專利名稱：布列頓-抽汽式蒸汽朗肯聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種布列頓-抽汽式蒸汽朗肯聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，具體屬火力發(fā)電廠動(dòng)力裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)因其熱效率高、啟動(dòng)速度快、環(huán)保條件好、安裝周期短、投資費(fèi)用低等一系列優(yōu)點(diǎn)，加上近年來燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，燃?xì)廨啓C(jī)單機(jī)功率也不斷加大，聯(lián)合循環(huán)研究已經(jīng)弓丨起世界各國的重視和實(shí)施。國外聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)的研究始于上個(gè)世紀(jì)60年代末，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前，美國、英國、日本等許多發(fā)達(dá)國家的燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)已比較成熟，其供電效率已達(dá)到50%以上。如美國CE公司為53%左右；ABB公司為48% 5L 9% ;三菱重工為51% 52%。許多公司(如美國Texco公司、比利時(shí)CMI公司等)都具有比較成熟的聯(lián)合循環(huán)余熱鍋爐性能設(shè)計(jì)、系統(tǒng)優(yōu)化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、生產(chǎn)制造技術(shù)，而且已經(jīng)完全掌握了聯(lián)合循環(huán)余熱鍋爐的熱力特性和運(yùn)行特性。燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)以及目前正在開發(fā)中的雙流體循環(huán)-燃?xì)廨啓C(jī)回注蒸汽的程氏循環(huán)和在燃?xì)廨啓C(jī)的壓氣機(jī)出口噴水蒸發(fā)的回?zé)嵫h(huán)，正是這種技術(shù)發(fā)展的代表，前者已經(jīng)發(fā)展成熟，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，后兩者正在加緊研究之中，而程氏循環(huán)已有應(yīng)用實(shí)例和正式產(chǎn)品。以水蒸汽為工質(zhì)的火力發(fā)電廠，是大規(guī)模地進(jìn)行著把熱能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，并又把機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿墓S。發(fā)電廠應(yīng)用的循環(huán)很復(fù)雜，然而究其實(shí)質(zhì)，主要是由鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽器、水泵等設(shè)備所組成的朗肯循環(huán)來完成，其工作原理是給水先經(jīng)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(jī)中膨脹做功，變?yōu)榈蜏氐蛪旱姆ζ?，最后排入凝汽器凝結(jié)為冷凝水，重新經(jīng)水泵將冷凝水送入鍋爐進(jìn)行新的循環(huán)。至于火力發(fā)電廠使用的復(fù)雜循環(huán)，只不過是在朗肯循環(huán)基礎(chǔ)上，為了提高熱效率，加以改進(jìn)而形成的新的循環(huán)即回?zé)嵫h(huán)、再熱循環(huán)等，朗肯循環(huán)已成為現(xiàn)代蒸汽動(dòng)力裝置的基本循環(huán)。現(xiàn)代大中型蒸汽動(dòng)力裝置毫無例外地全都采用抽汽加熱給水回?zé)嵫h(huán)、蒸汽再熱循環(huán)技術(shù)，從而提高了加熱平均溫度，除了顯著地提高了循環(huán)熱效率以外，汽耗率雖有所增力口，但由于逐級(jí)抽汽使排汽率減少，這有利于實(shí)際做功量和理論做功量之比即該循環(huán)的相對(duì)內(nèi)效率Htji的提高，同時(shí)解決了大功率汽輪機(jī)末級(jí)葉片流通能力限制的困難，凝汽器體積也可相應(yīng)減少。