CN112710105A - 一种发电机定子冷却水余热利用装置及方法 - Google Patents

一种发电机定子冷却水余热利用装置及方法 Download PDF

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刘岗
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Abstract

一种发电机定子冷却水余热利用装置及方法，包括吸收式热泵主体，所述吸收式热泵主体包括依次循环相连的吸收式热泵发生器、吸收式热泵冷凝器、吸收式热泵蒸发器与吸收式热泵吸收器；吸收式热泵吸收器的热水进口与暖通集水器相连，吸收式热泵吸收器与吸收式热泵发生器之间的进回程管道上设置溶液热交换器进行换热，吸收式热泵吸收器热水出口连接至吸收式热泵冷凝器热水进口，吸收式热泵冷凝器热水出口与暖通分水器连通；吸收式热泵蒸发器上连接有定冷水泵，吸收式热泵蒸发器出口与定冷水冷却器及发电机依次相连，发电机定冷水出口连接至定冷水泵入口。本发明具有运行可靠、余热回收率高、经济效益强等特点。

Description

一种发电机定子冷却水余热利用装置及方法
技术领域
本发明涉及电厂余热回收利用及节能环保技术领域，特别涉及一种发电机定子冷却水余热利用装置及方法。
背景技术
电厂作为一次能源的消耗大户，有大量热量通过低温冷却水系统排放至外界环境。随着我国节能减排政策不断深入，节能环保技术不断地发展，余热利用成为促进电力行业节能减排的重要途径。利用吸收式热泵将电厂运行中产生的低位热量转化为高位热量加以利用成为一种极具节能减排潜力的方法。
发电机在运行过程中，定子铁芯产生的热量需要通过定子冷却水系统带走，定冷水以40℃左右的温度进入发电机内部换热，出水温度可以达到60℃左右。大型机组定冷水系统流量约为100m3/h，这部分热量通过换热器传递给冷却水系统，造成热量损失。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种发电机定子冷却水余热利用装置及方法，该装置采用机组辅助蒸汽作为驱动热源，对定子冷却水系统余热进行回收，将热量传递给厂区供暖系统，具有运行可靠、余热回收率高、经济效益强的特点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种发电机定子冷却水余热利用装置，包括吸收式热泵主体，所述吸收式热泵主体包括依次循环相连的吸收式热泵发生器7、吸收式热泵冷凝器8、吸收式热泵蒸发器9与吸收式热泵吸收器10；
所述吸收式热泵吸收器10的热水进口与暖通集水器2相连，所述吸收式热泵吸收器10与吸收式热泵发生器7之间的进回程管道上设置溶液热交换器11进行换热，所述吸收式热泵吸收器10热水出口连接至吸收式热泵冷凝器8热水进口，吸收式热泵冷凝器8热水出口与暖通分水器3连通；
所述吸收式热泵蒸发器9上连接有定冷水泵5，吸收式热泵蒸发器9出口与定冷水冷却器6及发电机1依次相连，发电机1定冷水出口连接至定冷水泵5入口。
所述暖通集水器2与吸收式热泵吸收器10之间设置有热水循环泵16。
所述吸收式热泵吸收器10至吸收式热泵发生器7溶液进程管道设置溶液泵15；在吸收式热泵发生器7至吸收式热泵吸收器10溶液回程设置减压阀14。
所述吸收式热泵冷凝器8的工质出口与吸收式热泵蒸发器9的工质管道设置膨胀阀13。
所述吸收式热泵发生器7热源入口连接流量调节阀17，所述吸收式热泵发生器7热源出口连接至自动疏水器18，所述自动疏水器18输出端连接凝汽器疏水扩容器19。
所述吸收式热泵冷凝器8与暖通分水器3之间管道设置暖通汽水换热器12，两者为串联布置。
所述吸收式热泵蒸发器9出口管道与定冷水冷却器6为串联布置。
所述定冷水泵5入口管道设置膨胀水箱4，定冷水系统为闭式循环。
一种发电机定子冷却水余热利用装置的使用方法，包括以下步骤；
