CN204851351U - 一种火力发电厂汽轮机乏汽热量利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种火力发电厂汽轮机乏汽热量利用系统，属于能量回收利用装置领域，系统包括汽轮机乏汽冷却器及水道，所述水道包括进水管及出水管，进水管与出水管之间连接有多根分管，所述分管平行间隔设置于汽轮机乏汽冷却器内。这种系统，能够对火力发电厂汽轮机乏汽热量进行回收利用，减少社会上小锅炉及电锅炉的使用数量，从而节约资源，降低大气污染，保护环境。

Description

一种火力发电厂汽轮机乏汽热量利用系统

技术领域

本实用新型涉及能量回收利用装置领域，具体而言，涉及一种火力发电厂汽轮机乏汽热量利用系统。

背景技术

气候变化已成为国际社会普遍关注的一个难点问题，一次能源的消耗对环境的影响是灾难性的，每年火力发电厂用于发电的煤炭燃烧释放出可观的二氧化碳、二氧化硫及氮氧化物，加重了全球的温室效应并恶化环境和空气，全球变暖正在威胁着人类的生存环境。节能减排和应对气候变化已经成为我国当前经济社会发展的一项重要而紧迫的任务。

火力发电厂的循环热效率也就是40％左右，剩余的热量则是以汽轮机乏汽的形式被凉水塔或空气冷冷却器散热的方式排到大气中，火力发电厂60％左右的热量就这样白白浪费掉了！我国火力发电厂每年原煤耗用量达20亿吨左右，60％左右的热量白白排到了大气中，就是相当于12亿吨左右的原煤就白白浪费掉了。这种情况严重污染着我国及全球的环境，同时也严重浪费能源，与现在所倡导的节能减排发展理念完全相悖。

因此，急需一种能够对汽轮机乏汽热量进行回收利用的系统，解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种火力发电厂汽轮机乏汽热量利用系统，旨在改善上述问题。

本实用新型是这样实现的：

一种火力发电厂汽轮机乏汽热量利用系统，包括汽轮机乏汽冷却器及水道，所述水道包括进水管及出水管，进水管与出水管之间连接有多根分管，所述分管平行间隔设置于汽轮机乏汽冷却器内。

这种系统可以大幅提高汽轮机乏汽的冷却效果，热交换之后，自来水被加热升温，升温后的水可以输送给千家万户，供人们洗澡及采暖使用，也可以输送给工厂。这样，可以使家庭或工厂不需要另外设置锅炉来加热水，对于整个社会而言，节约了能源，减少了一次或二次能源的消耗，也就降低了污染，给火力发电厂带来了可观的经济效益，对节能降耗是最大的贡献。

进一步地，所述分管的截面为矩形或椭圆形。矩形的分管能够增大分管的吸热面积比，提高分管的吸热效果。

进一步地，所述分管的外侧壁设置有用于吸热的鳍片。增设的鳍片使热传导效果更好。

进一步地，每一根所述分管的外侧壁均设有所述鳍片。

进一步地，每一根所述分管的外侧壁均间隔设有多个所述鳍片。

进一步地，所述鳍片的朝向与汽轮机乏汽冷却器内乏汽的流动方向相同。这样的设置能进一步提升热传导的效率，减少汽轮机乏汽流动的阻力。还可以更好地吸收汽轮机乏汽的凝结放热，而且能防止热交换介质加热后的热量散发。此外，这样设计还可以将汽轮机乏汽冷却器的上下两端做成敞口结构，更便于汽轮机乏汽冷却器的加工、制造及安装，进一步降低发电机组的造价。

进一步地，所述汽轮机乏汽冷却器上部设有乏汽入口，下部设有乏汽出口，所述乏汽入口靠近所述出水管，所述乏汽出口靠近所述进水管。工作时，矩形或椭圆形分管及其吸热鳍片周围充满汽轮机乏汽，由于分管内吸热介质与汽轮机乏汽之间存在温度差，这样乏汽被冷却释放出凝结放热，凝结放热通过吸热鳍片及分管的外壁传导给分管内的吸热介质，保证介质吸收热量达到最大化，温度接近汽轮机乏汽的温度。

进一步地，还包括换热系统，该换热系统包括板式换热器及循环水管，所述板式换热器与水道及循环水管连接。

进一步地，所述循环水管上还设有加热器。

进一步地，所述加热器为蒸汽加热器。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过上述设计得到的火力发电厂汽轮机乏汽热量利用系统，能够降低能源的消耗，减少大气污染，节约资源，保护环境。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施方式实施例2提供的火力发电厂汽轮机乏汽热量利用系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施方式实施例3提供的火力发电厂汽轮机乏汽热量利用系统的结构示意图；

