复叠式蒸汽朗肯联合循环发电装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种复叠式蒸汽朗肯联合循环发电装置，将高压端蒸汽朗肯循环中的蒸汽冷凝器作为低压端蒸汽朗肯循环的热源之一（即低压蒸发器），高效回收高压端蒸汽朗肯循环中蒸汽的汽化潜热用于低压端蒸汽朗肯循环发电，有效减轻传统蒸汽朗肯循环系统凝汽器的负荷达20%绝对值以上，采用系统优化技术，整个系统的循环绝对热效率提高可达5%以上。本发明专利技术既可用于现有机组的节能改造，也可用于新建机组的设计、建造，经济、社会、环保效益十分显著。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种复叠式蒸汽朗肯联合循环发电装置，具体属火力发电厂动力装置

技术介绍
以水蒸汽为工质的火力发电厂，是大规模地进行着把热能转变成机械能，并又把机械能转变为电能的工厂。发电厂应用的循环很复杂，然而究其实质，主要是由锅炉、汽轮机、凝汽器、水泵等设备所组成的朗肯循环来完成，其工作原理是给水先经给水泵加压后送入锅炉，在锅炉中水被加热汽化、形成高温高压的过热蒸汽，过热蒸汽在汽轮机中膨胀做功，变为低温低压的乏汽，最后排入凝汽器凝结为冷凝水，重新经水泵将冷凝水送入锅炉进行新的循环。至于火力发电厂使用的复杂循环，只不过是在朗肯循环基础上，为了提高热效率，加以改进而形成的新的循环即回热循环、再热循环等，朗肯循环已成为现代蒸汽动力装置的基本循环。现代大中型蒸汽动力装置毫无例外地全都采用抽汽加热给水回热循环、蒸汽再热循环技术，从而提高了加热平均温度，除了显著地提高了循环热效率以外，汽耗率虽有所增力口，但由于逐级抽汽使排汽率减少，这有利于实际做功量和理论做功量之比即该循环的相对内效率Htji的提高，同时解决了大功率汽轮机末级叶片流通能力限制的困难，凝汽器体积也可相应减少。但蒸汽在凝汽器中凝结时仍释放出大量的汽化潜热，需要大量的水或空气进行冷却，即浪费了热量、造成热污染，又浪费了电能、水资源。因此如何有效利用凝汽器中蒸汽凝结时释放的大量的汽化潜热，值得深入研究。电站锅炉生产过程中排放出大量的烟气，其中可回收利用的热量很多。虽然这部分余热资源浪费巨大，但回收利用有较大的难度，其主要原因是(1)余热的品质较低，未找到有效的利用方法；(2)回收这部分的余热，往往对锅炉原有热力系统做出较大改动，具有一定的风险性；(3)热平衡问题难以组织，难以在工厂内部全部直接利用，往往需要向外寻找合适的热用户，而热用户的用热负荷往往会有波动，从而限制了回收方法的通用性。因此如何利用蒸汽朗肯循环火力发电厂的热力学基本规律，保留基于朗肯循环原理的动力装置技术的优点，探讨新的联合循环理论，真正找到大幅度提高蒸汽朗肯循环动力装置热效率的新途径，成为该领域研究的难点。
技术实现思路
本专利技术的目的为解决上述蒸汽朗肯循环存在的问题，提出一种新的火电厂复合循环流程，即复叠式蒸汽朗肯联合循环发电装置，能够在保留传统的蒸汽朗肯循环技术的优点的同时，大幅度回收传统蒸汽朗肯循环凝汽器的汽化潜热，使传统朗肯循环凝汽器的负荷较大幅度减轻，相同发电量的情况下，减轻的绝对幅度值可达20%，从而实现有效提高整个联合循环机组的热效率，最终达到节能降耗、提高系统热效率的目的。本专利技术的目的是通过以下措施实现的 一种复叠式蒸汽朗肯联合循环发电装置，该装置包括高压端蒸汽朗肯循环、低压端蒸汽朗肯循环，其特征在于 所述的高压端蒸汽朗肯循环，是指由锅炉本体I出来的饱和蒸汽2，经高压过热器3形成高压过热蒸汽3-1，送入高压汽轮机4带动发电机发电；高压汽轮机4出来的乏汽在高压凝汽器5凝结成凝结水6，凝结水6经高压给水泵7送入高压给水加热器8、锅炉本体1，锅炉本体I再产生饱和蒸汽，从而形成高压端蒸汽朗肯循环回路。所述的低压端蒸汽朗肯循环，是指由低压蒸发器14出来的蒸汽，经低压过热器15形成低压过热蒸汽16，送入低压汽轮机17带动发电机发电；低压汽轮机17出来的乏汽在低压凝汽器18凝结成低压端凝结水9，凝结水9经凝结水泵10、低压给水加热器11、除氧器12、低压给水泵13，送入低压蒸发器14，低压蒸发器14再产生蒸汽，从而形成低压端蒸汽朗肯循环回路。