CN204082226U - 汽轮机发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽轮机发电系统，包括汽轮机、锅炉、蒸发式凝汽器、水箱以及水泵装置，其中，汽轮机的排气口通过排气管道与蒸发式凝汽器的入口连接，锅炉通过管道与汽轮机的进气口连接，锅炉将水加热后经其排气口通过管道输送至汽轮机，蒸发式凝汽器设有换热管束，换热管束的一端与排气管道连接，换热管束的另一端与凝结水管连接，循环冷却水在换热管束的外表面布满水膜，汽轮机的排汽通过排气管道进入换热管束内，在与换热管束外的水膜进行换热后，形成凝结水经凝结水管进入水箱。本汽轮机发电系统结构简单，同时耗水量和耗电量较低。

Description

汽轮机发电系统

技术领域

本实用新型涉及发电设备结构技术领域，尤其涉及一种汽轮机发电系统。

背景技术

目前国内利用蒸汽发电的汽轮机组，对汽轮机排汽的冷却通常采用传统的湿冷冷却系统。传统的湿冷冷却系统主要是自然通风冷却塔冷却系统和机力通风冷却塔冷却系统，其工艺流程是：汽轮机的排汽通过表面式凝汽器与循环冷却水进行热量交换，以将其凝为凝结水，凝结水经由凝结水泵送到水处理中心进行过滤、除氧等处理，之后再送到锅炉进行再生产高压蒸汽用于发电，进行循环利用。在上述换热过程中，循环冷却水经过表面凝汽器的管程，温度升高吸收热量，经循环水泵送入自然通风冷却塔或机力通风冷却塔，将其冷却循环利用。汽轮机排汽的凝结是靠循环冷却水的温升带走热量，循环冷却水再通过自然通风塔或者机力通风塔的水分蒸发而带走热量，来达到换热的效果，整个换热过程经过两次换热。

采用上述的传统湿冷冷却系统，存在以下不足：(1)系统复杂，传统湿冷系统是由多个部件组成的系统工程，如水冷凝汽器、冷却塔、循环水泵、管线以及凝汽器清洗系统等，系统结构复杂。（2）冷却循环水量需求大，1kg水升高1℃带走1kcal热量，1kg凝汽放出570kcal热量，假设循环水温升8℃，则冷凝1kg蒸汽需要70kg循环水，用水量比较庞大。（3）耗电量大，为了达到冷凝排汽的效果，需求较大的冷却循环水量，这就要求水泵扬程和功率必须足够大（通风塔所需循环水泵扬程一般为22～26m）；机力通风塔系统还需加上强制通风系统的功率消耗，耗电量更大。（4）耗水量大，系统的循环冷却水损失主要由三部分组成：蒸发损失、风吹损失和排污损失，总耗水量一般为循环水量的3～5%左右。（5）系统对水质要求高，如果水质不好，会造成凝汽器管内结垢堵塞频繁，存在清洗工作比较困难，清洗劳动强度大等问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种汽轮机发电系统，旨在简化汽轮机发电系统的结构同时降低耗水量和耗电量。

为实现上述目的，本实用新型提供一种汽轮机发电系统，包括汽轮机、锅炉、蒸发式凝汽器、水箱以及水泵装置，其中，所述汽轮机的排气口通过排气管道与所述蒸发式凝汽器的入口连接，所述蒸发式凝汽器的出口通过凝结水管与所述水箱连接，所述水箱通过管道经所述水泵装置与所述锅炉连接，所述锅炉通过管道与所述汽轮机的进气口连接，所述锅炉将水加热后经其排气口通过管道输送至所述汽轮机，所述蒸发式凝汽器设有换热管束，所述换热管束的一端与所述排气管道连接，所述换热管束的另一端与所述凝结水管连接，循环冷却水在所述换热管束的外表面布满水膜，所述汽轮机的排汽通过所述排气管道进入所述换热管束内，在与所述换热管束外的水膜进行换热后，形成凝结水经所述凝结水管进入所述水箱。

优选地，所述蒸发式凝汽器设置有多个，多个所述蒸发式凝汽器并联设置，多个所述蒸发式凝汽器的入口均与所述汽轮机的排气口连通，多个所述蒸发式凝汽器的出口均与所述水箱连通。

优选地，所述锅炉与所述汽轮机的进气口之间还设有过滤器。

优选地，所述水箱与所述锅炉之间还设有用于过滤水中杂质的水处理设备，所述水泵装置包括位于所述水箱与所述水处理设备之间的凝结水泵，以及位于所述锅炉与所述水处理设备之间的给水泵。

