CN116201612A - 一种凝汽器间接地冷汽轮发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种凝汽器间接地冷汽轮发电装置，旨在提供一种发电安全稳定，效率更高的汽轮发电装置。它包括汽水系统由汽轮机、凝汽器、给水泵、锅炉组成，还包括间接地冷换热装置，所述间接地冷换热装置由热量交换池、管束、循环水泵和凝汽器的冷却水管路组成，所述热量交换池设置在地下，所述管束设置在所述热量交换池的下部，所述管束、所述循环水泵和所述凝汽器的冷却水管路通过管道依次连接成闭式循环回路，所述闭式循环回路中设置有冷却水，所述热量交换池中设置有传热水。本发明适用于凝汽式火力发电厂。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽轮发电系统，特别涉及一种汽轮发电系统的汽水冷却装置。
背景技术
现有的凝汽式火力发电系统是基于郎肯循环原理，其动力汽水系统包括锅炉、过热器、汽轮机、凝汽器、凝结水泵、低温加热器、给水泵。该动力汽水系统的工作原理是：水在锅炉中被加热成蒸汽，首先进入过热器变为高温高压的蒸汽，再进入汽轮机推动汽轮机的叶片做功发电，接着离开汽轮机变为乏汽，然后进入凝汽器，一方面，在凝汽器内，乏汽经过冷却水冷却后，凝结成凝结水，凝结水离开凝汽器后，经凝结水泵进入低温加热器预热，紧跟着经给水泵加压，最后又进入锅炉加热成蒸汽，这样周而复始，不断地循环；另一方面，在凝汽器内，冷却水吸收乏汽的热量离开凝汽器后，需要释放大量的热量。在水源比较丰富的地方，发电厂的冷却水可以采用“开式”，即用水泵从江河取水用于冷却后再排放到江河中，而在水源紧缺地区，发电厂的冷却水需要采用“闭式”循环，即把使用过的冷却水经过冷却塔降温后再反复使用，这样可以节约水源，减少污染。在“闭式”循环中，冷却水需要通过冷却塔将热量释放给大气，大气是散热的冷端。在夏季，气温过高，发电机组会因散热困难而降低发电效率，甚至报警停机；在冬季，气温过低，发电机组又存在冷却水的防冻问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种汽轮发电装置，该装置发电安全稳定，效率更高。
为了解决上述存在的技术问题，本发明采用下述技术方案：.一种凝汽器间接地冷汽轮发电装置，包括汽水系统由汽轮机、凝汽器、给水泵、锅炉组成，还包括间接地冷换热装置，所述间接地冷换热装置由热量交换池、管束、循环水泵和凝汽器的冷却水管路组成，所述热量交换池设置在地下，所述管束设置在所述热量交换池的下部，所述管束、所述循环水泵和所述凝汽器的冷却水管路通过管道依次连接成闭式循环回路，所述闭式循环回路中设置有冷却水，所述热量交换池中设置有传热水。
本发明还可以：在所述热量交换池外部的地下设置有所述传热水流动的闭式水渠循环通道，在所述闭式水渠循环通道中设置有水泵。在所述闭式水渠循环通道中还可以设置有冷水筛选池，所述冷水筛选池设置在地下，并设置有进水口、水槽、出水口以及挡水板，所述进水口和出水口的横截面积远小于所述水槽的横截面积，所述挡水板设置在所述出水口前面，所述挡水板的下面设置有冷水通道。所述闭式水渠循环通道的长度以及冷水筛选池大小和数量可以根据实际需要进行调整。所述热量交换池设置有传热水进口、传热水出口和挡水墙，所述传热水进口和传热水出口的横截面积远小于所述热量交换池的横截面积，所述挡水墙设置在所述传热水出口的前面，所述挡水墙的上面设置有热水通道。在所述凝汽器和给水泵之间设置有凝结水泵和低温加热器，所述低温加热器为热泵，所述热泵由压缩机、蒸发器、节流阀和冷凝器组成。