蒸汽轮机与尧式四型涡轮发动机联合循环制造技术

用蒸汽轮机和尧式四型涡轮发动机组成一个蒸汽轮机与尧式四型涡轮发动机联合循环。在膨胀室壳体上设置一个与膨胀室壳体低热阻连接的换热器；在膨胀室内设置一个内置筒形夹套式换热器。本发明专利技术的有益效果包括：将烟气和蒸汽轮机的乏汽能量加以利用，能大大提高现有热电厂的发电效率。本发明专利技术应用科学手段来弥补传统技术无法大幅度提高热机效率的缺陷，用科学的智慧来弥补西方技术的不足。在烟气和乏汽能量的双重作用下，尧式四型涡轮发动机将会产生难以想象的巨大输出动力。尧式四型涡轮发动机采用两级增压泵轮可使膨胀室内的气体获得更高的压力，从而使得涡轮发动机的功率大大增加。采用两级旋转方向相反的涡轮可使热转换效率大大提高。

Combined cycle of steam turbine and yao type four turbine engine

A steam turbine consisting of a steam turbine and a Yao type four turbine engine is combined with the Yao type four turbine engine cycle. A heat exchanger connected with the low heat resistance of the expansion chamber housing is arranged on the expansion chamber shell; an inner cylinder jacketed heat exchanger is arranged in the expansion chamber. The invention has the beneficial effects of utilizing the exhaust steam energy of the flue gas and the steam turbine to greatly improve the power generation efficiency of the existing thermoelectric plant. The invention utilizes the scientific means to make up for the defects that the traditional technology can not greatly improve the efficiency of the heat engine, and utilizes the scientific wisdom to make up for the deficiency of the western technology. Under the dual function of the flue gas and the exhausted steam energy, the Yao type four turbo engine will produce unimaginable huge output power. The Yao type four turbine engine uses a two stage booster pump wheel to increase the pressure of the gas in the expansion chamber, thereby greatly increasing the power of the turbine engine. The heat transfer efficiency is greatly improved by using a turbine with two opposite rotating directions.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及蒸汽轮机与尧式四型涡轮发动机联合循环。
技术介绍
多少年来，传统热电技术一直只能停留在理论值的l/3的效率的阶段。直到上世纪末，终于突破亚临界制造技术的束缚，才使热机效率越过了 40%的大关。如今，虽已研制成功超超临界发电机组，但最髙效率也不可能超过50%，仍然还有剩余50%以上的热能未被利用。尽管现有技术的锅炉利用效率已经极高，也尽管采用了第二次对加热蒸汽后的燃气进行了热交换的再利用，但仍有相当一部分的热量从烟道出口被白白浪费掉。能量损失更大的部分，是在第三段低压透平后排放的蒸汽，即便是ioox:的蒸汽凝结为ioot:的热水，所释放的能量也大得惊人，何况第三段低压蒸汽透平后所排放的温度在ioo'c以上。如果现在对提升效率的研究仍然停留在技术层面再进行改进，其提升空间也是极其有限的，因为超超临界的机组已经接近技术的极限，无论多么努力，发电效率已不可能大幅度再提高。
技术实现思路
本专利技术的目的是要提供蒸汽轮机与尧式四型涡轮发动机联合循环。本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是用蒸汽轮机和尧式四型涡轮发动机组成一个蒸汽轮机与尧式四型涡轮发动机联合循环。尧式四型涡轮发动机由两级涡轮、两个涡轮轴、两级增压泵轮、导轮和膨胀室壳体组成。在膨胀室壳体上设置一个与膨胀室壳体低热阻连接的换热器，换热器含有一个与蒸汽轮机乏汽管路相连接的输入端口和一个与锅炉给水装置相连接的输出端口。进一步，在膨胀室壳体内设置一个内置筒形夹套式换热器，内置筒形夹套式换热器含有一个与锅炉烟道相连接的输入端口和一个与大气连通的输出端口。作为对上述技术方案的改进优化采用一个与膨胀室壳体一体制造的壳体换热器采用两级涡轮旋转方向相反的设计在第二级泵轮的上方设置钟型整流罩和/或在第一级涡轮的下方设置钟型整流罩在壳体换热器上设置绝热层。本专利技术的有益效果包括将从烟道口排放的烟气和从汽轮机口排放的乏汽能量再次加以利用，能大大提髙现有热电厂的发电效率。