优选地，所述给水泵与所述锅炉之间还设有高压加热器。

优选地，所述给水泵与所述水处理设备之间还设有低压加热器。

优选地，所述低压加热器与所述给水泵之间还设有除氧器。

优选地，所述蒸发式凝汽器上还设有与所述排气管道连通的抽真空管。

本实用新型提出的汽轮机发电系统，省略了大功率循环水泵和冷却塔等设备设施，使本汽轮机发电系统的结构更简单，系统总体功耗比机力通风冷却塔冷却系统低50%左右，系统运行费用低。另外，因蒸发式凝汽器使用的冷却水是布置于换热管束的外部，在换热管束的外表面布满水膜而不是在换热管内的水通道与蒸汽通道进行换热，故蒸发式凝汽器不存在管内结垢堵塞，对水质要求不高，节约了水处理费用，同时因不存在水在管内结垢，因此，换热管束的清洗比较简单，降低了劳动强度。另外，蒸发式凝汽器相对于传统湿冷冷却系统，其具有占地面积小、耗水量小的优点。因循环冷却系统水的流失主要由三方面引起，即蒸发损失、风吹损失和排污损失，采用本汽轮机发电系统循环水量约为传统水冷系统的1/5，补充水量约为传统水冷系统的50%~60%。另外，由于蒸发式凝汽器采用的是一次换热，水膜在负压下蒸发，因此可以获得比传统通风塔水冷系统更低的背压，换热效果更显著。

附图说明

图1为本实用新型汽轮机发电系统优选实施例的结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照图1，图1为本实用新型汽轮机发电系统优选实施例的结构示意图。

本优选实施例中，汽轮机发电系统包括汽轮机10、锅炉20、蒸发式凝汽器30、水箱40以及水泵装置50，其中，汽轮机10的排气口通过排气管道11与蒸发式凝汽器30的入口连接，蒸发式凝汽器30的出口通过凝结水管12与水箱40连接，水箱40通过管道经水泵装置50与锅炉20连接，锅炉20通过管道与汽轮机10的进气口连接，锅炉20将水加热后经其排气口通过管道输送至汽轮机10，蒸发式凝汽器30设有换热管束，换热管束的一端与排气管道11连接，换热管束的另一端与凝结水管12连接，循环冷却水在换热管束的外表面布满水膜，汽轮机10的排汽通过排气管道11进入换热管束内，在与换热管束外的水膜进行换热后，形成凝结水经凝结水管12进入水箱40。

具体地，本实施例中，蒸发式凝汽器30上还设有与排气管道11连通的抽真空管31，抽真空管31将汽轮机10中的不凝性气体抽出产生负压。

本汽轮机发电系统的工作原理如下：首先锅炉20将水加热后经其排气口通过管道输送至汽轮机10，蒸汽带动汽轮机10进行发电，发电后的排汽进入到换热管束内部，因循环冷却水在换热管束的外表面布满水膜，换热管束内部的蒸汽与换热管束的外表面的水膜进行热交换蒸汽冷凝为水后，经凝结水管12进入水箱40，水箱40中的水通过水泵装置50输送到锅炉20内，锅炉20将水进行加热后，产生蒸汽带动汽轮机10进行发电，从而形成了一水循环回收系统。

本实施例提出的汽轮机发电系统，因省略了大功率循环水泵和冷却塔等设备设施，使本汽轮机发电系统的结构更简单，系统总体功耗比机力通风冷却塔冷却系统低50%左右，系统运行费用低。另外，因蒸发式凝汽器30使用的冷却水是布置于换热管束的外部，在换热管束的外表面布满水膜而不是在换热管内的水通道与蒸汽通道进行换热，故蒸发式凝汽器30不存在管内结垢堵塞，对水质要求不高，节约了水处理费用，同时因不存在水在管内结垢，因此，换热管束的清洗比较简单，降低了劳动强度。另外，蒸发式凝汽器30相对于传统湿冷冷却系统，其具有占地面积小、耗水量小的优点。因循环冷却系统水的流失主要由三方面引起，即蒸发损失、风吹损失和排污损失，本汽轮机发电系统中蒸发式凝汽器30是潜热换热，相比传统湿冷冷却系统，整个过程只需要经过一次热量交换，不需要大型循环水泵和大型冷却塔，节能节水效果显著，采用本汽轮机发电系统其循环水量约为传统水冷系统的1/5，补充水量约为传统水冷系统的50%~60%。另外，由于蒸发式凝汽器30采用的是一次换热，水膜在负压下蒸发，因此可以获得比传统通风塔水冷系统更低的背压，换热效果更显著。

