一种电力循环系统技术方案

一种汽轮发电电机制冷式凝汽和空冷设备及其热能回收系统汽轮机是热能转化为动能的机器，而进入汽轮机的热能只有３０％转化成动能，余下的７０％被凝汽器冷却。这些热能被白白浪费，现今的凝汽器是用水冷却，这就意味每年大量的水被蒸发。凝汽器铜管结垢及循环水温都会影响凝汽器真空。本技术利用液态制冷剂汽化时吸热，冷凝时放热的原理，来冷却汽轮机排汽、空抽器的冷却的部分和降低发电机的风温，并用吸收来的热量加热凝结水。这样及减少了水资源的浪费。凝汽器铜管结垢问题和真空的可靠性也得到了解决，汽轮机凝结器、空抽器和发电机的工作效率也得到提高，由于回收了热能汽轮机的热经济性也得到极大提高。

【技术实现步骤摘要】
本技术属电力生产系统当今凝汽设备一般由凝汽器、循环水泵、抽气器(或真空泵)和凝结水泵、冷却塔等主要部件及它们之间的连接管道和附件组成。最简单的汽轮机设备示意图如附附图说明图1——汽轮机凝汽设备示意系统图，图中1、凝汽器，2、循环泵，3、凝结水泵，4、抽汽器，5、冷却塔。汽轮机的排汽进入凝汽器(1)，循环泵(2)不断地把冷却水送入凝汽器(1)，吸入蒸汽凝结放出的热量，蒸汽被冷却并凝结成水，凝结水被凝结泵(3)从凝汽器底部抽出，送往锅炉作为给水。在凝汽器中，蒸汽和凝结水是共存的，蒸汽压力是凝结温度所对应的饱和压力。只要冷却水温不高，在正常情况下，蒸汽凝结温度一般为30°左右，30°左右度的蒸汽凝结温度所对应的饱和压力约为4——5Kpa，大大低于大气压力，形成高度真空。此时，处于负压的凝汽设备及管道接口并非绝对严密，外界空气会漏入，为了避免这些在常温条件下不能凝结的空气在凝汽器中逐渐积累造成凝汽器中的压力升高，一般采用抽气器(4)不断地将空气从凝汽器中抽出以维持凝汽器内的高真空。冷却水吸收了蒸汽凝结放出的热量后被送往冷却塔(5)将热量散放后继续被循环泵(2)送入凝汽器。汽轮机是将热能转化为动能的机器，而进入汽轮机的热能只有30％转化成了动能，余下的70％只能被凝汽器冷却。现今的凝汽器因为是使用水冷却使蒸汽凝结成凝结水，这就意味每年大量的水被冷却塔蒸发造成很大的水资源和热能资源的浪费。有运行经验的厂家一定知道，凝汽器的真空会随季节的变化而高低起伏，因为夏天天气热循环水温度高而不能更好地吸收凝汽器内部的排汽热量，蒸汽不能顺利凝结成水，使真空下降，同时由于凝汽器内部铜管的结垢也会使凝汽器的真空降低影响发电量，所以为了解决凝汽器内铜管结垢问题，设备制造厂家及使用方都想了很多方法，如在凝汽器水侧增加胶球设备，往循环水加酸等。虽然这些方法对铜管结垢有一些遏制作用，但都不能一劳永逸得根绝这一问题，每隔一断时间，发电厂都要停机清洗铜管，清洗冷却塔等，这样即浪费了资源、金钱，还要影响发电量。凝汽系统中，使凝汽器内部建立和保持真空的抽气器(或真空泵)的冷却部分也用的是循环水，所以铜管结垢及水温的不稳定也会影响抽气设备的运行效果。虽然射汽式抽气器多用凝结水冷却蒸汽，但是由于凝结水温度高所以使抽气效率降低。另外由于建立高真空那么与其相对应的凝结水的温度将会降低，那用于加热凝结水的机组抽汽将会增加。而凝汽器内蒸汽凝结而放出的热量却被循环水白白放掉，大大影响热效益。现在风冷式发电机的空冷器也用循环水冷却，所以凝汽器内铜管结垢的问题，空冷器也同样存在，影响了发电机的风温冷却效果。综上所述本专利技术试图解决如下的问题1、减少冷却循环水的消耗量；2、减少季节温度的变化对凝汽器真空的影响，消除凝汽器铜管的结垢问题。