所述热泵分为两种连接方式，一种是：所述凝汽器凝结水通道出口、所述凝结水泵、所述热泵冷凝器的凝结水通道、所述给水泵依次连接，所述热泵蒸发器出口、所述管束、所述循环水泵、所述凝汽器冷却水通道、所述热泵蒸发器进口依次连接成闭合回路；另一种是：所述凝汽器凝结水通道出口、所述凝结水泵、所述热泵冷凝器的凝结水通道、所述给水泵依次连接，所述热泵蒸发器出口与所述管束出口以及所述循环水泵进口相连接，所述热泵蒸发器进口与所述管束进口以及所述凝汽器冷却水通道出口相连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：①由于地表下面不存在酷暑严寒，因此，以大地作为冷端，冷却水的温度容易调节，能够为凝汽器提供最佳的凝汽温度，提高汽轮机的效率，确保发电安全稳定；②无需冷却塔，基建设施简单，投资少；③传热水渗人土壤可以大幅度提升土壤的导热率；④由于土壤所含水分饱和后，流失的水分少，另外，闭式水渠循环通道加盖后，蒸发的水分少，因此，系统用水少；⑤冷却水和传热水各自独立，可以分别处理，因此维护简单，故障少；⑥热泵可以吸收乏汽中的热量，降低凝汽器的温度，减小其压力，提高汽轮机的效率；⑦用热泵吸收的热量预热凝结水，可以节约燃料，减小对环境的污染。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
图1为凝汽器间接地冷汽轮发电装置原理图。
图2为热量交换池的纵向剖视原理图。
图3为冷水筛选池的纵向剖视原理图。
图4为凝汽器间接地冷汽轮发电装置串接热泵蒸发器的原理图。
图5为凝汽器间接地冷汽轮发电装置并接热泵蒸发器的原理图。
图中：进水口1 水槽2 大地3 冷水通道4 挡水板5 出水口6 盖板7 集水器8 管束9 分水器10 传热水进口11 传热水出口12 挡水墙13。
具体实施方式
在图1、图2和图3中，一种凝汽器间接地冷汽轮发电装置由汽轮机、发电机、凝汽器、给水泵、锅炉、过热器、循环水泵、热量交换池、分水器10、管束9、集水器8、水泵、冷水筛选池组成。凝汽器的凝结水通道出口、给水泵、锅炉、过热器、汽轮机、凝汽器的乏汽进口依次连接。根据发电机组功率，选择相适配的若干组带有分水器10和集水器8的管束9，并通过串并联后，按照顺序与循环水泵和凝汽器的冷却水通道组成封闭的冷却水循环回路，将自来水作为冷却水设置在封闭的冷却水循环回路中。根据与大地交换热量的实际需求，设置相适配的若干个冷水筛选池，并将其串并联后，再通过水渠循环通道与水泵和热量交换池组成闭合的传热水循环回路。所述的冷水筛选池设置在地下，并设有进水口1 、水槽2、冷水通道4、挡水板5、出水口6以及盖板7，其中进水口1和出水口6的横截面积远小于水槽2的横截面积。所述热量交换池也设置在地下，并设置有传热水进口11、传热水出口12和挡水墙13，所述挡水墙13上方设置有热水通道。所述管束9设置在所述热量交换池的下部。所述传热水为中水。
在本装置中，传热水可以通过热量交换池和冷水筛选池以及水渠循环通道渗透到周围的土壤中，当土壤中吸收的水分饱和后，土壤就不再吸收水分了，另外，盖板7能够阻止水分蒸发，因此本装置的水分损失少。水分挤占了土壤中空气的位置，可以极大地提高土壤的导热率。由于冷水筛选池的进出口的横截面积远小于水槽2的横截面积，水在水槽2中的流速非常缓慢，可以自然形成层流，下面的低温传热水可以从冷水筛选池的下部经冷水通道4从出水口6出来，而高温传热水则被拦截下来与大地交换热量。同理，在热量交换池内，底部的低温传热水吸收管束9的热量后，温度升高，密度减小，自然上浮，然后经挡水墙13的上方到达传热水出口12，再由水泵抽走重新进入冷水筛选池散热，如此循环，周而复始。