但蒸汽在凝汽器中凝結(jié)時(shí)仍釋放出大量的汽化潛熱，需要大量的水或空氣進(jìn)行冷卻，即浪費(fèi)了熱量、造成熱污染，又浪費(fèi)了電能、水資源。因此如何有效利用凝汽器中蒸汽凝結(jié)時(shí)釋放的大量的汽化潛熱，值得深入研究。電站鍋爐生產(chǎn)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(fèi)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(zhì)較低，未找到有效的利用方法；(2)回收這部分的余熱，往往對(duì)鍋爐原有熱力系統(tǒng)做出較大改動(dòng)，具有一定的風(fēng)險(xiǎn)性；(3)熱平衡問題難以組織，難以在工廠內(nèi)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(fù)荷往往會(huì)有波動(dòng)，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(huán)火力發(fā)電廠的熱力學(xué)基本規(guī)律，保留基于朗肯循環(huán)原理的動(dòng)力裝置技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，探討新的聯(lián)合循環(huán)理論，真正找到大幅度提高蒸汽朗肯循環(huán)動(dòng)力裝置熱效率的新途徑，成為該領(lǐng)域研究的難點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為解決上述蒸汽朗肯循環(huán)存在的問題，提出一種新的火電廠復(fù)合循環(huán)流程，即布列頓-抽汽式蒸汽朗肯聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，能夠在保留傳統(tǒng)的蒸汽朗肯循環(huán)再熱循環(huán)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，大幅度回收抽汽的汽化潛熱，使傳統(tǒng)朗肯循環(huán)凝汽器的負(fù)荷大幅度減輕，根據(jù)抽氣量的大小，減輕的絕對(duì)幅度值可達(dá)10%，從而實(shí)現(xiàn)有效提高整個(gè)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的熱效率，最終達(dá)到節(jié)能降耗、提聞系統(tǒng)熱效率的目的。本發(fā)明的目的是通過以下措施實(shí)現(xiàn)的
一種布列頓-抽汽式蒸汽朗肯聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，該裝置包括布列頓循環(huán)、高壓端蒸汽朗肯循環(huán)和低壓端蒸汽朗肯循環(huán)，其特征在于
空氣28經(jīng)壓氣機(jī)29送入燃燒設(shè)備30，與進(jìn)入的燃料33充分燃燒，生成的高溫?zé)煔膺M(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)31,拖動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)34發(fā)電,完成燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組布列頓循環(huán)。所述的燃?xì)廨啓C(jī)31排出的高溫?zé)煔?2作為抽汽式蒸汽朗肯聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的熱源，高溫?zé)煔?2沿?zé)煹?0經(jīng)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(huán)，是指由余熱鍋爐本體I出來的飽和蒸汽2，經(jīng)高壓過熱器3形成高壓過熱蒸汽3-1，送入高壓汽輪機(jī)4帶動(dòng)發(fā)電機(jī)19發(fā)電，高壓汽輪機(jī)4出來的乏汽在凝汽器5中形成凝結(jié)水6，冷凝水6經(jīng)凝結(jié)水泵13、除氧器12、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(chǎn)生飽和蒸汽，從而形成高壓端蒸汽朗肯循環(huán)回路。