专门针对利用这些剩余低品位能量的发动机，即大功率尧式低品位能量涡轮发动机由此而诞生。本专利技术应用科学手段来弥补传统技术无法大幅度提髙热机效率的缺陷，用科学的智慧来弥补西方技术的不足。现代发电厂所使用的蒸汽轮机一般功率都很大，因此只需安排一台大功率机组就可与尧式低品位能量涡轮发动机实现联合循环。当然采用多台组合方式也可以、甚至性能更好，可采用均布式方法来完成。在膨胀室壳体上设置一个筒形夹套式换热器，此筒形夹套式换热器采用一个与蒸汽轮机乏汽管路相连接的输入端口和一个与锅炉给水装置相连接的输出端口将从膨胀室壳体下端的出水口流出的冷凝水，经过机外加压后，重新送回到燃烧锅炉循环使用。大功率低品位涡轮发动机，此时毅然成为一台100%不再使用冷却液的散热装置，真实替代了传统热电技术的冷凝塔而自身获得的散热能量，即可转化为涡轮发动机的输出动力。进一步，对从烟道上排放出去的燃煤废气加以利用。具体方法包括两种方法一将烟道管道排放的废气，与尧式四型涡轮发动机膨胀室下端的进气管路相连接。由于膨胀室壳体内存有一定的低压，所以燃煤废气不会自动进入，反而会形成倒灌而进入烟道。因此，必须在管道的连接处，增设一台风扇，强行将废气送入膨胀室壳体内，实现废气的第二次做功。风扇提供的压力，应与尧式四型涡轮发动机增压泵轮产生的压力相同，以保证空气进入和废气灌入能同时进行，并获得一个稳定的配比。由于强制风扇耗用的功率很大，将废气直接灌入到膨胀室壳体内的方式，价值不一定很大。因此也可采用方法二采用内置式换热器为低品位发动机提供热能。烟气通过内置筒形夹套式换热器加热膨胀室壳体内的气体。这两种方式哪种更好，须由实验决定。在烟气和乏汽能量的双重作用下，尧式四型涡轮发动机将会产生难以想象的巨大输出动力。蒸汽轮机与尧式低品位涡轮发动机实现联合循环，共有五种不同结构和组合方式，壳式四型涡轮发动机采用两级增压泵轮和两级动力涡轮的工作制式，此种工作方式可使膨胀室内的气体获得比只用一级增压泵轮更高的压力，从而能使涡轮发动机输出更大的功率。采用两级动力涡轮，可提髙热转换效率。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是蒸汽轮机与尧式四型涡轮发动机联合循环实施例的结构剖示图。图中l.蒸汽轮机，2.涡轮发动机，3.锅炉，4.高压蒸汽管，5.汽轮发电机，6.乏汽管路，7.输入端口， 8.膨胀室壳体，9.筒形夹套式换热器，IO.输出端口， ll.第一级涡轮，12.第二级涡轮，13.第一涡轮轴，14.第二涡轮轴，15.第一级增压泵轮，16.第二级增压泵轮，17.导轮，18.钟型整流罩，19.进风架，20.输出端，21.涡轮发电机，22.内置筒形夹套式换热器，23.锅炉烟道，24.烟气入口， 25.烟气出口。在图1中，蒸汽轮机1与尧式四型涡轮发动机2组成一台蒸汽轮机与尧式四型涡轮发动机联合循环。锅炉3产生的高压蒸汽通过高压蒸汽管4进入蒸汽轮机1做功驱动汽轮发电机5。从蒸汽轮机1出来的乏汽通过乏汽管路6和输入端口 7进入与膨胀室壳体8 —体制造的壳体换热器9。壳体换热器9通过输出端口 10与锅炉3给水装置相连接。第一级涡轮ll、第二级涡轮12、第一涡轮轴13、第二涡轮轴14、第一级增压泵轮15、第二级增压泵轮16、导轮17和膨胀室壳体8 —起组成一台尧式四型涡轮发动机。固定安装于第一涡轮轴13上的第一级增压泵轮15和第二级增压泵轮16安装在膨胀室壳体8的进风口上方。导轮17固定安装在两级增压泵轮中间的膨胀室壳体8的内壁。第一级涡轮11和第二级涡轮12旋转方向相反。在第二级增压泵轮16上方和第一级涡轮11的下方各含有一个钟型整流罩18。在膨胀室壳体8的下方是一个进风架19。第二级涡轮12通过第二涡轮轴14与涡轮发电机21连接。内置筒形夹套式换热器22带有一个与锅炉烟道23相连接的烟气入口 24以及一个与大气连通的烟气出口 25。图1所示实施例的工作原理为从蒸汽轮机1输出的乏汽与锅炉烟道23烟气通过壳体换热器9和内置筒形夹套式换热器22使膨胀室壳体8内空气膨胀产生势能推动第一级涡轮11转动。第一级涡轮11带动第一级增压泵轮15和第二级增压泵轮16使膨胀室壳体8内增压势能进一步提高，使两级涡轮输出功率增大。这又使两级增压泵轮的增压作用进一步增强，由此形成雪崩反应，使涡轮发动机2迅速达到满功率。第一级涡轮ll只吸收了一部分膨胀的能量做功，将剩余的能量留给第二级涡轮12继续吸收做功。第二级涡轮12做的功通过第二涡轮轴14和输出端20传递给涡轮发电机21。气体在膨胀室壳体8内以螺旋方式上升可以充分搅拌，提高换热效率。壳体换热器9带有绝热层以减少热损。现有的燃气涡轮发动机都设有多级导轮机构，在许多场合它们都具有有益效果。但经我们研究发现导轮机构的存在同时也使发动机的结构复杂化，而且还影响发动机的工作效率。如果能够采用可逆性的涡轮和泵轮来取代导轮，既可以简化结构，又能大大提髙工作效率。所以这里只采用一个导轮。本文档来自技高网...

【技术保护点】
蒸汽轮机与尧式四型涡轮发动机联合循环，由蒸汽轮机和尧式四型涡轮发动机组成，尧式四型涡轮发动机组由两级涡轮、两个涡轮轴、两级增压泵轮、导轮和膨胀室壳体组成，其特征在于在膨胀室壳体上含有一个与膨胀室壳体一体制造的换热器，换热器含有一个与蒸汽轮机乏汽管路相连接的输入端口和一个与锅炉给水装置相连接的输出端口。

【技术特征摘要】
1.蒸汽轮机与尧式四型涡轮发动机联合循环，由蒸汽轮机和尧式四型涡轮发动机组成，尧式四型涡轮发动机组由两级涡轮、两个涡轮轴、两级增压泵轮、导轮和膨胀室壳体组成，其特征在于在膨胀室壳体上含有一个与膨胀室壳体一体制造的换热器，换热器含有一个与蒸汽轮机乏汽管路相连接的输入端口和一个与锅炉给水装置相连接的输出端口。2. 根据权利要求1所述的联合循环，其特征在于膨胀室内含有一个内置筒形夹套式换热...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨锡尧，
申请(专利权)人：杨锡堃，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]