利用蒸汽保温层防止乏气冷凝回流的高落差循环发电系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种利用蒸汽保温层防止乏气冷凝回流的高落差循环发电系统及方法，属于防冷凝回流技术领域。解决了长距离乏气输送上升管道无法直接采用常规钢套钢直埋保温管方式进行蒸汽输送问题。它包括蒸汽保温管、冷凝液收集箱、泵、冷凝器、乏汽输送管路、保温层蒸汽输送总管路、蒸发器、膨胀机和冷凝液自动回收装置，系统将少量的高温蒸汽通入三层嵌套式保温管的中间层作为保温层蒸汽，利用其为膨胀机出口乏汽进行保温，通过冷凝液自动回收装置实现充液和补液。本发明专利技术建立了“阻隔

【技术实现步骤摘要】
利用蒸汽保温层防止乏气冷凝回流的高落差循环发电系统及方法


[0001]本专利技术创造属于防冷凝回流
，尤其是涉及一种利用蒸汽保温层防止乏气冷凝回流的高落差循环发电系统及方法。

技术介绍

[0002]现有的热力系统及供热管网中的蒸汽输送管道多使用蒸汽直埋保温管，将保温管埋在地下，主要采用钢套钢直埋保温管方式，蒸汽管道上的保温材料主要是岩棉和聚氨酯。聚氨酯的保温效果较好但造价高，岩棉的保温效果较差但具有降噪性，所以普遍做法是利用岩棉包裹聚氨酯作为内保护层。
[0003]而对于有机朗肯循环发电系统等热力循环发电系统，其工质管道无法采用钢套钢直埋保温管方式，需将蒸汽管道裸露于室外，此时若仅仅采用传统的保温材料，在雨天岩棉容易进水，经过长时间的积累会使保温层脱落，保温管失效对热力系统产生严重的危害。尤其对于极寒地区的高落差热力循环发电系统，其冷凝器通常布置在高位，膨胀机出口乏汽需要流经一段长距离上升管道再进入冷凝器被冷凝，在此期间，若乏汽在上升管道中提前冷凝易形成液滴并回落至膨胀机，易导致膨胀机发生液击现象，严重影响膨胀机的使用寿命。
[0004]针对以上问题，现有提出了一种预制架空保温管，所述预制架空保温管包括工作管，所述工作管外部依次包裹无机保温层、有机保温层和外护管，是可利用在地面上的蒸汽输送管道。但由于这种保温管保护层采用压接方式连接，致使保温管管口两端与保温层的两端衔接不够紧密，保温层两侧裸露在空气中会严重影响保温效果；同时由于保温层结构单一，一旦保温层发生破损会影响管道保温效果，从而影响管内热蒸汽的有效运输。
[0005]因此有必要设计一种全新的高落差热力循环发电系统来解决上述问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术创造旨在提出一种利用蒸汽保温层防止乏气冷凝回流的高落差循环发电系统，以解决长距离乏气输送上升管道无法直接采用常规钢套钢直埋保温管方式进行蒸汽输送的问题。
[0007]为达到上述目的，本专利技术创造的技术方案是这样实现的：
[0008]一种利用蒸汽保温层防止乏气冷凝回流的高落差循环发电系统，包括蒸汽保温管、冷凝液收集箱、泵、冷凝器、乏汽输送管路、保温层蒸汽输送总管路、蒸发器、膨胀机、流量调节阀Ⅰ、流量调节阀Ⅱ、流量调节阀Ⅲ和冷凝液自动回收装置；
[0009]所述蒸发器的出气口分别与所述流量调节阀Ⅰ的进口端和所述流量调节阀Ⅲ的进口端连通，所述的流量调节阀Ⅰ出口端与膨胀机的进气端连通，所述膨胀机的排气端与流量调节阀Ⅱ的进口端连接，所述流量调节阀Ⅱ出口端通过乏汽输送管路与所述蒸汽保温管的乏汽进气端连接，流量调节阀Ⅲ出口端通过保温层蒸汽输送总管路与所述蒸汽保温管上的