图3是本实用新型实施方式提供的火力发电厂汽轮机乏汽热量利用系统使用时的结构示意图。

图中标记分别为：

汽轮机乏汽冷却器101；进水管103；出水管104；分管105；鳍片106；乏汽入口107；乏汽出口108；板式换热器109；循环水管110；加热器111。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参阅图1-图3

本实施方式提供的火力发电厂汽轮机乏汽热量利用系统，包括汽轮机乏汽冷却器101及水道，所述水道包括进水管103及出水管104，进水管103与出水管104之间连接有多根分管105，所述分管105平行间隔设置于汽轮机乏汽冷却器101内。

这种火力发电厂汽轮机乏汽热量利用系统主要用于回收利用火力发电厂汽轮机乏汽中所带有的热量，提高能源利用率及转化率。

空冷散热器是现有设备，在现有技术中，主要使用在空冷领域，使用时，汽轮机乏汽进入空冷散热器的气道中，气道的两侧布置有散热的鳍片，采用风机从一侧鼓风，使较低温度的空气快速流过汽轮机乏汽冷却器的表面，通过热交换作用，带走汽轮机乏汽的热量，把汽轮机乏汽凝结成水，以此达到散热的目的。

本实施方式中，汽轮机乏汽冷却器101内设置分管105，在进水管103通入冷却介质，使冷却介质沿着进水管103、分管105及出水管104流动，通过热交换的作用，达到凝结乏汽及加热热交换介质的目的。水道优选采用铜或铝制成。在水道上还可以增设水泵，给水提供前行的动力。

此处的冷却介质一般选用水。由于水的比热容是一般空气的比热容的22倍左右，因此水的冷却效果是空气的22倍。这种冷却系统及方式，可以大幅提高乏汽的冷却效果。热交换之后，水被升温，升温后的水可以用来输送给普通家庭和宾馆，起到供应热水的作用；也可以输送给工厂，可以使家庭、宾馆或工厂不需要设置锅炉来加热水，对于整个社会而言，既提高了人民的生活水平，又节约了能源，减少了消耗，同时也降低了污染，能够给国家社会带来十分有益的效果。

此外，采用这种系统之后，可以减少汽轮机空气冷却器的使用数量，降低发电机组的投资和造价。

在使用时，进水管103的进水口连接供水设备，向水道内通入冷却水；出水管104的出水口连接需要用水的装置，或者直接通入家庭热水供应系统，或者接入工厂热水供应系统。

市政供应的自来水中盐分含量较高，向水道中长时间通入这种自来水会导致水道内壁产生水垢，导致水流变缓，还会降低热传导效率。因此，水道内优选通入蒸馏水(或者叫除盐水)，采用这种水，长时间使用水道内壁也不会产生水垢，对保持汽轮机乏汽冷却器内部水道的传热效果是十分有利的。

本实施方式还提供了一种火力发电厂汽轮机乏汽热量利用方法：在现有的汽轮机乏汽冷却器101上设置水道，该水道包括进水管103及出水管104，进水管103与出水管104之间连接有多根分管105，这些分管105平行间隔设置于汽轮机乏汽冷却器101内，所述出水管104连接用水设备或换热设备；

通过进水管向水道内通入吸热介质，吸热介质吸热后从出水管104流入所述用水设备或换热设备。

这种方法保留了现有的汽轮机乏汽空气冷却器与汽轮机乏汽冷却器并列运行，汽轮机乏汽冷却器比汽轮机空气冷却器制造加工工艺更加简单、成本更低，只是在汽轮机乏汽冷却器101的矩形容器内加装一些外侧带有吸热鳍片的水管，通入吸热介质后也能起到与现有的火力发电厂汽轮机乏汽空气冷却器一样的效果。汽轮机乏汽冷却器内通入乏汽，分管105内有吸热介质流动，通过热辐射和热传导，吸热介质能够吸收汽轮机乏汽的热量。吸热之后的吸热介质可以直接连接家庭供水系统或工厂用水系统(即上述的用水设备)；或者连接换热设备，作为热源用于加热其他物体。通过这样的方法起到利用汽轮机乏汽热量的目的。

经设计者实地考察，以某一处火力发电厂为例，该火力发电厂一台具有600MW空冷发电机组汽轮机空气冷却器有640个，总面积达1750112平方米，共有64个散热单元，也就需要64台冷却风机，每个散热单元有10个汽轮机空气冷却器组成，每个汽轮机空气冷却器的尺寸为9250mm*2423mm*200mm。