所述的低壓端蒸汽朗肯循環(huán)，是指蒸汽發(fā)生器26采用高壓端蒸汽朗肯循環(huán)中汽輪機(jī)4的抽汽4-1作為熱源，與低壓端給水直接混合加熱或間接換熱，產(chǎn)生低壓飽和蒸汽5-1，抽汽4-1經(jīng)過蒸汽發(fā)生器26形成的冷凝水經(jīng)回水管線27返回高壓端蒸汽朗肯循環(huán)系統(tǒng)，經(jīng)低壓過熱器15形成低壓過熱蒸汽16，送入低壓汽輪機(jī)17帶動(dòng)發(fā)電機(jī)19發(fā)電；低壓汽輪機(jī)17出來的乏汽在低壓凝汽器18凝結(jié)成凝結(jié)水9，凝結(jié)水9經(jīng)凝結(jié)水泵10、低壓給水加熱器11、二級(jí)低壓給水加熱器14，送入蒸汽發(fā)生器26，蒸汽發(fā)生器26再產(chǎn)生飽和蒸汽5-1，從而形成低壓端蒸汽朗肯循環(huán)回路。所述的蒸汽發(fā)生器26采用正壓運(yùn)行方式。所述的高壓端蒸汽朗肯循環(huán)與低壓端蒸汽朗肯循環(huán)通過蒸汽發(fā)生器26直接復(fù)合起來，高效回收高溫端蒸汽朗肯循環(huán)中抽汽4-1冷凝時(shí)釋放的汽化潛熱用于低溫端蒸汽朗肯循環(huán)發(fā)電，采用的低壓過熱器技術(shù)，吸納了再熱循環(huán)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，因此可以顯著提高整個(gè)循環(huán)的熱效率。所述的蒸發(fā)發(fā)生器26中的給水與抽汽4-1采用直接混合加熱或間接漸熱方式。所述的蒸發(fā)發(fā)生器26中的給水與抽汽4-1采用直接混合加熱方式時(shí)，設(shè)有回收管線27 :抽汽4-1經(jīng)過蒸汽發(fā)生器26形成的冷凝水直接從蒸汽發(fā)生器26經(jīng)回水管線27返回高壓端蒸汽朗肯循環(huán)系統(tǒng)；或者從凝結(jié)水泵10出口管線經(jīng)回收管線27返回高壓端蒸汽朗肯循環(huán)回路。所述的蒸發(fā)發(fā)生器26中的給水與抽汽4-1采用間接加熱方式時(shí)，設(shè)有回收管線27 :抽汽4-1經(jīng)過蒸汽發(fā)生器26形成的冷凝水直接從蒸汽發(fā)生器26經(jīng)回水管線27返回高壓端蒸汽朗肯循環(huán)系統(tǒng)；凝結(jié)水9經(jīng)凝結(jié)水泵10、回收管線27返回高壓端蒸汽朗肯循環(huán)回路，再從除氧器12出口管線經(jīng)回水管線27-1回到凝結(jié)水泵10的進(jìn)口管線。所述的低壓給水加熱器11與煙氣采用分離式換熱方式時(shí)，低壓給水加熱器為復(fù)合相變換熱器，包括蒸發(fā)器11-1、冷凝器11-2，蒸發(fā)器11-1和冷凝器采用分體式或一體式的結(jié)構(gòu)；其中的相變工質(zhì)采用水或其他適宜的物質(zhì)；相變工質(zhì)在蒸發(fā)器11-1中吸收煙氣的熱量產(chǎn)生飽和蒸汽，飽和蒸汽通過冷凝器11-2與低壓端凝結(jié)水9間壁式換熱，冷卻后形成凝結(jié)液再由蒸發(fā)器11-1吸收煙氣的熱量產(chǎn)生蒸汽，從而形成相變工質(zhì)的內(nèi)循環(huán)過程；相變工質(zhì)采用自然循環(huán)或強(qiáng)制循環(huán)方式；優(yōu)選的方法是蒸發(fā)器、冷凝器分體式布置，即蒸發(fā)器11-1布置于煙道20內(nèi)、冷凝器11-2布置于煙道外，相變工質(zhì)采用水，采用自然循環(huán)方式。所述的高壓給水加熱器8、蒸汽蒸發(fā)器26、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(shè)置一個(gè)或多個(gè)，采用串聯(lián)、并聯(lián)或混聯(lián)方式連接。所述的凝汽器18、凝汽器5按照常規(guī)技術(shù)進(jìn)行設(shè)置，采用水或空氣等作為冷卻介質(zhì)。本發(fā)明中所提及的前述設(shè)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(qiáng)化傳熱措施的管子或其他型式的中空腔體換熱元件?？刂频蛪航o水加熱器11之蒸發(fā)器11-1換熱面的壁面溫度稍高于煙氣酸露點(diǎn)溫度，或采用耐腐蝕的材料有效減輕煙氣的低溫腐蝕，能夠有效降低排煙溫度、避免煙氣低溫腐蝕的同時(shí)，高效回收煙氣余熱。