若干保温层蒸汽进气端连接，所述保温蒸汽管出口端的气体包含乏汽和保温层蒸汽，保温蒸汽管出口端与所述冷凝器的进口端连接，所述冷凝器的出口端与泵的入口端连接，所述泵的出口端与蒸发器连接，所述蒸汽保温管的冷凝液排放端与所述冷凝液收集箱的进口端连接，冷凝液收集箱的出口端与冷凝液自动回收装置的进液端连接，冷凝液自动回收装置的出液端与泵的入口端连通，冷凝液收集箱用于为冷凝液自动回收装置充液，冷凝液自动回收装置用于为蒸发器补液；膨胀机与发电机同轴布置；
[0010]所述蒸发器中产生的大部分过热蒸汽经流量调节阀Ⅰ进入膨胀机做功，所述蒸发器中产生的少量过热蒸汽经流量调节阀Ⅲ及保温层蒸汽输送总管路进入蒸汽保温管的保温层蒸汽进气端。
[0011]更进一步的，所述冷凝液自动回收装置包括控制阀Ⅰ、控制阀Ⅱ、冷凝液输送罐、高液位开关、控制箱和冷凝液输送管路，所述冷凝液收集箱的出口端与控制阀Ⅰ进口端连接，所述控制阀Ⅰ出口端与冷凝液输送罐进液端连接，所述冷凝液输送罐高液位信号输出端通过高液位开关将指令输送至所述控制箱的信号输入端，所述控制箱的信号输出端与控制阀Ⅰ的信号输入端连接，所述控制箱的信号输出端与控制阀Ⅱ的信号输入端连接，所述冷凝液输送罐的排液端与控制阀Ⅱ的进口端连接，所述控制阀Ⅱ的出口端通过冷凝液输送管路与泵的进口端连接。
[0012]更进一步的，所述的蒸汽保温管是一种三层嵌套式保温管，其中蒸汽保温管内部通入需进行保温运输的乏汽，最内层为真空层，第二层通入少量蒸发器出口端产生的过热蒸汽作为蒸汽层，最外层为保温材料层。
[0013]更进一步的，少量的过热蒸汽在经过保温层蒸汽输送总管路后通过四个支路分别进入四个保温层蒸汽进气端，在四个支路上分别设有流量调节阀Ⅳ、流量调节阀
Ⅴ
、流量调节阀
Ⅵ
和流量调节阀
Ⅶ
。
[0014]更进一步的，所述的流量调节阀Ⅰ和流量调节阀Ⅱ用于控制进入膨胀机的过热蒸汽流量和通入保温蒸汽管的乏汽流量，所述流量调节阀Ⅲ用于控制通入保温蒸汽管的蒸汽层的过热蒸汽流量，通过合理控制蒸汽保温管内的乏汽和蒸汽层的过热蒸汽流量在最大程度上抑制乏汽发生冷凝。
[0015]更进一步的，所述的控制阀Ⅰ和控制阀Ⅱ是一种蒸汽疏水阀，控制阀Ⅰ和控制阀Ⅱ用于自动排除蒸汽管道中的蒸汽凝结水及空气。
[0016]更进一步的，四个保温层蒸汽进气端从上到下均匀分布在蒸汽保温管上。
[0017]更进一步的，所述保温材料层为岩棉和聚氨酯。
[0018]本申请的另一目的是提供一种利用蒸汽保温层防止乏气冷凝回流的高落差循环发电系统的工作方法，包括
[0019]通过泵将冷凝器中的冷凝液输入蒸发器中，所述蒸发器产生的大部分过热蒸汽在膨胀机中做功带动发电机发电，做功后产生的乏汽通入保温蒸汽管的乏汽进气端，所述蒸发器产生的少量的过热蒸汽通入保温蒸汽管的若干保温层蒸汽进气端直接作为保温蒸汽，保温蒸汽层和真空层共同作用抑制管内运输的乏汽产生冷凝回流，乏汽和保温蒸汽经过保温蒸汽管的出口端流入冷凝器中，冷凝液经蒸汽保温管的冷凝液排放端进入冷凝液收集箱，冷凝液收集箱通过进液端为冷凝液自动回收装置的冷凝液输送罐进行充液，同时利用自动控制的原理实现冷凝液自动回收装置为蒸发器补液的过程，形成热力循环发电。
[0020]更进一步的，针对于冷凝液自动回收装置的调控机制，包括
[0021]当回收系统处于充液状况时，控制阀Ⅰ为打开状态、控制阀Ⅱ为关闭状态，所述冷凝液收集箱中的冷凝液通过控制阀Ⅰ流入到冷凝液输送罐中，此时冷凝液输送罐中的液位较低；
[0022]当回收系统处于补液状况时，随着冷凝液输送罐中的液位达到一定高度后，高液位开关响应并发送信号指令至控制箱的信号接收端，随后控制箱的输出端发送指令至控制阀Ⅰ和控制阀Ⅱ，此时控制阀Ⅰ为关闭状态、控制阀Ⅱ为打开状态，蒸汽保温管所产生的冷凝液先储存在冷凝液收集箱内，由于冷凝液输送罐内的液体压力高于泵的进口端压力，在压差作用下将冷凝液输送罐中的液体通过冷凝液输送管路返回到泵的进口，实现补液过程。