进一步地，蒸发式凝汽器30设置有多个，多个蒸发式凝汽器30并联设置，多个蒸发式凝汽器30的入口均与汽轮机10的排气口连通，多个蒸发式凝汽器30的出口均与水箱40连通。因蒸发式凝汽器30的体积远小于表面式凝汽器，本实施例中可设置多个蒸发式凝汽器30并联的方案，这种结构具有以下优点：首先，可以根据机组运行工况及气象条件灵活调整蒸发式凝汽器30的运行台数、以及蒸发式凝汽器30的运行方式（干运行或湿运行），满足机组变工况运行要求（夏天可以控制蒸发式凝汽器30的运行台数多于冬天）；其次，本汽轮机发电系统维护方便，当某台蒸发式凝汽器30出现问题时，可以将其隔离维护，并不影响整个机组的运行。

进一步地，锅炉20与汽轮机10的进气口之间还设有过滤器60。过滤器60可减少杂质进入汽轮机10内，从而提高汽轮机10的工作稳定性。

进一步地，水箱40与锅炉20之间还设有用于过滤水中杂质的水处理设备70，水泵装置50包括位于水箱40与水处理设备70之间的凝结水泵501，以及位于锅炉20与水处理设备70之间的给水泵502。

水处理设备70将水箱40排出的水进行过滤，从而减少进入锅炉20的杂质，使本汽轮机发电系统的运行更加可靠。

进一步地，给水泵502与锅炉20之间还设有高压加热器61，给水泵502与水处理设备70之间还设有低压加热器62。

高压加热器61和低压加热器62利用汽轮机10的部分抽气对给水进行加热，提高进入锅炉20中水的温度，减少了汽轮机10排往蒸发式凝汽器30中的蒸汽量，降低了能源损失，提高了汽轮机发电系统的循环效率。

进一步地，本实施例中，低压加热器62与给水泵502之间还设有除氧器63。

除氧器63将水加热以除去溶解于水中的氧及其它气体，从而防止和降低循环水对锅炉20的给水管、管道以及其它附属设备的腐蚀。

本实施例提出的汽轮机发电系统，整体节能效果显著。在采用蒸发式凝汽器30后，系统消耗的总功率为164kw，而采用传统的机力塔凝气冷却系统设备配置消耗总功率为352kw，因此，本汽轮机发电系统相对于传统的机力塔冷却系统可节能50%以上。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种汽轮机发电系统，其特征在于，包括汽轮机、锅炉、蒸发式凝汽器、水箱以及水泵装置，其中，所述汽轮机的排气口通过排气管道与所述蒸发式凝汽器的入口连接，所述蒸发式凝汽器的出口通过凝结水管与所述水箱连接，所述水箱通过管道经所述水泵装置与所述锅炉连接，所述锅炉通过管道与所述汽轮机的进气口连接，所述锅炉将水加热后经其排气口通过管道输送至所述汽轮机，所述蒸发式凝汽器设有换热管束，所述换热管束的一端与所述排气管道连接，所述换热管束的另一端与所述凝结水管连接，循环冷却水在所述换热管束的外表面布满水膜，所述汽轮机的排汽通过所述排气管道进入所述换热管束内，在与所述换热管束外的水膜进行换热后，形成凝结水经所述凝结水管进入所述水箱。

2.如权利要求1所述的汽轮机发电系统，其特征在于，所述蒸发式凝汽器设置有多个，多个所述蒸发式凝汽器并联设置，多个所述蒸发式凝汽器的入口均与所述汽轮机的排气口连通，多个所述蒸发式凝汽器的出口均与所述水箱连通。

3.如权利要求1所述的汽轮机发电系统，其特征在于，所述锅炉与所述汽轮机的进气口之间还设有过滤器。

4.如权利要求1所述的汽轮机发电系统，其特征在于，所述水箱与所述锅炉之间还设有用于过滤水中杂质的水处理设备，所述水泵装置包括位于所述水箱与所述水处理设备之间的凝结水泵，以及位于所述锅炉与所述水处理设备之间的给水泵。

5.如权利要求4所述的汽轮机发电系统，其特征在于，所述给水泵与所述锅炉之间还设有高压加热器。

6.如权利要求4所述的汽轮机发电系统，其特征在于，所述给水泵与所述水处理设备之间还设有低压加热器。

7.如权利要求6所述的汽轮机发电系统，其特征在于，所述低压加热器与所述给水泵之间还设有除氧器。

8.如权利要求1至7中任意一项所述的汽轮机发电系统，其特征在于，所述蒸发式凝汽器上还设有与所述排气管道连通的抽真空管。