-混合式蒸汽朗肯聯合循環發電裝置，該裝置包括布列頓循環、高壓端蒸汽朗肯循環和低壓端蒸汽朗肯循環，其特征在于: 空氣23經壓氣機24送入燃燒設備25，與進入的燃料28充分燃燒，生成的高溫煙氣進入燃氣輪機26,拖動燃氣輪機發電機29發電,完成燃氣輪機機組布列頓循環。所述的燃氣輪機26排出的高溫煙氣27作為混合式蒸汽朗肯循環系統的熱源，高溫煙氣27沿煙道20經余熱鍋爐本體1、低壓過熱器15、高壓過熱器3、高壓給水加熱器8、低壓給水加熱器11降溫后排出。所述的高壓端蒸汽朗肯循環，是指由余熱鍋爐本體I出來的飽和蒸汽2，經高壓過熱器3形成高壓過熱蒸汽3-1，送入高壓汽輪機4帶動發電機19發電；高壓汽輪機4出來的乏汽4-1在低壓蒸汽發生器5中與低壓端蒸汽朗肯循環的給水直接混合產生飽和蒸汽5-1，形成的冷凝水6經高壓給水泵7送入高壓給水加熱器8、余熱鍋爐本體1，余熱鍋爐本體I再產生飽和蒸汽，從而形成高壓端蒸汽朗肯循環回路。所述的低壓端蒸汽朗肯循環，是指低壓蒸汽發生器5采用高壓端蒸汽朗肯循環的排汽4-1作為熱源，與低壓端給水直接混合加熱產生低壓飽和蒸汽5-1，經低壓過熱器15形成低壓過熱蒸汽16，送入低壓汽輪機17帶動發電機19發電；低壓汽輪機17出來的乏汽在低壓凝汽器18凝結成低壓端凝結水9，凝結水9經凝結水泵10、低壓給水加熱器11、除氧器12、低壓給水泵13、二級低壓給水加熱器14，送入低壓蒸汽發生器5，低壓蒸汽發生器5再產生蒸汽5-1，從而形成低壓端蒸汽朗肯循環回路。所述的低壓蒸汽發生器5采用正壓運行方式，即高壓汽輪機4出來的乏汽的壓力高于大氣壓力。所述的高壓端蒸汽朗肯循環與低壓端蒸汽朗肯循環通過低壓蒸汽發生器5直接復合起來，高效回收高溫端蒸汽朗肯循環的蒸汽冷凝時釋放的汽化潛熱用于低溫端蒸汽朗肯循環發電，采用的低壓過熱器技術，吸納了再熱循環技術的優點，因此可以顯著提高整個循環的熱效率。燃料燃燒產生的高溫煙氣經鍋爐本體1、低壓過熱器15、高壓過熱器3、高壓給水加熱器8、二級低壓給水加熱器14、低壓給水加熱器11降溫后排入大氣；或經鍋爐本體1、高壓過熱器3、低壓過熱器15、高壓給水加熱器8、二級低壓給水加熱器14、低壓給水加熱器11降溫后排入大氣。所述的低壓給水加熱器11與煙氣采用分離式換熱方式時，低壓給水加熱器為復合相變換熱器，包括蒸發器11-1、冷凝器11-2，蒸發器11-1和冷凝器采用分體式或一體式的結構；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11-1中吸收煙氣的熱量產生飽和蒸汽，飽和蒸汽通過冷凝器11-2與低壓端凝結水9間壁式換熱，冷卻后形成凝結液再由蒸發器11-1吸收煙氣的熱量產生蒸汽，從而形成相變工質的內循環過程；相變工質采用自然循環或強制循環方式；優選的方法是蒸發器、冷凝器分體式布置，即蒸發器11-1布置于煙道20內、冷凝器11-2布置于煙道外，相變工質采用水，采用自然循環方式。所述的高壓給水加熱器8、低壓蒸汽蒸發器5、低壓給水加熱器14、低壓給水加熱器11、高壓過熱器3、低壓過熱器15可分別設置一個或多個，采用串聯、并聯或混聯方式連接。所述的低壓端凝汽器18按照常規技術進行設置，采用水或空氣等作為冷卻介質。本專利技術中所提及的前述設備的換熱元件可采用列管、翅片管、蛇形管或螺旋槽管，或采用其他強化傳熱措施的管子或其他型式的中空腔體換熱元件。控制低壓給水加熱器11之蒸發器11-1換熱面的壁面溫度稍高于煙氣酸露點溫度，或采用耐腐蝕的材料有效減輕煙氣的低溫腐本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種布列頓?