该火力发电厂60％左右的煤炭热量就以汽轮机乏汽的形式排放到了大气中，浪费能源、影响小环境的气候。采用上述方法对其进行改造后，大幅提高了火力发电厂的能源利用率，可以代替社会上的小锅炉或电锅炉，降低整个社会的能源消耗。经计算，若是全国的火力发电厂采用上述方法后，能利用汽轮机乏汽热量的30％，每年可以减少上亿吨的煤炭消耗，对节能减排及改善环境都有很大的贡献。

此处的吸热介质也优选为蒸馏水。

汽轮机乏汽冷却器101中，每两个汽轮机乏汽冷却器101三角布置，可以布置在地面上，减少了占地面积，还可以降低空冷岛建筑面积；汽轮机乏汽冷却器内分管105的截面为矩形或椭圆形，矩形的分管105能够与汽轮机乏汽冷却器101更好地结合，提高空间利用率，提高冷却效果。

进一步地，在所述分管105的外侧壁设置有用于吸热的鳍片106。增设的鳍片106使热传导效果更好。优选地，每一根所述分管105的外侧壁均设有所述鳍片106。更优选地，每一根所述分管105的外侧壁均间隔设有多个所述鳍片106。这种设置使热传导效率最大化。

鳍片106的朝向优选与汽轮机乏汽冷却器101内乏汽的流动方向相同。这样的设置能进一步提升热传导的效率。还可以更好地吸收汽轮机乏汽的凝结放热，而且能防止加热后的热量散发。此外，这样设计还可以将汽轮机乏汽冷却器101的上下两端做成开口结构，更便于汽轮机乏汽冷却器101的加工、制造及安装，进一步降低发电机组的造价。此处所说的相同，包含但不限于鳍片106的朝向与乏汽的流动方向平行，也可以如图所示，二者之间存在一定角度。图2中，汽轮机乏汽冷却器101上部的箭头即汽轮机乏汽流动的方向，水道上的箭头即冷却水的流动方向。图3中汽轮机乏汽冷却器101右侧的箭头即乏汽凝结水的流向，乏汽凝结水收集后可重新利用。

在所述汽轮机乏汽冷却器101上部设有乏汽入口107，下部设有乏汽出口108，所述乏汽入口107靠近所述出水管104，所述乏汽出口108靠近所述进水管103。

这样的设计使得汽轮机乏汽冷却器101中乏汽的流动方向与水的流动方向相反，在工作过程中，乏汽通过乏汽入口107进入汽轮机乏汽冷却器101，由上而下在汽轮机乏汽冷却器101内流动，从乏汽出口108流出，这个过程中乏汽遇冷后不断地对分管内吸热介质进行凝结放热。水沿着水道流动，靠近进水管103处的水温较低，靠近出水管104处的水温较高。

因此，上述改进后的系统中，工作时，汽轮机的乏汽会首先遇到温度较高的水，能够起到一定的降温效果；随着乏汽的流动，乏汽遇到的水温越来越低，在接近乏汽出口108处，温度微降后汽轮机的乏汽会遇到温度最低的水，使汽轮机乏汽冷却器内的热传导效率达到最大化。

进一步地，该系统还可以这样设计：还包括换热系统，该换热系统包括板式换热器109及循环水管110，所述板式换热器109与水道及循环水管110连接。

板式换热器109也可以叫热交换器，热交换器通常用于热交换，向两个不同的管道内通入两种温度不同的介质，通过热交换作用使温度较高的介质加热温度较低的介质，起到热交换的作用。

此处的板式换热器109中，同时与水道及循环水管110连接，水道中的水经乏汽加热后温度较高，向循环水管110中通入温度较低的水，经过板式换热器109的热交换作用，水道中的水能够加热循环水管110中的水。这种系统中，水道中的水持续在水道中循环，循环水管110内可以持续通入温度较低的水，可以持续地加热循环水管110内的冷水。循环水管110的进水端连接供水设备，出水端连接用水设备。

增设了板式换热器109之后，水道中的水始终处于循环状态，因此可以通入质量较高的蒸馏水(或者叫除盐水)，并通过水泵增压，提供前行的动力；而循环水管110内可通入市政自来水，这样可以降低用水成本，提高效益。

进一步地，在循环水管110的出水端上，还可以增设加热器111，对经汽轮机乏汽冷却器加热的水进一步加热，满足不同使用者的不同需求。加热器111优选采用蒸汽加热器111。

为清楚说明本实用新型，本实施方式中列举了一些具体的实施例：

实施例1

一种火力发电厂汽轮机乏汽热量利用系统，包括汽轮机乏汽冷却器101及水道，所述水道包括进水管103及出水管104，进水管103与出水管104之间连接有多根分管105，这些分管105平行间隔设置于汽轮机乏汽冷却器101内。