热泵装置启动时，应先投入厂区供热回水及定冷水系统运行，随后开启流量调节阀17；供热水温上升后，控制暖通汽水换热器12减少开度，保持暖通分水器3进水温度恒定；定子冷却水温度下降后，逐步控制定冷水冷却器6退出运行，保持发电机进水温度恒定；热泵装置以发电机进水温度为首要控制量，通过流量调节阀17调整汽量使定冷水维持发电机运行要求温度。出现供热水温不能满足供热要求时，通过暖通汽水换热器12补偿。
本发明的有益效果：
1、节能效果好。本发明利用吸收式热泵带走定子冷却水热量，减少了定子冷却水冷却器的冷却水流量，降低了厂用电率。同时在供暖水温不变的情况下，减少了辅助蒸汽用量，提高了机组运行效率。
2、运行可靠性强。本发明设计了分别与吸收式热泵蒸发器、冷凝器串联布置的定冷水冷却器及暖通汽水换热器，在吸收式热泵、辅助汽源系统故障时能迅速投运，保证发电机运行安全与供暖负荷稳定。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为发电机、2为暖通集水器、3为暖通分水器、4为膨胀水箱、5为定冷水泵、6为定冷水冷却器、7为吸收式热泵发生器、8为吸收式热泵冷凝器、9为吸收式热泵蒸发器、10为吸收式热泵吸收器、11为溶液换热器、12为暖通汽水换热器、13为膨胀阀、14为减压阀、15为溶液泵、16为热水循环泵、17为流量调节阀、18为自动疏水器、19为凝汽器疏水扩容器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参考图1，本发明所述的一种发电机定子冷却水余热利用装置及方法，包括发电机1、暖通集水器2、暖通分水器3、暖通汽水换热器12、定冷水冷却器6、吸收式热泵发生器7、吸收式热泵冷凝器8、吸收式热泵蒸发器9、吸收式热泵吸收器10；
厂区供暖回水汇集至暖通集水器2后，经热水循环泵16连接至吸收式热泵吸收器10热水进口，吸收式热泵吸收器10热水出口连接至吸收式热泵冷凝器8热水进口，吸收式热泵冷凝器8热水出口连接至暖通汽水换热器12，最终与暖通分水器3连通。厂区供暖回水先在吸收式热泵中吸收定子冷却水余热及驱动蒸汽热量，随后根据供热需求通过暖通汽水换热器12进行补充加热，暖通汽水换热器12同时也作为热泵机组停运期间保持供暖系统正常运行的备用加热手段。
发电机定子冷却水经定冷水泵5增压后进入吸收式热泵蒸发器9，在吸收式热泵蒸发器9中释放热量，吸收式热泵蒸发器9出口与定冷水冷却器6及发电机1依次相连，发电机1定冷水出口连接至定冷水泵5入口。定冷水冷却器6作为备用冷却器，在吸收式热泵停运时调整定冷水温。
采用辅助蒸汽作为吸收式热泵驱动汽源，汽源管道连接至辅汽流量调节阀17，随后与吸收式热泵发生器7热源入口相连，吸收式热泵发生器7热源出口连接至自动疏水器18，随后与凝汽器疏水扩容器19相连通。
吸收式热泵发生器7、吸收式热泵冷凝器8、吸收式热泵蒸发器9与吸收式热泵吸收器10构成了吸收式热泵主体，其中，在吸收式热泵冷凝器8的工质出口与吸收式热泵蒸发器9的工质管道设置膨胀阀13；在吸收式热泵吸收器10至吸收式热泵发生器7溶液进程管道设置溶液泵15；在吸收式热泵发生器7至吸收式热泵吸收器10溶液回程设置减压阀14；在进回程管道之间设置溶液热交换器11进行换热。
进一步的，吸收式热泵冷凝器8与暖通汽水换热器12为串联布置，吸收式热泵蒸发器9与定冷水冷却器6为串联布置。在定冷水泵5入口管道设置膨胀水箱4，定冷水系统为闭式循环。
本发明所述的发电机定子冷却水余热利用方法，包括以下步骤：
热泵装置启动时，应先投入厂区供热回水及定冷水系统运行，随后开启流量调节阀17；供热水温上升后，控制暖通汽水换热器12减少开度，保持暖通分水器3进水温度恒定；定子冷却水温度下降后，逐步控制定冷水冷却器6退出运行，保持发电机进水温度恒定；热泵装置以发电机进水温度为首要控制量，通过流量调节阀17调整汽量使定冷水维持发电机运行要求温度。出现供热水温不能满足供热要求时，通过暖通汽水换热器12补偿。

