CN106979044A - 热泵型汽轮机凝汽器凝汽加热系统 - Google Patents

热泵型汽轮机凝汽器凝汽加热系统 Download PDF

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刘玉东
童明伟
耿世超
刘佑骐
童师颖
高永坤
苗鹏举
傅景
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    • F01K17/00—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant
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Abstract

本发明公开了一种热泵型汽轮机凝汽器凝汽加热系统，热泵凝结器的工质入口与热泵压缩机的工质出口相连，热泵凝结器的工质出口通过热泵节流阀与热泵蒸发器的工质入口相连，热泵蒸发器的工质出口与热泵压缩机的工质入口相连；循环冷却水源通过管道与循环水泵相连，循环水泵的出口管线与热泵蒸发器的水侧进口和汽轮机凝汽器供水阀相连，热泵蒸发器水侧出口出来的水与汽轮机凝汽器供水阀出来的水混合后进入汽轮机凝汽器的冷却水进口，汽轮机凝汽器的凝汽器蒸汽入口与蒸汽轮机的蒸汽出口相连，汽轮机凝汽器的凝结液出口通过汽轮机凝结水泵与热泵凝结器的水侧入口连通，热泵凝结器的水侧出口与除氧器相连。能耗低。

Description

热泵型汽轮机凝汽器凝汽加热系统
技术领域
本发明涉及一种热泵型汽轮机凝汽器凝汽加热系统，属于动力工程领域。
背景技术
热力发电厂大多是利用锅炉产生的高压蒸汽驱动蒸汽轮机转动再带动发电机发电。凝汽式汽轮机运转都离不开凝汽器，作完功的蒸汽必须在凝汽器内被冷却水冷却为凝结水后经低压加热器、除氧器及高压加热器预热后才能送往锅炉产生高压蒸汽形成蒸汽动力循环。汽轮机凝汽器使用的冷却水温度由环境温度而定，这使得汽轮机循环复杂且热效率随季节气候变化很大，能耗高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种热泵型汽轮机凝汽器凝汽加热系统，利用热泵工质的高热效率优势，提升汽轮机凝汽器的凝结水温度到低压加热器出水温度以取代现有的低压加热器，能耗低，且冷却循环系统简单。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种热泵型汽轮机凝汽器凝汽加热系统，包括热泵凝结器和循环冷却水源，其特征在于：所述热泵凝结器的工质入口与热泵压缩机的工质出口相连，所述热泵凝结器的工质出口通过热泵节流阀与热泵蒸发器的工质入口相连，所述热泵蒸发器的工质出口与热泵压缩机的工质入口相连；
所述循环冷却水源通过管道与循环水泵相连，所述循环水泵的出口管线分成两个支管，其中一个支管与热泵蒸发器的水侧进口相连，另一个支管与汽轮机凝汽器供水阀相连，所述热泵蒸发器水侧出口出来的水与汽轮机凝汽器供水阀出来的水混合后进入汽轮机凝汽器的冷却水进口，所述汽轮机凝汽器的冷却水出口通过管道与循环冷却水源相连；
所述汽轮机凝汽器的凝汽器蒸汽入口与蒸汽轮机的蒸汽出口相连，所述汽轮机凝汽器的凝结液出口通过汽轮机凝结水泵与热泵凝结器的水侧入口连通，所述热泵凝结器的水侧出口与除氧器相连。
热泵工质选用R1234Ze(四氟丙烯)，热泵压缩机将热泵工质R1234Ze压缩后温升至110℃送进热泵凝结器，将来自汽轮机凝汽器的凝结水升温至104℃后，直送往除氧器以代替原低压加热器，能耗低。
从热泵凝结器排出的液态工质经热泵节流阀降压后流入热泵蒸发器，在30℃下蒸发，同时使从冷却水循环水泵流來的循环冷却水降温，从热泵蒸发器出来的循环冷却水与汽轮机凝汽器供水阀送來的冷却水混合后送往汽轮机凝汽器，冷凝由凝汽器蒸汽入口流入的蒸汽，随后循环冷却水排往循环冷却水源。如此循环对蒸汽轮机的蒸汽进行凝结，然后利用工质对凝结水水加热，取代现有的低压加热器。冷却循环系统简单，能耗低。
上述方案中：所述蒸汽轮机的传动轴与热泵压缩机的主轴相连。热泵压缩机由蒸汽轮机驱动，其汽源取自0.2MPa、抽汽温度140℃的蒸汽轮机末级抽汽管，作功后的乏汽排往汽轮机蒸汽入口进行凝结。这样只须耗1.25T/h蒸汽轮机末级抽汽便可将凝结水从40℃提升到104℃，并可取代原低压加热器的功能。低压加热器原需供汽5.6T/h，而现仅耗1.25T/h蒸汽，能耗节省77.6％。