提高凝汽器真空的稳定性、可靠性；3、回收蒸汽凝结的热量，减少因建立凝汽器真空所须的能量消耗，提高机组的热经济效益；4、冷却发电机并回收其热量；5、减小冷却塔体积，减少其占地面积及建厂资金投入。为了解决上述问题，本技术舍去原先直接用循环水为凝汽器的冷却工质冷却凝结汽轮机排汽、空气抽气器的冷却器和发电机空冷器的方法，引用蒸汽压缩式制冷原理，就是利用液态制冷剂汽化时吸热，蒸汽冷凝时放热的原理，来冷却汽轮机排汽，抽气器须冷却部分，降低发电机入口风温并利用吸收来的热量加热凝结水。其原理如附图2——蒸气压缩式制冷原理图，图中1、压缩机，2、冷却剂冷凝装置，3、毛细管，4、冷却剂蒸发器。首先在蒸发器(4)内造成一定的低压环境，使液体制冷剂在低压条件下迅速汽化吸热(降低凝汽器，抽气器冷却器，发电机空冷器等须制冷设备的温度)。然后通过压缩机(1)将低压蒸汽变为高温高压蒸汽，并送入冷却剂冷凝装置(2)冷却，使蒸汽冷凝为液体，当常温高压液体经过节流阀或毛细管(3)降压后再送回到冷却剂蒸发器(4)吸热完成制冷循环。在以上的制冷循环中作为制冷工质的制冷剂要合理选择，理想的制冷剂要求其化学性质是无毒、无刺激性气味，对金属腐蚀要小，与润滑油不起化学反应，不易燃烧，不易爆炸，并且要有良好的热力学性质，即在大气压力下，它的蒸发器内的蒸发温度要低，蒸发压力最好与大气压力相近，冷凝温·度对应的压力要适中，单位制冷量和汽化热要大，液体制冷剂比热要小，气体制冷剂的比热要大、要求制冷剂的物理性质是；凝固温度要低，临界温度要高，导热系数和放热系数要大，密度和粘度要小，渗透性应效弱，泄漏性要小，如发生渗漏应容易被发现并确定渗漏处；对油要有一定的溶解性，对水要有一定的溶解性，对人体无损害，价格要低廉，并易于取得；要求制冷剂不仅有好的绝缘性能，而且电流通过时不改变其特性。附图3是汽轮发电机制冷式凝汽和空冷设备及其热能回收系统图。图中1、电动机，2、压缩机，3、凝结水三次初步加热器，4、凝结水二次初步加热器，5、凝结水一次初步加热器，6、制冷剂冷却装置，7、制冷剂干燥过滤器，8、汽轮机凝汽器，9、发电机空冷器。10、抽气器冷却器，11、凝结泵，12、低压加热器，13、压缩机入口阀门，14、压缩机出口逆止门，15、压缩机出口门，16、三次初加制冷剂入口阀门，17、三次初加制冷剂出口门，18、三次初加制冷剂旁路门，19、二次初加制冷剂入口门，20、二次初加制冷剂出口门，21、二次初加制冷剂旁路门，22、一次初加制冷剂入口门，23、一次初加制冷剂出口门，24、一次初加制冷剂旁路门，25、制冷剂冷却装置制冷剂入口门，26、制冷剂冷却装置制冷剂出口门，27、制冷剂冷却装置制冷剂旁路门，28、凝汽器制冷剂入口门，29、电磁阀，30、膨胀阀，31、凝汽器制冷剂出口门，32、发电机空冷器制冷剂入口门，33、电磁阀，34、膨胀阀，35、发电机空冷器出口门，36、空抽器冷却器制冷剂入口门，37、电磁阀，38、膨胀阀，39、空抽器冷却器制冷剂出口门，40、凝结泵入口门，41、凝结泵出口逆止门，42、凝结泵出口门，43、一次初加凝结水入口门，44、一次初加凝结水出口门，45、一次初加凝结水旁路门，46、二次初加凝结水入口门，47、二次初加凝结水出口门，48、二次初加凝结水旁路门，49、三次初加凝结水入口门，50、三次初加凝结水出口门，51、三次初加凝结水旁路门，52、凝结水再循环门，53、低加凝结水入口门，54、低加凝结水出口门，55、低加凝结水旁路门，56、空抽器蒸汽入口门，57、一段抽汽进汽门，58、二段抽汽进汽门，59、凝汽器空气门，60、空抽器空气进口门，61、空抽器排大气，62、空抽器二段抽器疏水门，63、制冷剂冷却装置循环泵入口门，64、制冷剂冷却装置冷却水循环泵，65、制冷剂却装置循环泵出口逆止门，66、制冷剂却装置循环泵出口门，67、制冷剂冷却装置淋水盘入口门，68、制冷剂冷却装置冷却水淋水盘。