本發(fā)明中未說明的設(shè)備及其備用系統(tǒng)、管道、儀表、閥門、保溫、具有調(diào)節(jié)功能旁路設(shè)施等采用公知的成熟技術(shù)進(jìn)行配套。設(shè)有與本發(fā)明系統(tǒng)配套的安全、調(diào)控裝置，采用現(xiàn)有蒸汽朗肯循環(huán)發(fā)電廠、程氏循環(huán)發(fā)電廠或燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠的公知的成熟調(diào)控技術(shù)進(jìn)行配套，使抽汽式蒸汽朗肯聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置能經(jīng)濟(jì)、安全、高熱效率運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明設(shè)計(jì)的布列頓-抽汽式蒸汽朗肯聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，有別于傳統(tǒng)的布列頓-蒸汽朗肯循環(huán)系統(tǒng)，將高壓汽輪機(jī)的抽汽作為低壓端蒸汽朗肯循環(huán)的蒸汽發(fā)生器的熱源，直接跟低壓端蒸汽朗肯循環(huán)的給水混合或間接加熱低壓端蒸汽朗肯循環(huán)的給水，產(chǎn)生低壓蒸汽，從而將高壓端蒸汽朗肯循環(huán)和低壓端蒸汽朗肯循環(huán)通過蒸汽發(fā)生器巧妙復(fù)合起來，高壓端蒸汽朗肯循環(huán)的抽汽的汽化潛熱全部得到有效利用，凝汽器的負(fù)荷減輕的絕對(duì)幅度值可達(dá)30%，整個(gè)系統(tǒng)循環(huán)的絕對(duì)效率值可提高2%以上；采用系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)，聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的效率提聞的絕對(duì)幅度值可達(dá)4%以上。2、電廠的煙氣余熱實(shí)現(xiàn)高效回收利用尾部煙道設(shè)置的熱交換器采用相變換熱器時(shí)，可以高效回收煙氣的余熱，排煙溫度可降低至120°C左右，相變換熱器蒸發(fā)器采用耐腐蝕材料時(shí)，排煙溫度能降低更多，達(dá)到85°C左右，對(duì)脫硫脫硝系統(tǒng)的運(yùn)行極為有利，有效避免煙氣低溫腐蝕的同時(shí)，回收的熱量用于朗肯循環(huán)系統(tǒng)高效發(fā)電，更符合能量梯級(jí)利用原理。3、運(yùn)行安全性明顯提高
高壓端蒸汽朗肯循環(huán)的高壓蒸汽輪機(jī)排汽量大幅度降低，蒸汽輪機(jī)末級(jí)葉片的運(yùn)行工況得到明顯改善；低壓端蒸汽朗肯循環(huán)中的低壓過熱器，因壓力較低，運(yùn)行安全性提高，低壓汽輪機(jī)的進(jìn)汽采用過熱蒸汽，使傳統(tǒng)再熱循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)得到充分發(fā)揮，能有效解決傳統(tǒng)蒸汽朗肯循環(huán)中汽輪機(jī)末級(jí)葉片因濕蒸汽帶來的問題設(shè)計(jì)、制造及運(yùn)行問題，蒸汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)較之前明顯改善。4、本發(fā)明的方案既可用于新建動(dòng)力裝置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造，也可用于對(duì)現(xiàn)有朗肯循環(huán)抽凝式或純凝式機(jī)組或背壓機(jī)組的節(jié)能改造，能充分挖掘設(shè)備的潛力，盤活現(xiàn)有資產(chǎn)，能使傳統(tǒng)的關(guān)停的凝汽式或抽凝式機(jī)組重新煥發(fā)生機(jī)，同時(shí)符合國家的產(chǎn)業(yè)政策，機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)型、安全性得到可靠保證，能有效提高系統(tǒng)的熱效率。