所述的高压凝汽器5的蒸汽凝结侧采用正压运行方式，即高压汽轮机4出来的乏汽的压力高于大气压力。所述的高压端蒸汽朗肯循环回路的高压凝汽器5即低压端蒸汽朗肯循环回路的低压蒸发器15，从而将高温端蒸汽朗肯循环和低温端蒸汽朗肯循环有机复合在一起，高效回收高温端蒸汽朗肯循环的蒸汽冷凝时释放的汽化潜热用于低温端蒸汽朗肯循环发电。燃料燃烧产生的高温烟气经锅炉本体1、低压过热器15、高压过热器3、高压给水加热器8、低压给水加热器11降温后排入大气；或经锅炉本体1、高压过热器3、低压过热器15、高压给水加热器8、低压给水加热器11降温后排入大气。所述的低压给水加热器11与烟气采用分离式换热方式时，低压给水加热器为复合相变换热器，包括蒸发器11-1、冷凝器11-2，蒸发器11-1和冷凝器采用分体式或一体式的结构；其中的相变工质采用水或其他适宜的物质；相变工质在蒸发器11-1中吸收烟气的热量产生饱和蒸汽，饱和蒸汽通过冷凝器11-2与低压端凝结水9间壁式换热，冷却后形成凝结液再由蒸发器11-1吸收烟气的热量产生蒸汽，从而形成相变工质的内循环过程；相变工质采用自然循环或强制循环方式；优选的方法是蒸发器、冷凝器分体式布置，即蒸发器11-1布置于烟道22内、冷凝器11-2布置于烟道外，相变工质采用水，采用自然循环方式。设有与复叠式蒸汽朗肯联合循环发电装置配套的补水系统，经化学水处理的合格补水进入除氧器12，补充系统的消耗；设有高压端蒸汽朗肯循环的补水回路经除氧器12除氧后的低压给水经高压端补水泵20、高压端补水管线补入高压端蒸汽朗肯循环系统。所述的高压给水加热器8、高压凝汽器5 (即低压蒸发器14)、低压给水加热器11、高压过热器3、低压过热器15可分别设置一个或多个，采用串联、并联或混联方式连接。送风机24送来的空气23进入空气预热器25，形成热空气26，进入燃烧设备27参与燃烧，生成的高温烟气经锅炉本体1、低压过热器15、高压过热器3、高压给水加热器8、空气预热器23、低压给水加热器11降低温度后排出。所述的低压端凝汽器18按照常规技术进行设置，采用水或空气等作为冷却介质。本专利技术中所提及的前述设备的换热元件可采用列管、翅片管、蛇形管或螺旋槽管，或采用其他强化传热措施的管子或其他型式的中空腔体换热元件。控制低压给水加热器11之蒸发器11-1换热面的壁面温度稍高于烟气酸露点温度，或采用耐腐蚀的材料有效减轻烟气的低温腐蚀，能够有效降低排烟温度、避免烟气低温腐蚀的同时，高效回收烟气余热。本专利技术中未说明的设备及其备用系统、管道、仪表、阀门、保温、具有调节功能旁路设施等采用公知的成熟技术进行配套。设有与本专利技术系统配套的安全、调控装置，采用现有蒸汽朗肯循环发电厂、程氏循环发电厂或燃气-蒸汽联合循环发电厂的公知的成熟调控技术进行配套，使复叠式蒸汽朗肯联合循环发电装置能经济、安全、高热效率运行，达到节能降耗的目的。本专利技术相比现有技术具有如下优点1、本专利技术设计的复叠式蒸汽朗肯联合循环发电装置，有别于传统的蒸汽朗肯循环系统，高压端蒸汽朗肯循环的高压凝汽器5蒸汽冷凝侧采用正压运行方式，将高压汽轮机4的排汽作为低压端蒸汽朗肯循环的热源之一，将高压凝汽器5和低压端蒸汽朗肯循环中的低压蒸发器14巧妙复合在一起，高压端蒸汽朗肯循环中蒸汽的汽化潜热全部得到有效利用，相比同发电功率的机组的低压端凝汽器的负荷，凝汽器的负荷减轻的绝对幅度值可达40%，整个系统循环的绝对效率值至少提高2%以上；因高压端蒸汽朗肯循环汽轮机的背压采用正压方式运行，高压汽轮机出口乏汽能保证一定的过热度，在高压端过热蒸汽温度不变的情况下，可通过适当提高高压端蒸汽初压的方法进一步提高循环热效率2%以上，而且由于汽轮机出口本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复叠式蒸汽朗肯联合循环发