为了进一步提高发电效率，节省燃料，可以在凝汽器和给水泵之间设置凝结水泵和低温加热器，所述低温加热器为热泵，所述热泵由压缩机、蒸发器、节流阀和冷凝器组成。所述凝汽器凝结水通道出口、所述凝结水泵、所述热泵冷凝器的凝结水通道、所述给水泵依次连接。如图4所示，所述热泵蒸发器通道可以串联接入冷却水循环回路，即：所述热泵蒸发器出口、所述管束、所述循环水泵、所述凝汽器冷却水通道、所述热泵蒸发器进口依次连接成闭合回路。如图5所示，所述热泵蒸发器通道还可以并联接入冷却水循环回路，即：所述热泵蒸发器出口与所述管束出口以及所述循环水泵进口相连接，所述热泵蒸发器进口与所述管束进口以及所述凝汽器冷却水通道出口相连接。
接入热泵后，热泵的蒸发器可以通过冷却水吸收凝汽器中乏汽的热量，降低乏汽的温度，减小凝汽器的压力，提高汽轮机的效率，同时热泵的蒸发器吸收的热量还可以通过热泵冷凝器预热凝结水用于发电，减少燃料的消耗，另外，还可以减轻对大地热污染。
Claims (6)
1.一种凝汽器间接地冷汽轮发电装置，包括汽水系统由汽轮机、凝汽器、给水泵、锅炉组成，其特征是：还包括间接地冷换热装置，所述间接地冷换热装置由热量交换池、管束、循环水泵和凝汽器的冷却水管路组成，所述热量交换池设置在地下，所述管束设置在所述热量交换池的下部，所述管束、所述循环水泵和所述凝汽器的冷却水管路通过管道依次连接成闭式循环回路，所述闭式循环回路中设置有冷却水，所述热量交换池中设置有传热水。
2.根据权利要求1所述的凝汽器间接地冷汽轮发电装置，其特征是：在所述热量交换池外部的地下设置有所述传热水流动的闭式水渠循环通道，在所述闭式水渠循环通道中设置有水泵。
3.根据权利要求2所述的凝汽器间接地冷汽轮发电装置，其特征是：在所述闭式水渠循环通道中还设置有冷水筛选池，所述冷水筛选池设置在地下，并设置有进水口、水槽、出水口以及挡水板，所述进水口和出水口的横截面积远小于所述水槽的横截面积，所述挡水板设置在所述出水口前面，所述挡水板的下面设置有冷水通道。
4.根据权利要求3所述的凝汽器间接地冷汽轮发电装置，其特征是：所述热量交换池设置有传热水进口、传热水出口和挡水墙，所述传热水进口和传热水出口的横截面积远小于所述热量交换池的横截面积，所述挡水墙设置在所述传热水出口的前面，所述挡水墙的上面设置有热水通道。
5.根据权利要求4所述的凝汽器间接地冷汽轮发电装置，其特征是：在所述凝汽器和给水泵之间设置有凝结水泵和低温加热器，所述低温加热器为热泵，所述热泵由压缩机、蒸发器、节流阀和冷凝器组成，所述凝汽器凝结水通道出口、所述凝结水泵、所述热泵冷凝器的凝结水通道、所述给水泵依次连接，所述热泵蒸发器出口、所述管束、所述循环水泵、所述凝汽器冷却水通道、所述热泵蒸发器进口依次连接成闭合回路。
6.根据权利要求4所述的凝汽器间接地冷汽轮发电装置，其特征是：在所述凝汽器和给水泵之间设置有凝结水泵和低温加热器，所述低温加热器为热泵，所述热泵由压缩机、蒸发器、节流阀和冷凝器组成，所述凝汽器凝结水通道出口、所述凝结水泵、所述热泵冷凝器的凝结水通道、所述给水泵依次连接，所述热泵蒸发器出口与所述管束出口以及所述循环水泵进口相连接，所述热泵蒸发器进口与所述管束进口以及所述凝汽器冷却水通道出口相连接。
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