圖1是本發(fā)明的一種布列頓-抽汽式蒸汽朗肯聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置流程示意圖。圖1中1_余熱鍋爐本體，2-飽和蒸汽，3-高壓過熱器，3-1-高壓過熱蒸汽，4-高壓汽輪機(jī)，4-1-高壓汽輪機(jī)抽汽，5-凝汽器，5-1-低壓飽和蒸汽，6-冷凝水，7-高壓給水泵，8-高壓給水加熱器，9-低壓凝結(jié)水，10-凝結(jié)水泵，11-低壓給水加熱器，11-1-蒸發(fā)器，11-2-冷凝器，12-除氧器，13-凝結(jié)水泵，14-二級(jí)低壓給水加熱器，15-低壓過熱器，16-低壓過熱蒸汽，17-低壓汽輪機(jī)，18-凝汽器，19-發(fā)電機(jī)，20-煙道，26-蒸汽發(fā)生器，27-回水管線，27-1-回水管線，28-空氣，29-壓氣機(jī)，30-燃燒設(shè)備，31-燃?xì)廨啓C(jī)，32-高溫?zé)煔猓?3-燃料，34-燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施例1 :
如圖1所示，一種抽汽式蒸汽朗肯聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，該裝置包括高壓端蒸汽朗肯循環(huán)、低壓端蒸汽朗肯循環(huán)
空氣28經(jīng)壓氣機(jī)29送入燃燒設(shè)備30，與進(jìn)入的燃料33充分燃燒，生成的高溫?zé)煔膺M(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)31,拖動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)34發(fā)電,完成燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組布列頓循環(huán)。所述的燃?xì)廨啓C(jī)31排出的高溫?zé)煔?2作為抽汽式蒸汽朗肯聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的熱源，高溫?zé)煔?2沿?zé)煹?0經(jīng)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(huán)，是指由余熱鍋爐本體I出來的飽和蒸汽2，經(jīng)高壓過熱器3形成高壓過熱蒸汽3-1，送入高壓汽輪機(jī)4帶動(dòng)發(fā)電機(jī)19發(fā)電，高壓汽輪機(jī)4出來的乏汽在凝汽器5中形成凝結(jié)水6，冷凝水6經(jīng)凝結(jié)水泵13、除氧器12、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(chǎn)生飽和蒸汽，從而形成高壓端蒸汽朗肯循環(huán)回路。所述的低壓端蒸汽朗肯循環(huán)，是指蒸汽發(fā)生器26采用高壓端蒸汽朗肯循環(huán)中汽輪機(jī)4的抽汽4-1作為熱源，與低壓端給水直接混合加熱，產(chǎn)生低壓飽和蒸汽5-1，抽汽4-1經(jīng)過蒸汽發(fā)生器26形成的冷凝水經(jīng)回水管線27返回高壓端蒸汽朗肯循環(huán)系統(tǒng)，經(jīng)低壓過熱器15形成低壓過熱蒸汽16，送入低壓汽輪機(jī)17帶動(dòng)發(fā)電機(jī)19發(fā)電；低壓汽輪機(jī)17出來的乏汽在低壓凝汽器18凝結(jié)成凝結(jié)水9，凝結(jié)水9經(jīng)凝結(jié)水泵10、低壓給水加熱器11、二級(jí)低壓給水加熱器14，送入蒸汽發(fā)生器26，蒸汽發(fā)生器26再產(chǎn)生飽和蒸汽5-1，從而形成低壓端蒸汽朗肯循環(huán)回路。所述的高壓端蒸汽朗肯循環(huán)與低壓端蒸汽朗肯循環(huán)通過蒸汽發(fā)生器26直接復(fù)合起來，高效回收高溫端蒸汽朗肯循環(huán)中抽汽4-1冷凝時(shí)釋放的汽化潛熱用于低溫端蒸汽朗肯循環(huán)發(fā)電，采用的低壓過熱器技術(shù)，吸納了再熱循環(huán)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，因此可以顯著提高整個(gè)循環(huán)的熱效率。