CN206753663U

CN206753663U - 一种热水转化机械动力系统

Info

Publication number: CN206753663U
Application number: CN201720040730.3U
Authority: CN
Inventors: 陈坚; 张永耀; 陈闽钢; 李艳娇; 张立新; 王辉; 方宁; 林海峰
Original assignee: Shenyang Green Energy Technology Co Ltd
Current assignee: Shenyang Green Energy Technology Co Ltd
Priority date: 2017-01-13
Filing date: 2017-01-13
Publication date: 2017-12-15
Anticipated expiration: 2027-01-13

Abstract

本实用新型公开了一种热水转化机械动力系统，其系统包括热水炉，热水炉通过管路依次连接减压汽化装置、动力转化装置、高效汽水换热装置并形成闭合回路，即将热水先进行减压汽化处理后变成低压饱和蒸汽；低压饱和蒸汽进入汽轮机做功后转化为机械能作为动力源，做功后的汽轮机乏汽进入所述高效汽水换热装置中再转化为热水一部分提供给有热水需求的场所，另一部分回送热水炉，如此循环反复。本实用新型实现了节能减排、降低运行成本、减少环境污染、提高了能源利用率等目的。

Description

一种热水转化机械动力系统

技术领域

本实用新型属于热能应用领域，具体涉及一种将高温热水转化为机械动力的系统及其方法。

背景技术

目前北方供热和部分工业领域大量使用热水炉，热水炉简单、易操作，但大多数场合都是使用电能作为动力源。而电动动力能源成本较高，使得动力系统运行成本居高不下，同时提供电动动力源的火电厂的碳排放也较高。

为了减少环境污染，提高能源利用率，节能减排，降低运行成本，利用热水的热能转化为机械能提供动力源从而降低动力运行成本，这一研究方向有着积极的重要意义。

发明内容

针对现有技术中电动动力运行成本高、碳排放较高造成的环境污染等技术问题，本实用新型提供了一种热水动力转化系统，其将高温热水经过减压汽化转化为机械动能，机械动能可转化为电能作为动力源，并将做功后的蒸汽再转化为热水一部分提供给有热水需求的场所，另一部分回送热水炉，实现了节能减排、降低运行成本、减少环境污染、提高了能源利用率等目的。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，一种热水转化机械动力系统，包括热水炉，其结构要点是热水炉通过管路依次连接减压汽化装置、动力转化装置、高效汽水换热装置并形成闭合回路；

所述热水炉的热水输出管路分别通过流量调节阀I、水阀与减压汽化装置、热水输送管路连接；

所述减压汽化装置的输出端通过蒸汽管路与动力转化装置连接；

所述动力转化装置的乏汽排汽口通过蒸汽管路与高效汽水换热装置连接；

所述高效汽水换热装置包括壳体，壳体内设有通过管路顺次连接并构成回路的进汽区、凝水区和板式换热区；进汽区与凝水区之间设有隔板，隔板上设有至少一个通管，所述通管连通进汽区和凝水区；凝水区与板式换热区之间设有密封层；所述进汽区内设有喷淋装置，所述凝水区设有多管凝水床、水位自动控制器、水温控制器，所述板式换热区设有至少有一对换热板组，所述换热板组具有高温流体通道和低温流体通道，壳体外设有与低温流体通道的输入端连接的进水管路，低温流体通道的输出端通过回水管路与热水炉连接，壳体外还设有与高温流体通道连接的冷凝水管路，冷凝水管路分别与进汽区的喷淋装置、热水炉的热水输送管路连接，冷凝水管路上设有增压泵，与喷淋装置连接的冷凝水管路上还设有用来调节高温凝结水水温的流量调节阀II；水位自动控制器与增压泵连接，水位自动控制器通过调节增压泵的流量控制多管凝水床的水位。

优选地，所述动力转化装置为低压蒸汽轮机，低压蒸汽轮机可与发电机连接，还可与空压机、风机、水泵、热泵等任一设备或机组连接。

进一步改进地，多管凝水床的液面上方还设有真空泵，真空泵设在壳体外侧，通过调节真空泵来控制进汽区的气压并排出非凝气体，保证与进汽区连接的低压蒸汽轮机乏汽排汽口的真空度。

优选地，所述水温控制器与冷凝水管路上的流量调节阀II连接，水温控制器控制流量调节阀II的开度以调节喷淋装置的流量，进而控制高温凝结水的温度。

优选地，所述进水管路上设有水泵，通过水泵调节进入低温流体通道内的进水量来控制换热后的冷凝水管路中的低温冷凝水温度。

优选地，热水输出管路中的高温热水经减压汽化装置减压成为低压蒸汽。

优选地，所述水位自动控制器包括电子式水位开关和控制器，电子式水位开关设在多管凝水床的内侧，控制器设在壳体外，控制器与增压泵连接，控制器通过调节增压泵的流量来控制多管凝水床的水位。