电装置，该装置包括高压端蒸汽朗肯循环和低压端有机朗肯循环系统，其特征在于：所述的高压端蒸汽朗肯循环，是指由锅炉本体（1）出来的饱和蒸汽（2），经高压过热器（3）形成高压过热蒸汽（3?1），送入高压汽轮机（4）带动发电机（19）发电；高压汽轮机（4）出来的乏汽在高压凝汽器（5）凝结成凝结水（6），凝结水（6）经高压给水泵（7）送入锅炉本体（1），锅炉本体（1）再产生饱和蒸汽，从而形成高压端蒸汽朗肯循环回路；所述的低压端蒸汽朗肯循环，是指由低压蒸发器（14）出来的蒸汽，经低压过热器（15）形成低压过热蒸汽（16），送入低压汽轮机（17）带动发电机（19）发电；低压汽轮机（17）出来的乏汽在低压凝汽器（18）凝结成低压端凝结水（9），经低压给水泵（13）送入低压蒸发器（14），低压蒸发器（14）再产生蒸汽，从而形成低压端蒸汽朗肯循环回路；所述的高压凝汽器（5）的蒸汽凝结侧采用正压运行方式，即高压汽轮机（4）排出的乏汽的压力高于大气压力；所述的高压端蒸汽朗肯循环回路的高压凝汽器（5）即低压端蒸汽朗肯循环回路的低压蒸发器（15）。

【技术特征摘要】
1.一种复叠式蒸汽朗肯联合循环发电装置，该装置包括高压端蒸汽朗肯循环和低压端有机朗肯循环系统，其特征在于: 所述的高压端蒸汽朗肯循环，是指由锅炉本体(1)出来的饱和蒸汽(2)，经高压过热器(3)形成高压过热蒸汽(3-1)，送入高压汽轮机(4)带动发电机(19)发电；高压汽轮机(4)出来的乏汽在高压凝汽器(5)凝结成凝结水(6)，凝结水(6)经高压给水泵(7)送入锅炉本体(I )，锅炉本体(I)再产生饱和蒸汽，从而形成高压端蒸汽朗肯循环回路； 所述的低压端蒸汽朗肯循环，是指由低压蒸发器(14)出来的蒸汽，经低压过热器(15)形成低压过热蒸汽(16)，送入低压汽轮机(17)带动发电机(19)发电；低压汽轮机(17)出来的乏汽在低压凝汽器(18)凝结成低压端凝结水(9)，经低压给水泵(13)送入低压蒸发器(14)，低压蒸发器(14)再产生蒸汽，从而形成低压端蒸汽朗肯循环回路； 所述的高压凝汽器(5)的蒸汽凝结侧采用正压运行方式，即高压汽轮机(4)排出的乏汽的压力高于大气压力； 所述的高压端蒸汽朗肯循环回路的高压凝汽器(5)即低压端蒸汽朗肯循环回路的低压蒸发器(15)。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于: 设有高压给水加热器(8): 锅炉本体(I)出来的饱和蒸汽(2)，经高压过热器(3)形成过热蒸汽(3-1)，送入高压汽轮机(4)带动发电机(19)发电，高压汽轮机(4)出来的乏汽在高压凝汽器(5)凝结成凝结水(6)，凝结水(6)经高压给水泵(7)送入高压给水加热器(8)、锅炉本体(1)，锅炉本体(I)再产生饱和蒸汽，从而形成高压端蒸汽朗肯循环回路。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于: 设有除氧器(12): 所述的低压端蒸汽朗肯循环，是指由低压蒸发器(14)出来的蒸汽，经低压过热器(15)形成低压过热蒸汽(16)，送入低压汽轮机(17)带动发电机(19)发电；低压汽轮机(17)出来的乏汽在低压凝汽器(18)凝结成低压端凝结水(9)，低压端凝结水(9)经凝结水泵(10)、除氧器(12)、低压给水泵(13)，送入低压蒸发器(14)，低压蒸发器(14)再产生蒸汽，从而形成低压端蒸汽朗肯循环回路。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于: 设有低压给水加热器(11): 所述的低压端蒸汽朗肯循环，是指由低压蒸发器(14)出来的蒸汽，经低压过热器(15)形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海波，
申请(专利权)人：南京瑞柯徕姆环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：