所述的低壓給水加熱器11與煙氣采用分離式換熱方式時(shí)，低壓給水加熱器為復(fù)合相變換熱器，包括蒸發(fā)器11-1、冷凝器11-2，蒸發(fā)器11-1和冷凝器采用分體式或一體式的結(jié)構(gòu)；其中的相變工質(zhì)采用水或其他適宜的物質(zhì)；相變工質(zhì)在蒸發(fā)器11-1中吸收煙氣的熱量產(chǎn)生飽和蒸汽，飽和蒸汽通過冷凝器11-2與低壓端凝結(jié)水9間壁式換熱，冷卻后形成凝結(jié)液再由蒸發(fā)器11-1吸收煙氣的熱量產(chǎn)生蒸汽，從而形成相變工質(zhì)的內(nèi)循環(huán)過程；相變工質(zhì)采用自然循環(huán)或強(qiáng)制循環(huán)方式；優(yōu)選的方法是蒸發(fā)器、冷凝器分體式布置，即蒸發(fā)器11-1布置于煙道20內(nèi)、冷凝器11-2布置于煙道外，相變工質(zhì)采用水，采用自然循環(huán)方式。所述的高壓給水加熱器8、蒸汽蒸發(fā)器26、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(shè)置一個(gè)或多個(gè)，采用串聯(lián)、并聯(lián)或混聯(lián)方式連接。所述的凝汽器18、凝汽器5按照常規(guī)技術(shù)進(jìn)行設(shè)置，采用水作為冷卻介質(zhì)。本發(fā)明中所提及的前述設(shè)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(qiáng)化傳熱措施的管子或其他型式的中空腔體換熱元件?？刂频蛪航o水加熱器11之蒸發(fā)器11-1換熱面的壁面溫度稍高于煙氣酸露點(diǎn)溫度，或采用耐腐蝕的材料有效減輕煙氣的低溫腐蝕，能夠有效降低排煙溫度、避免煙氣低溫腐蝕的同時(shí)，高效回收煙氣余熱。本發(fā)明中未說明的設(shè)備及其備用系統(tǒng)、管道、儀表、閥門、保溫、具有調(diào)節(jié)功能旁路設(shè)施等采用公知的成熟技術(shù)進(jìn)行配套。設(shè)有與本發(fā)明系統(tǒng)配套的安全、調(diào)控裝置，采用現(xiàn)有蒸汽朗肯循環(huán)發(fā)電廠、程氏循環(huán)發(fā)電廠或燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠的公知的成熟調(diào)控技術(shù)進(jìn)行配套，使布列頓-抽汽式蒸汽朗肯聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置能經(jīng)濟(jì)、安全、高熱效率運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開如上，但它們并不是用來限定本發(fā)明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，自當(dāng)可作各種變化或潤飾，同樣屬于本發(fā)明之保護(hù)范圍。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種布列頓-抽汽式蒸汽朗肯聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，該裝置包括布列頓循環(huán)、高壓端蒸汽朗肯循環(huán)和低壓端有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于: 空氣(28)經(jīng)壓氣機(jī)(29)送入燃燒設(shè)備(30)，與進(jìn)入的燃料(33)充分燃燒，生成的高溫?zé)煔膺M(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)(31),拖動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)(34)發(fā)電,完成燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組布列頓循環(huán)；所述的燃?xì)廨啓C(jī)(31)排出的高溫?zé)煔?32)作為抽汽式蒸汽朗肯聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的熱源； 所述的高壓端蒸汽朗肯循環(huán)，是指由余熱鍋爐本體(I)出來的飽和蒸汽(2)，經(jīng)高壓過熱器(3)形成高壓過熱蒸汽(3-1)，送入高壓汽輪機(jī)(4)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)(19)發(fā)電，高壓汽輪機(jī)(4)出來的乏汽在凝汽器(5)中形成凝結(jié)水￠)，經(jīng)冷凝水(6)經(jīng)高壓給水泵(7)送入余熱鍋爐本體(I)，余熱鍋爐本體(I)再產(chǎn)生飽和蒸汽，從而形成高壓端蒸汽朗肯循環(huán)回路； 