优选地，水温控制器包括水温传感器和控制器，水温传感器设在多管凝水床的液面下，控制器设在壳体外，控制器与流量调节阀II连接，控制器通过调节流量调节阀II的开度来控制喷淋装置的流量，进而控制高温凝结水的水温。

进一步改进地，高效汽水换热装置上设有水床的液面指示窗。

优选地，高效汽水换热装置的进汽区及凝水区将低压蒸汽轮机排汽口排出的乏汽快速凝结成高温凝结水，高温凝结水在板式换热区快速完成换热后变成低温冷凝水，低温冷凝水经冷凝水管路一部分通过增压泵、流量调节阀II回送进汽区、多余部分的低温冷凝水与热水输送管路中的热水混合后直接输送至用热端。

本实用新型的有益效果：

（1）与现有技术相比，本实用新型仅消耗了少量的高温热能并将其转化为机械能，机械能可拖动与之匹配的发电机发电、或直接拖动空压机、风机、水泵、热泵等设备或机组，提高了能源利用率，达到了降低能源成本的目的；

（2）通过高效汽水换热装置将蒸汽迅速冷凝，使得汽轮机排汽口保证一定的真空度，加大了汽轮机两端的压力差，从而提高了动力转化效率，加大了汽轮机出力；

（3）本实用新型将高温热水经过减压汽化转化为机械动能，机械动能可转化为电能作为动力源，并将做功后的蒸汽再经过高效汽水换热装置转化为热水一部分直接输送给有热水需求的场所，另一部分则经过加温后回送热水炉在加温，降低了热能损耗，实现了节能减排、降低运行成本、减少环境污染、提高了能源利用率等目的；

（4）本实用新型的系统结构简单，维护方便，运行成本低；

（5）本实用新型的系统所获得的电比一般火电的碳排放减少50%，减少了环境污染，达到节能减排的目的。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

其中：1-热水炉，2-减压汽化装置，3-汽轮机，4-高效汽水换热装置，5-流量调节阀I，6-流量调节阀II，7-增压泵，8-水泵，9-水阀，40-壳体，41-进汽区，411-喷淋装置，42-凝水区，421-通管，422-水位自动控制器，423-水温控制器，43-板式换热区，431-高温流体通道，432-低温流体通道，44-真空泵，100-热水输出管路，101-蒸汽管路，102-回水管路，103-冷凝水管路，104-热水输送管路，105-进水管路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一、请参阅图1，一种热水转化机械动力系统，包括热水炉（1），热水炉（1）通过管路依次连接减压汽化装置（2）、低压蒸汽轮机、高效汽水换热装置（4）并形成闭合回路，所述热水炉（1）的热水输出管路（100）分别通过流量调节阀I（5）、水阀（9）与减压汽化装置（2）、热水输送管路（104）连接；所述减压汽化装置（2）的输出端通过蒸汽管路（101）与低压蒸汽轮机连接，所述热水输出管路（100）中的高温热水经减压汽化装置（2）减压成为低压蒸汽输出给低压蒸汽机做功；所述低压蒸汽轮机的乏汽排汽口通过蒸汽管路（101）与高效汽水换热装置（4）连接；所述高效汽水换热装置（4）包括壳体（40），壳体（40）内设有通过管路顺次连接并构成回路的进汽区（41）、凝水区（42）和板式换热区（43）；进汽区（41）与凝水区（42）之间设有隔板，隔板上设有多个通管（421），所述通管（421）连通进汽区（41）和凝水区（42）；凝水区（42）与板式换热区（43）之间设有密封层；所诉进汽区（41）内设有喷淋装置（411），所述凝水区（42）设有多管凝水床、水位自动控制器（422）、水温控制器（423），所述板式换热区（43）设有至少有一对换热板组，所述换热板组具有高温流体通道（431）和低温流体通道（432），壳体（40）外设有与低温流体通道（432）的输入端连接的进水管路（105），低温流体通道（432）的输出端通过回水管路（102）与热水炉（1）连接，壳体（40）外还设有与高温流体通道（431）连接的冷凝水管路（103），冷凝水管路（103）分别与进气区41的喷淋装置（411）、热水炉（1）的热水输送管路（104）连接，冷凝水管路（103）上设有增压泵（7），与喷淋装置（411）连接的冷凝水管路（103）上还设有流量调节阀II（6），流量调节阀II（6）与水温控制器（423）连接，水温控制器（423）控制流量调节阀II（6）的开度以调节喷淋装置（411）的流量，进而控制高温凝结水的温度，低温冷凝水回送流量的控制至关重要，它决定了乏汽的冷凝温度和凝结速率，直接影响低压蒸汽轮机的工作效率，冷凝温度越低系统效率越高，汽轮机出力越大。水位自动控制器（422）与增压泵（7）连接，水位自动控制器（422）通过调节增压泵（7）的流量控制多管凝水床的正常水位，所述进水管路（105）上设有水泵（8），通过水泵（8）调节进入低温流体通道（432）内的进水量来控制换热后的冷凝水管路（103）中的低温冷凝水温度。