混合式蒸汽朗肯聯合循環發電裝置，該裝置包括高壓端蒸汽朗肯循環和低壓端有機朗肯循環系統，其特征在于：空氣(23)經壓氣機(24)送入燃燒設備(25)，與進入的燃料(28)充分燃燒，生成的高溫煙氣進入燃氣輪機(26)，拖動燃氣輪機發電機(29)發電，完成燃氣輪機機組布列頓循環；所述的燃氣輪機(26)排出的高溫煙氣(27)作為混合式蒸汽朗肯循環系統的熱源，高溫煙氣(27)沿余熱鍋爐本體(1)及煙道(20)的附屬受熱面降溫后排出；所述的高壓端蒸汽朗肯循環，是指由余熱鍋爐本體(1)出來的飽和蒸汽(2)，經高壓過熱器(3)形成高壓過熱蒸汽(3?1)，送入高壓汽輪機(4)帶動發電機(19)發電；高壓汽輪機(4)出來的乏汽經過低壓蒸汽發生器(5)形成冷凝水(6)，冷凝水(6)經高壓給水泵(7)送入余熱鍋爐本體(1)，余熱鍋爐本體(1)再產生飽和蒸汽，從而形成高壓端蒸汽朗肯循環回路；所述的低壓端蒸汽朗肯循環，是指由低壓蒸汽蒸發器(5)出來的飽和蒸汽(5?1)，經低壓過熱器(15)形成低壓過熱蒸汽(16)，送入低壓汽輪機(17)帶動發電機(19)發電；低壓汽輪機(17)出來的乏汽在凝汽器(18)凝結成低壓端凝結水(9)，經低壓給水泵(13)送入低壓蒸汽蒸發器，與高壓汽輪機(4)的排汽(4?1)直接混合，產生飽和蒸汽(5?1)，從而形成低壓端蒸汽朗肯循環回路；所述的低壓蒸汽發生器(5)采用正壓運行方式，即高壓汽輪機(4)排出的乏汽(4?1)的壓力高于大氣壓力；所述的高壓端蒸汽朗肯循環與低壓端蒸汽朗肯循環通過低壓蒸汽發生器(5)直接復合起來，回收高溫端蒸汽朗肯循環的蒸汽冷凝時釋放的汽化潛熱用于低溫端蒸汽朗肯循環發電。...

【技術特征摘要】
1.一種布列頓-混合式蒸汽朗肯聯合循環發電裝置，該裝置包括高壓端蒸汽朗肯循環和低壓端有機朗肯循環系統，其特征在于: 空氣(23)經壓氣機(24)送入燃燒設備(25)，與進入的燃料(28)充分燃燒，生成的高溫煙氣進入燃氣輪機(26),拖動燃氣輪機發電機(29)發電,完成燃氣輪機機組布列頓循環； 所述的燃氣輪機(26)排出的高溫煙氣(27)作為混合式蒸汽朗肯循環系統的熱源，高溫煙氣(27)沿余熱鍋爐本體(I)及煙道(20)的附屬受熱面降溫后排出； 所述的高壓端蒸汽朗肯循環，是指由余熱鍋爐本體(I)出來的飽和蒸汽(2)，經高壓過熱器(3)形成高壓過熱蒸汽(3-1)，送入高壓汽輪機(4)帶動發電機(19)發電；高壓汽輪機(4)出來的乏汽經過低壓蒸汽發生器(5)形成冷凝水￠)，冷凝水(6)經高壓給水泵(7)送入余熱鍋爐本體(I)，余熱鍋爐本體(I)再產生飽和蒸汽，從而形成高壓端蒸汽朗肯循環回路； 所述的低壓端蒸汽朗肯循環，是指由低壓蒸汽蒸發器(5)出來的飽和蒸汽(5-1)，經低壓過熱器(15)形成低壓過熱蒸汽(16)，送入低壓汽輪機(17)帶動發電機(19)發電；低壓汽輪機(17)出來的乏汽在凝汽器(18)凝結成低壓端凝結水(9)，經低壓給水泵(13)送入低壓蒸汽蒸發器，與高壓汽輪機⑷的排汽(4-1)直接混合，產生飽和蒸汽(5-1)，從而形成低壓端蒸汽朗肯循環回路； 所述的低壓蒸汽發生器(5)采用正壓運行方式，即高壓汽輪機(4)排出的乏汽(4-1)的壓力高于大氣壓力； 所述的高壓端蒸汽朗肯循環與低壓端蒸汽朗肯循環通過低壓蒸汽發生器(5)直接復合起來，回收高溫端蒸汽朗肯循環的蒸汽冷凝時釋放的汽化潛熱用于低溫端蒸汽朗肯循環發電。2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于: 設有高壓給水加熱器(8): 余熱鍋爐本體(I)出來的飽和蒸汽(2)，經高壓過熱器(3)形成高壓過熱蒸汽(3-1)，送入高壓汽輪機(4)帶動發電機(19)發電；高壓汽輪機(4)出來的乏汽(4-1)經過低壓蒸汽發生器(5)形成冷凝水￠)，冷凝水(6)經高壓給水泵(7)送入高壓給水加熱器(8)、余熱鍋爐本體(I)，余熱鍋爐本體(I)再產生飽和蒸汽，從而形成高壓端蒸汽朗肯循環回路。3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于: 設有除氧器(12): 由低壓蒸汽蒸發器(5)產生的飽和蒸汽(5-1)，經低壓過熱器(15)形成低壓過熱蒸汽(16)，送入低壓汽輪機(17)帶動發電機(19)發電；低壓汽輪機(17)出來的乏汽在凝汽器(18)凝結成低壓端凝結水(9)，低壓端凝結水(9)經凝結水泵(10)、除氧器(12)、低壓給水泵(13)，送入低壓蒸汽蒸發器(5)，與高壓汽輪機的排汽(4-1)直接混合，產生飽和蒸汽...

【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：