CN101892879A - 一种利用工质相变循环的火电厂余热发电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用工质相变循环的火电厂余热发电装置，用在通过脱硫的火力发电厂、热电厂中，包括烟气换热器，烟气换热器与烟囱相连，第一工质汽轮机、第一冷却水换热器、第一工质循环泵与烟气换热器之间相互连接，第一发电机与第一工质汽轮机相连，第一水冷却塔、第一冷却水循环泵与第一冷却水换热器之间相互连接形成冷却水循环，另一方面，凝汽器换热器安装于给水泵和除氧器、汽机之间，第二工质汽轮机、第二冷却水换热器、第二工质循环泵与凝汽器换热器之间相互连接，第二发电机与第二工质汽轮机相连，第二水冷却塔、第二冷却水循环泵、第二冷却水换热器之间相互连接形成冷却水循环。本发明具有效率高、成本低的特点。

Description

一种利用工质相变循环的火电厂余热发电装置
技术领域：
本发明涉及一种利用工质相变循环的火电厂余热发电装置，用在通过脱硫的火力发电厂、热电厂中，回收烟气和凝汽器的余热，用工质相变热力发动机发电的装置。
背景技术：
目前，火力发电厂烟气排放温度很高有200-300度，没有完全利用，以前由于没有脱硫原因，没有办法利用，现在火力发电厂大多进行了脱硫，进一步降低烟气温度，提高发电效率完全可能。凝汽器排放温度也很高，用水蒸汽为工质没有办法利用。
发明内容：
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供了一种利用工质相变循环的火电厂余热发电装置，本发明具有结构设计合理、方便高效的特点。
为达到上述的目的，本发明采用如下技术方案，一种利用工质相变循环的火电厂余热发电装置，安装于热力发电装置上，热力发电装置包括锅炉，烟囱、汽机分别与锅炉相连，发电机与汽机相连，给水泵和除氧器连接于汽机、锅炉之间，其特征在于：所述余热发电装置包括烟气换热器，烟气换热器与烟囱相连，第一工质汽轮机、第一冷却水换热器、第一工质循环泵与烟气换热器之间相互连接，第一发电机与第一工质汽轮机相连，第一水冷却塔、第一冷却水循环泵与第一冷却水换热器之间相互连接形成冷却水循环，另一方面，凝汽器换热器安装于给水泵和除氧器、汽机之间，第二工质汽轮机、第二冷却水换热器、第二工质循环泵与凝汽器换热器之间相互连接，第二发电机与第二工质汽轮机相连，第二水冷却塔、第二冷却水循环泵、第二冷却水换热器之间相互连接形成冷却水循环。
本发明的有益效果是：一种利用工质相变循环的火电厂余热发电装置，一方面在火力发电厂烟道尾部加装工质换热器，吸收烟气热量，使制冷剂工质蒸发为蒸汽，推动工质汽轮机发电。另一方面，在火力发电厂汽机的凝汽器中加装工质换热器，吸收凝汽器中蒸汽冷凝热量，使制冷剂工质蒸发为蒸汽，推动工质汽轮机发电。具有设计合理、大大提高火力发电厂热效率、成本低、的特点。
附图说明：
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式：
如图1所示，本发明的一种利用工质相变循环的火电厂余热发电装置，安装于热力发电装置上，热力发电装置包括锅炉3，烟囱2、汽机5分别与锅炉3相连，发电机6与汽机5相连，给水泵和除氧器4连接于汽机5、锅炉3之间，本发明通过在原有热力发电装置上加装余热发电装置，包括烟气换热器1，烟气换热器1与烟囱2相连，第一工质汽轮机11、第一冷却水换热器12、第一工质循环泵13与烟气换热器1之间相互连接，第一发电机10与第一工质汽轮机11相连，第一水冷却塔14、第一冷却水循环泵15与第一冷却水换热器12之间相互连接形成冷却水循环，另一方面，凝汽器换热器16安装于给水泵和除氧器4、汽机5之间，第二工质汽轮机7、第二冷却水换热器18、第二工质循环泵17与凝汽器换热器16之间相互连接，第二发电机8与第二工质汽轮机7相连，第二水冷却塔9、第二冷却水循环泵19、第二冷却水换热器18之间相互连接形成冷却水循环。
本发明的工作原理如下：
烟气换热器1从锅炉烟气中吸收热量，使制冷剂工质蒸发为蒸汽，推动工质汽轮机11工作，带动发电机10发电。做完功后的工质，由冷却水换热器12冷却成液态，则工质循环泵13送回烟气换热器1，冷却水则由冷却塔14与大气换热冷却，冷却水由循环泵15循环。另一方面，在火力发电厂汽机的凝汽器中加装工质换热器16，吸收凝汽器中蒸汽冷凝热量，使制冷剂工质蒸发为蒸汽，推动工质汽轮机7工作，带动发电机8发电。做完功后的工质，由冷却水换热器18冷却成液态，则工质循环泵17送回凝汽器换热器16，冷却水则由冷却塔19与大气换热冷却，冷却水由循环泵19循环。
相变发电热力学分析如下；基于工质相变的热力发电循环是由二个等压过程、两个绝热过程组成的朗肯循环系统。工质相变发电循环的，是近似的朗肯循环。
高温热源在换热器内等温定压吸热过程，1kg工质吸热量q1为工质在换热器定压吸热过程总热量：q1＝h1-h3′(1)
h1、h3′为烟气换热器1，凝汽器换热器16进出口焓值。
1kg工质d在冷凝器内定压放热热量q2为：
q2＝h2-h4    (2)
h2、h4为冷却水换热器12、18进出口焓值。
1kg工质在汽轮机内做净功W0＝q1-q2    (3)
朗肯循环热效率
Figure BSA00000179012600031
本发明通过利用氨等制冷剂工质，从高温热源吸收热量时从液态变成气态，体积膨胀作功；向低温热源放热时，体积收缩，从气态变回液态，推动汽轮机做功。具有成本低，结构简易、热效率高的优点。

Claims (1)

1.一种利用工质相变循环的火电厂余热发电装置，安装于热力发电装置上，热力发电装置包括锅炉，烟囱、汽机分别与锅炉相连，发电机与汽机相连，给水泵和除氧器连接于汽机、锅炉之间，其特征在于：所述余热发电装置包括烟气换热器，烟气换热器与烟囱相连，第一工质汽轮机、第一冷却水换热器、第一工质循环泵与烟气换热器之间相互连接，第一发电机与第一工质汽轮机相连，第一水冷却塔、第一冷却水循环泵与第一冷却水换热器之间相互连接形成冷却水循环，另一方面，凝汽器换热器安装于给水泵和除氧器、汽机之间，第二工质汽轮机、第二冷却水换热器、第二工质循环泵与凝汽器换热器之间相互连接，第二发电机与第二工质汽轮机相连，第二水冷却塔、第二冷却水循环泵、第二冷却水换热器之间相互连接形成冷却水循环。
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