在附图3系统图中电机(1)是带动压缩机的动力源；压缩机(2)是制冷剂在整个制冷循环中的动力，为了延长压缩机的使用寿命，本系统设两台压缩机交替运行。凝结水三次初步加热器(3)，二次初步加热器(4)，一次初步加热器(5)，是一种表面式热交换器，起到用制冷剂从凝器，发电机空冷器和空气抽气器的冷却器处得到的热能来加热凝结水的作用。它利用了汽轮机的排汽热能，使得汽轮机用来加热凝结水的抽汽量减少，从而提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽轮发电机制冷式凝汽和空冷设备及其热力回收系统，利用液态制冷剂汽化时吸热，冷凝时放热的原理，来冷却汽轮机排汽，凝结器的抽气器须降温的介质（如水，汽）和降低发电机的入口风温，其特证是：制冷剂从压缩机出来经过出口逆止阀、出口阀经管道到凝结水三次初步加热器制冷剂入口阀进入凝结水三次初步加热器，凝结水三次初步加热器是表面式热交换器其传热部分为Ｕ型管束，管束内侧走制冷剂，外侧走凝结水，制冷剂和凝结水在凝结水三次初步加热器内的流动方向相反，制冷剂从凝结水三次初步加热器制冷剂出口阀出来，经管道通过凝结水二次初步加热器制冷剂入口阀进入凝结水二次初步加热器，凝结水二次初步加热器是表面式热交换器其传热部分为Ｕ型管束，管束内侧走制冷剂，外侧走凝结水，制冷剂和凝结水在凝结水二次初步加热器内的流动方向相反，制冷剂从凝结水二次初步加热器制冷剂出口阀出来，经管道通过凝结水一次初步加热器制冷剂入口阀进入凝结水一次初步加热器，凝结水一次初步加热器是表面式热交换器其传热部分为Ｕ型管束，管束内侧走制冷剂，外侧走凝结水，制冷剂和凝结水在凝结水一次初步加热器内的流动方向相反，制冷剂从凝结水一次初步加热器制冷剂出口阀出来，经管道到达制冷剂冷却装置制冷剂入口阀进入制冷剂冷却装置，制冷剂冷却装置的传热部分是由裸管式翅片管组成的盘管组一部分浸没在水池的水中，一部分被架置在空中，制冷剂流入后，从底部至上部分别到每一个盘形管内流动，制冷剂冷却循环水经底部管道导流进入冷却水循环泵，经循环泵加压通过管道到达淋水盘，淋到由裸管式翅片管组成的盘管组上，最后回到循环水池中；制冷剂从冷却装置制制冷剂出口阀出来，经管道到达制冷剂干燥过滤器，然后分为三路：一路经管道引到电磁阀然后通过膨胀阀进入空气抽气器的冷却器，抽气器冷却器的传热部分是由制冷管束组成的，管束内走制冷剂，管束外侧是需冷却的介质，制冷剂从空气抽气器的冷却器制冷剂出口阀出来到制冷剂回液母管经压缩机入口阀进入压缩机，二路经管道引到又一个电磁阀然后通过另一膨胀阀进入发电机凝汽器，凝汽器外壳通常呈圆柱形，椭圆形或矩形，数日甚多的制冷剂铜管装在管板上，制冷剂流动在铜管内侧，从制冷剂入口母管进来经制冷剂导流分配管，分配到每一根制冷铜管内，再经过制冷剂回液导流管汇集到回液母管，从回液母管流出凝汽器，汽轮机排汽从凝汽器顶部与汽轮机排汽缸相接的蒸汽入口进来，和制冷剂铜管的外壁接触，凝结成水，聚集在热井中由凝结泵抽走，制冷剂从凝汽器...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李荣庆，
申请(专利权)人：李荣庆，
类型：发明
国别省市：64[中国|宁夏]