上述方案中：所述汽轮机凝汽器的冷却水出口与循环冷却水源相连的管道上设置有凝汽器出口水阀。
上述方案中：所述循环冷却水源来自冷却水塔。
上述方案中：所述循环冷却水源直接来自江河流域。这样系统更简单。
有益效果：本发明利用热泵工质的高热效率，将经热泵凝结器的汽轮机凝结水加热至100℃以上再送往除氧器，这既不影响汽轮机凝汽器的凝汽又可节省原供低压加热器的能耗，循环冷却水系统简单、成本低，能耗低。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
本发明的上、下、左、右等方位词仅代表图中的相对位置，不表示产品的绝对位置。
实施例1，如图1所示：本发明的热泵型汽轮机凝汽器凝汽加热系统由热泵节流阀1、热泵凝结器2、除氧器3、凝汽器蒸汽入口4、汽轮机凝汽器5、凝汽器出口水阀6、热泵压缩机7、蒸汽轮机8、汽轮机凝结水泵9、循环冷却水源10、循环水泵11、汽轮机凝汽器供水阀12、热泵蒸发器13组成。
热泵凝结器2的工质入口与热泵压缩机7的工质出口相连，热泵凝结器2的工质出口通过热泵节流阀1与热泵蒸发器13的工质入口相连，热泵蒸发器13的工质出口与热泵压缩机7的工质入口相连。
循环冷却水源10通过管道与循环水泵11相连，循环水泵11的出口管线分成两个支管，其中一个支管与热泵蒸发器13的水侧进口相连，另一个支管与汽轮机凝汽器供水阀12相连，热泵蒸发器13水侧出口出来的水(水被冷却)与汽轮机凝汽器供水阀12出来的水混合后进入汽轮机凝汽器5的冷却水进口，汽轮机凝汽器5的冷却水出口通过管道与循环冷却水源10相连，汽轮机凝汽器5的冷却水出口与循环冷却水源10相连的管道上设置有凝汽器出口水阀6。循环冷却水源10来自冷却水塔。也可以循环冷却水源10直接来自江河流域，这样系统更加简单。蒸汽轮机8的传动轴与热泵压缩机7的主轴相连。利用蒸汽轮机8驱动热泵压缩机7，能耗低。汽轮机凝汽器5的凝汽器蒸汽入口4与蒸汽轮机8的蒸汽出口相连，汽轮机凝汽器5的凝结液出口通过汽轮机凝结水泵9与热泵凝结器2的水侧入口连通，热泵凝结器2的水侧出口与除氧器3相连。
本发明不局限于上述具体实施例，应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。总之，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种热泵型汽轮机凝汽器凝汽加热系统，包括热泵凝结器(2)和循环冷却水源(10)，其特征在于：所述热泵凝结器(2)的工质入口与热泵压缩机(7)的工质出口相连，所述热泵凝结器(2)的工质出口通过热泵节流阀(1)与热泵蒸发器(13)的工质入口相连，所述热泵蒸发器(13)的工质出口与热泵压缩机(7)的工质入口相连；
所述循环冷却水源(10)通过管道与循环水泵(11)相连，所述循环水泵(11)的出口管线分成两个支管，其中一个支管与热泵蒸发器(13)的水侧进口相连，另一个支管与汽轮机凝汽器供水阀(12)相连，所述热泵蒸发器(13)水侧出口出来的水与汽轮机凝汽器供水阀(12)出来的水混合后进入汽轮机凝汽器(5)的冷却水进口，所述汽轮机凝汽器(5)的冷却水出口通过管道与循环冷却水源(10)相连；
所述汽轮机凝汽器(5)的凝汽器蒸汽入口(4)与蒸汽轮机(8)的蒸汽出口相连，所述汽轮机凝汽器(5)的凝结液出口通过汽轮机凝结水泵(9)与热泵凝结器(2)的水侧入口连通，所述热泵凝结器(2)的水侧出口与除氧器(3)相连。
2.根据权利要求1所述热泵型汽轮机凝汽器凝汽加热系统，其特征在于：所述蒸汽轮机(8)的传动轴与热泵压缩机(7)的主轴相连。
3.根据权利要求1所述热泵型汽轮机凝汽器凝汽加热系统，其特征在于：所述汽轮机凝汽器(5)的冷却水出口与循环冷却水源(10)相连的管道上设置有凝汽器出口水阀(6)。
4.根据权利要求1所述热泵型汽轮机凝汽器凝汽加热系统，其特征在于：所述循环冷却水源(10)来自冷却水塔。
5.根据权利要求1所述热泵型汽轮机凝汽器凝汽加热系统，其特征在于：所述循环冷却水源(10)直接来自江河流域。
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