[0023]与现有技术相比，本专利技术创造所述的一种利用蒸汽保温层防止乏气冷凝回流的高落差循环发电系统的有益效果是：
[0024](1)本专利技术创造所述的一种利用蒸汽保温层防止乏气冷凝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用蒸汽保温层防止乏气冷凝回流的高落差循环发电系统，其特征在于：包括蒸汽保温管(1)、冷凝液收集箱(2)、泵(9)、冷凝器(10)、乏汽输送管路(11)、保温层蒸汽输送总管路(12)、蒸发器(13)、膨胀机(14)、流量调节阀Ⅰ(15)、流量调节阀Ⅱ(16)、流量调节阀Ⅲ(17)和冷凝液自动回收装置；所述蒸发器(13)的出气口分别与所述流量调节阀Ⅰ(15)的进口端和所述流量调节阀Ⅲ(17)的进口端连通，所述的流量调节阀Ⅰ(15)出口端与膨胀机(14)的进气端连通，所述膨胀机(14)的排气端与流量调节阀Ⅱ(16)的进口端连接，所述流量调节阀Ⅱ(16)出口端通过乏汽输送管路(11)与所述蒸汽保温管(1)的乏汽进气端连接，流量调节阀Ⅲ(17)出口端通过保温层蒸汽输送总管路(12)与所述蒸汽保温管(1)上的若干保温层蒸汽进气端连接，所述保温蒸汽管(1)出口端的气体包含乏汽和保温层蒸汽，保温蒸汽管(1)出口端与所述冷凝器(10)的进口端连接，所述冷凝器(10)的出口端与泵(9)的入口端连接，所述泵(9)的出口端与蒸发器(13)连接，所述蒸汽保温管(1)的冷凝液排放端与所述冷凝液收集箱(2)的进口端连接，冷凝液收集箱(2)的出口端与冷凝液自动回收装置的进液端连接，冷凝液自动回收装置的出液端与泵(9)的入口端连通，冷凝液收集箱(2)用于为冷凝液自动回收装置充液，冷凝液自动回收装置用于为蒸发器(3)补液；膨胀机(14)与发电机同轴布置；所述蒸发器(13)中产生的大部分过热蒸汽经流量调节阀Ⅰ(15)进入膨胀机(14)做功，所述蒸发器(13)中产生的少量过热蒸汽经流量调节阀Ⅲ(17)及保温层蒸汽输送总管路(12)进入蒸汽保温管(1)的保温层蒸汽进气端。2.根据权利要求1所述的利用蒸汽保温层防止乏气冷凝回流的高落差循环发电系统，其特征在于：所述冷凝液自动回收装置包括控制阀Ⅰ(3)、控制阀Ⅱ(4)、冷凝液输送罐(5)、高液位开关(6)、控制箱(7)和冷凝液输送管路(8)，所述冷凝液收集箱(2)的出口端与控制阀Ⅰ(3)进口端连接，所述控制阀Ⅰ(3)出口端与冷凝液输送罐(5)进液端连接，所述冷凝液输送罐(5)高液位信号输出端通过高液位开关(6)将指令输送至所述控制箱(7)的信号输入端，所述控制箱(7)的信号输出端与控制阀Ⅰ(3)的信号输入端连接，所述控制箱(7)的信号输出端与控制阀Ⅱ(4)的信号输入端连接，所述冷凝液输送罐(5)的排液端与控制阀Ⅱ(4)的进口端连接，所述控制阀Ⅱ(4)的出口端通过冷凝液输送管路(8)与泵(9)的进口端连接。3.根据权利要求1所述的利用蒸汽保温层防止乏气冷凝回流的高落差循环发电系统，其特征在于：所述的蒸汽保温管(1)是一种三层嵌套式保温管，其中蒸汽保温管内部通入需进行保温运输的乏汽，最内层为真空层，第二层通入少量蒸发器(13)出口端产生的过热蒸汽作为蒸汽层，最外层为保温材料层。4.根据权利要求1所述的利用蒸汽保温层防止乏气冷凝回流的高落差循环发电系统，其特征在于：少量的过热蒸汽在经过保温层蒸汽输送总管路(12)后通过四个支路分别进入四个保温层蒸汽进气端，在四个支路上分别设有流...

【专利技术属性】
技术研发人员：王紫璇，冯宇，冷爽，陈锋，秦江，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳，
类型：发明
国别省市：