所述的低壓端蒸汽朗肯循環(huán)，是指蒸汽發(fā)生器(26)采用高壓端蒸汽朗肯循環(huán)中汽輪機(jī)(4)的抽汽(4-1)作為熱源，加熱低壓端蒸汽朗肯循環(huán)的給水，蒸汽發(fā)生器(26)產(chǎn)生的低壓飽和蒸汽(5-1)，經(jīng)低壓過熱器(15)形成低壓過熱蒸汽(16)，送入低壓汽輪機(jī)(17)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)(19)發(fā)電；低壓汽輪機(jī)(17)出來的乏汽在凝汽器(18)凝結(jié)成凝結(jié)水(9)，凝結(jié)水(9)經(jīng)凝結(jié)水泵(10)送入蒸汽發(fā)生器(26)，蒸汽發(fā)生器(26)再產(chǎn)生飽和蒸汽(5-1)，從而形成低壓端蒸汽朗肯循環(huán)回路； 所述的蒸汽發(fā)生器(26)采用正壓運(yùn)行方式； 所述的高壓端蒸汽朗肯循環(huán)與低壓端蒸汽朗肯循環(huán)通過蒸汽發(fā)生器(26)直接復(fù)合起來，回收高溫端蒸汽朗肯循環(huán)的蒸汽冷凝時(shí)釋放的汽化潛熱用于低溫端蒸汽朗肯循環(huán)發(fā)電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于: 設(shè)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(jīng)高壓過熱器(3)形成高壓過熱蒸汽(3-1)，送入高壓汽輪機(jī)⑷帶動(dòng)發(fā)電機(jī)(19)發(fā)電；高壓汽輪機(jī)⑷出來的乏汽(4-1)經(jīng)過凝汽器(5)形成冷凝水￠)，冷凝水(6)經(jīng)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(chǎn)生飽和蒸汽，從而形成高壓端蒸汽朗肯循環(huán)回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于: 設(shè)有除氧器(12): 余熱鍋爐本體(I)出來的飽和蒸汽(2)，經(jīng)高壓過熱器(3)形成高壓過熱蒸汽(3-1)，送入高壓汽輪機(jī)⑷帶動(dòng)發(fā)電機(jī)(19)發(fā)電；高壓汽輪機(jī)⑷出來的乏汽(4-1)經(jīng)過凝汽器(5)形成冷凝水￠)，冷凝水(6)經(jīng)凝結(jié)水泵(13)、除氧器(12)除氧后，經(jīng)高壓給水泵(7)送入余熱鍋爐本體(I)，余熱鍋爐本體(I)再產(chǎn)生飽和蒸汽，從而形成高壓端蒸汽朗肯循環(huán)回路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于: 所述的蒸發(fā)發(fā)生器(26)中的給水與抽汽(4-1)采用直接混合加熱或間接漸熱方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置， 其特征在于: 所述的蒸發(fā)發(fā)生器(26)中的給水與抽汽(4-1)采用直接混合加熱方式時(shí)，設(shè)有回收管線(27):抽汽(4-1)經(jīng)過蒸汽發(fā)生器(26)形成的冷凝水直接從蒸汽發(fā)生器(26)經(jīng)回水管線(27)返回高壓端蒸汽朗肯循環(huán)系統(tǒng)；或者從凝結(jié)水泵(10)出口管線經(jīng)回收管線(27)返回高壓端蒸汽朗肯循環(huán)回路。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于:所述的蒸發(fā)發(fā)生器(26)中的給水與抽汽(4-1)采用間接加熱方式時(shí)，設(shè)有回收管線(27):抽汽(4-1)經(jīng)過蒸汽發(fā)生器(26)形成的冷凝水直接從蒸汽發(fā)生器(26)經(jīng)回水管線(27)返回高壓端蒸汽朗肯循環(huán)系統(tǒng)；凝結(jié)水(9)經(jīng)凝結(jié)水泵(10)、回收管線(27)返回高壓端蒸汽朗肯循環(huán)回路，再從除氧器(12)出口管線經(jīng)回水管線(27-1)回到凝結(jié)水泵(10)的進(jìn)口管線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的裝置，其特征在于: 設(shè)有低壓給水加熱器(11): 