实施例2

一种火力发电厂汽轮机乏汽热量利用系统，包括汽轮机乏汽冷却器101及水道，所述水道包括进水管103及出水管104，进水管103与出水管104之间连接有多根分管105，这些分管105平行间隔设置于汽轮机乏汽冷却器101内。

所述分管105的截面为椭圆形。每一根所述分管105的外侧壁均间隔设有多个用于吸热的鳍片106。所述鳍片106的朝向与汽轮机乏汽冷却器101内乏汽的流动方向相同。

所述汽轮机乏汽冷却器101上设有乏汽入口107及乏汽出口108，所述乏汽入口107靠近所述出水管104，所述乏汽出口108靠近所述进水管103。

实施例3

一种火力发电厂汽轮机乏汽热量利用系统，包括汽轮机乏汽冷却器101及水道，所述水道包括进水管103及出水管104，进水管103与出水管104之间连接有多根分管105，每一根分管105分别设置于汽轮机乏汽冷却器内。

所述分管105的截面为矩形。每一根所述分管105的外侧壁均间隔设有多个用于吸热的鳍片106。所述鳍片106的朝向与汽轮机乏汽冷却器101内乏汽的流动方向相同。

所述汽轮机乏汽冷却器101上设有乏汽入口107及乏汽出口108，所述乏汽入口107靠近所述出水管104，所述乏汽出口108靠近所述进水管103。

还包括换热系统，该换热系统包括板式换热器109及循环水管110，所述板式换热器109与水道及循环水管110连接，所述循环水管110上还设有加热器111。

实施例4

一种火力发电厂汽轮机乏汽热量利用方法：在汽轮机乏汽冷却器101上设置水道，该水道包括进水管103及出水管104，进水管103与出水管104之间连接有多根分管105，这些分管105设置于汽轮机乏汽冷却器101内；并向水道内通入蒸馏水。

实施例5

一种火力发电厂汽轮机乏汽热量利用方法：在汽轮机乏汽冷却器101上设置水道，该水道包括进水管103及出水管104，进水管103与出水管104之间连接有多根分管105，这些分管105设置于汽轮机乏汽冷却器101内；并向水道内通入蒸馏水。

所述分管105的截面为矩形。每一根所述分管105的外侧壁均间隔设有多个用于吸热的鳍片106。所述鳍片106的朝向与汽轮机乏汽冷却器101内乏汽的流动方向相同。

所述汽轮机乏汽冷却器101包括乏汽入口107及乏汽出口108，所述乏汽入口107靠近所述出水管104，所述乏汽出口108靠近所述进水管103。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种火力发电厂汽轮机乏汽热量利用系统，其特征在于，包括汽轮机乏汽冷却器及水道，所述水道包括进水管及出水管，进水管与出水管之间连接有多根分管，所述分管平行间隔设置于汽轮机乏汽冷却器内。

2.根据权利要求1所述的火力发电厂汽轮机乏汽热量利用系统，其特征在于，所述分管的截面为矩形或椭圆形。

3.根据权利要求1所述的火力发电厂汽轮机乏汽热量利用系统，其特征在于，所述分管的外侧壁设置有用于吸热的鳍片。

4.根据权利要求3所述的火力发电厂汽轮机乏汽热量利用系统，其特征在于，每一根所述分管的外侧壁均设有所述鳍片。

5.根据权利要求4所述的火力发电厂汽轮机乏汽热量利用系统，其特征在于，每一根所述分管的外侧壁均间隔设有多个所述鳍片。

6.根据权利要求5所述的火力发电厂汽轮机乏汽热量利用系统，其特征在于，所述鳍片的朝向与汽轮机乏汽冷却器内乏汽的流动方向相同。

7.根据权利要求1或6所述的火力发电厂汽轮机乏汽热量利用系统，其特征在于，所述汽轮机乏汽冷却器的上部设有乏汽入口，下部设有乏汽出口，所述乏汽入口靠近所述出水管，所述乏汽出口靠近所述进水管。

8.根据权利要求1所述的火力发电厂汽轮机乏汽热量利用系统，其特征在于，还包括换热系统，该换热系统包括板式换热器及循环水管，所述板式换热器与水道及循环水管连接。

9.根据权利要求8所述的火力发电厂汽轮机乏汽热量利用系统，其特征在于，所述循环管的出水端上还设有加热器。

10.根据权利要求9所述的火力发电厂汽轮机乏汽热量利用系统，其特征在于，所述加热器为蒸汽加热器。