Claims (9)

1.一种发电机定子冷却水余热利用装置，其特征在于，包括吸收式热泵主体，所述吸收式热泵主体包括依次循环相连的吸收式热泵发生器(7)、吸收式热泵冷凝器(8)、吸收式热泵蒸发器(9)与吸收式热泵吸收器(10)；
所述吸收式热泵吸收器(10)的热水进口与暖通集水器(2)相连，所述吸收式热泵吸收器(10)与吸收式热泵发生器(7)之间的进回程管道上设置溶液热交换器(11)进行换热，所述吸收式热泵吸收器(10)热水出口连接至吸收式热泵冷凝器(8)热水进口，吸收式热泵冷凝器(8)热水出口与暖通分水器(3)连通；
所述吸收式热泵蒸发器(9)上连接有定冷水泵(5)，吸收式热泵蒸发器(9)出口与定冷水冷却器(6)及发电机(1)依次相连，发电机(1)定冷水出口连接至定冷水泵(5)入口。
2.根据权利要求1所述的一种发电机定子冷却水余热利用装置，其特征在于，所述暖通集水器(2)与吸收式热泵吸收器(10)之间设置有热水循环泵(16)。
3.根据权利要求1所述的一种发电机定子冷却水余热利用装置，其特征在于，所述吸收式热泵吸收器(10)至吸收式热泵发生器(7)溶液进程管道设置溶液泵(15)；在吸收式热泵发生器(7)至吸收式热泵吸收器(10)溶液回程设置减压阀(14)。
4.根据权利要求1所述的一种发电机定子冷却水余热利用装置，其特征在于，所述吸收式热泵冷凝器(8)的工质出口与吸收式热泵蒸发器(9)的工质管道设置膨胀阀(13)。
5.根据权利要求1所述的一种发电机定子冷却水余热利用装置，其特征在于，所述吸收式热泵发生器(7)热源入口连接流量调节阀(17)，所述吸收式热泵发生器(7)热源出口连接至自动疏水器(18)，所述自动疏水器(18)输出端连接凝汽器疏水扩容器(19)。
6.根据权利要求1所述的一种发电机定子冷却水余热利用装置，其特征在于，所述吸收式热泵冷凝器(8)与暖通分水器(3)之间管道设置暖通汽水换热器(12)，两者为串联布置。
7.根据权利要求1所述的一种发电机定子冷却水余热利用装置，其特征在于，所述吸收式热泵蒸发器(9)出口管道与定冷水冷却器(6)为串联布置。
8.根据权利要求1所述的一种发电机定子冷却水余热利用装置，其特征在于，所述定冷水泵(5)入口管道设置膨胀水箱(4)，定冷水系统为闭式循环。
9.基于权利要求1至8任一项所述的一种发电机定子冷却水余热利用装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤；
热泵装置启动时，应先投入厂区供热回水及定冷水系统运行，随后开启流量调节阀(17)；供热水温上升后，控制暖通汽水换热器(12)减少开度，保持暖通分水器(3)进水温度恒定；定子冷却水温度下降后，逐步控制定冷水冷却器(6)退出运行，保持发电机进水温度恒定；热泵装置以发电机进水温度为首要控制量，通过流量调节阀(17)调整汽量使定冷水维持发电机运行要求温度。出现供热水温不能满足供热要求时，通过暖通汽水换热器(12)补偿。
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