由蒸汽蒸發(fā)器(26)產(chǎn)生的飽和蒸汽(5-1)，經(jīng)低壓過熱器(15)形成低壓過熱蒸汽(16)，送入低壓汽輪機(jī)(17)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)(19)發(fā)電；低壓汽輪機(jī)(17)出來的乏汽在凝汽器(18)凝結(jié)成凝結(jié)水(9)，凝結(jié)水(9)經(jīng)凝結(jié)水泵(10)、低壓給水加熱器(11)送入蒸汽蒸發(fā)器(26)，經(jīng)高壓汽輪機(jī)(4)的抽汽(4-1)加熱后，產(chǎn)生飽和蒸汽(5-1)，從而形成低壓端蒸汽朗肯循環(huán)回路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于: 設(shè)有二級(jí)低壓給水加熱器(14):由蒸汽蒸發(fā)器(26)產(chǎn)生的飽和蒸汽(5-1)，經(jīng)低壓過熱器(15)形成低壓過熱蒸汽(16)，送入低壓汽輪機(jī)(17)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)(19)發(fā)電；低壓汽輪機(jī)(17)出來的乏汽在凝汽器`(18)凝結(jié)成凝結(jié)水(9)，凝結(jié)水(9)經(jīng)凝結(jié)水泵(10)、低壓給水加熱器(11)、二級(jí)低壓給水加熱器(14)送入蒸汽蒸發(fā)器(26)，經(jīng)高壓汽輪機(jī)(4)的抽汽(4-1)加熱后，產(chǎn)生飽和蒸汽(5-1)，從而形成低壓端蒸汽朗肯循環(huán)回路。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于: 所述的低壓給水加熱器(11)跟煙氣采用間壁式或分離式換熱方式。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于: 所述的低壓給水加熱器(11)與煙氣采用分離式換熱方式時(shí)，包括蒸發(fā)器(11-1)、冷凝器(11-2);蒸發(fā)器(ll-ι)布置于煙氣側(cè)，通過相變工質(zhì)跟煙氣間壁式換熱，相變工質(zhì)吸熱產(chǎn)生蒸汽，蒸汽通過冷凝器(11-2)與低壓端蒸汽朗肯循環(huán)的給水間壁式換熱，冷卻后形成凝結(jié)液再由蒸發(fā)器(11-1)吸收煙氣的熱量產(chǎn)生蒸汽，從而形成相變工質(zhì)的內(nèi)循環(huán)過程。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于: 所述的高壓過熱器(3)、低壓過熱器(15)、高壓給水加熱器(8)、二級(jí)低壓給水加熱器(14)、低壓給水加熱器(11)、蒸汽蒸發(fā)器(26)可設(shè)置一個(gè)或多個(gè)，采用串聯(lián)、并聯(lián)或混聯(lián)方式連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種布列頓-抽汽式蒸汽朗肯聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，通過高壓端蒸汽朗肯循環(huán)中汽輪機(jī)的抽汽作為低壓端蒸汽朗肯循環(huán)蒸汽發(fā)生器的熱源，將高壓端蒸汽朗肯循環(huán)與低壓端蒸汽朗肯循環(huán)直接復(fù)合起來，將高溫端蒸汽朗肯循環(huán)汽輪機(jī)的抽汽冷凝時(shí)釋放的汽化潛熱全部利用于低溫端蒸汽朗肯循環(huán)發(fā)電，有效減輕傳統(tǒng)蒸汽朗肯循環(huán)系統(tǒng)凝汽器的負(fù)荷可達(dá)10%以上，采用系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)，整個(gè)系統(tǒng)的循環(huán)絕對(duì)熱效率提高可達(dá)4%以上。本發(fā)明既可用于現(xiàn)有抽凝式或純凝式機(jī)組的節(jié)能改造，也可用于新建機(jī)組的設(shè)計(jì)、建造，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)保效益十分顯著。
文檔編號(hào)F01K23/02GK103075251SQ201310029368
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月27日
發(fā)明者王海波 申請人:南京瑞柯徠姆環(huán)?？萍加邢薰?br>