实施例二、多管凝水床的液面上方还设有真空泵（44），真空泵（44）设在壳体（40）外侧，通过调节真空泵（44）来控制进汽区（41）的气压并排出非凝气体，保证与进气区41连接的汽轮机乏汽排汽口的真空度；真空度与高温凝结水的温度相对应并自动调节，温度越低，真空度越高，反之真空度降低。

实施例三、所述水位自动控制器（422）包括电子式水位开关和控制器，电子式水位开关设在多管凝水床的内侧，控制器设在壳体（40）外，控制器与增压泵（7）连接，控制器通过调节增压泵（7）流量保证多管凝水床的水位。

实施例四、所述水温控制器（423）包括水温传感器和控制器，水温传感器设在多管凝水床的液面下，控制器设在壳体外，控制器与流量调节阀II（6）连接，控制器通过调节流量调节阀II（6）的开度来控制喷淋装置的流量，进而控制高温凝结水的水温。

所述的高效汽水换热装置（4）上还设有水床的液面指示窗，便于直观地观察凝结水水位的变化。

高效汽水换热装置的进汽区（41）及凝水区（42）将低压蒸汽轮机排汽口排出的乏汽快速凝结成高温凝结水，高温凝结水在板式换热区（43）快速完成换热后变成低温冷凝水，低温冷凝水经冷凝水管路（103）一部分通过增压泵（7）、流量调节阀II（6）回送进汽区（41）、多余部分的低温冷凝水与热水输送管路（104）中的热水混合后直接输送至用热端。

上述低压蒸汽轮机可与发电机连接，还可与空压机、风机、水泵、热泵等任一设备或机组连接。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种热水转化机械动力系统，包括热水炉（1），其特征在于，热水炉（1）通过管路依次连接减压汽化装置（2）、动力转化装置（3）、高效汽水换热装置（4）并形成闭合回路，

所述热水炉（1）的热水输出管路（100）分别通过流量调节阀I（5）、水阀（9）与减压汽化装置（2）、热水输送管路（104）连接；

所述减压汽化装置（2）的输出端通过蒸汽管路（101）与动力转化装置（3）连接；

所述动力转化装置（3）的乏汽排汽口通过蒸汽管路（101）与高效汽水换热装置（4）连接；

所述高效汽水换热装置（4）包括壳体（40），壳体（40）内设有通过管路顺次连接并构成回路的进汽区（41）、凝水区（42）和板式换热区（43）；进汽区（41）与凝水区（42）之间设有隔板，隔板上设有至少一个通管（421），所述通管（421）连通进汽区（41）和凝水区（42）；凝水区（42）与板式换热区（43）之间设有密封层；所述进汽区（41）内设有喷淋装置（411），所述凝水区（42）设有多管凝水床、水位自动控制器（422）、水温控制器（423），所述板式换热区（43）设有至少有一对换热板组，所述换热板组具有高温流体通道（431）和低温流体通道（432），壳体（40）外设有与低温流体通道（432）的输入端连接的进水管路（105），低温流体通道（432）的输出端通过回水管路（102）与热水炉（1）连接，壳体（40）外还设有与高温流体通道（431）连接的冷凝水管路（103），冷凝水管路（103）分别与进汽区（41）的喷淋装置（411）、热水炉（1）的热水输送管路（104）连接，冷凝水管路（103）上设有增压泵（7），与喷淋装置（411）连接的冷凝水管路（103）上还设有用来调节高温凝结水水温的流量调节阀II（6）；水位自动控制器（422）与增压泵（7）连接，水位自动控制器（422）通过调节增压泵（7）的流量控制多管凝水床的水位。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述动力转化装置（3）为低压蒸汽轮机。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：多管凝水床的液面上方还设有真空泵（44），真空泵（44）设在壳体（40）外侧，通过调节真空泵（44）来控制进汽区（41）的气压并排出非凝气体，保证与进汽区（41）连接的低压蒸汽轮机乏汽排汽口的真空度。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述水温控制器（423）与冷凝水管路（103）上的流量调节阀II（6）连接，水温控制器（423）控制流量调节阀II（6）的开度以调节喷淋装置（411）的流量，进而控制高温凝结水的温度。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述进水管路（105）上设有水泵（8），通过水泵（8）调节进入低温流体通道（432）内的进水量来控制换热后的冷凝水管路（103）中的低温冷凝水温度。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热水输出管路（100）中的高温热水经减压汽化装置（2）减压成为低压蒸汽。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述水位自动控制器（422）包括电子式水位开关和控制器，电子式水位开关设在多管凝水床的内侧，控制器设在壳体外，控制器与增压泵（7）连接，控制器通过调节增压泵（7）的流量来控制多管凝水床的水位。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，水温控制器（423）包括水温传感器和控制器，水温传感器设在多管凝水床的液面下，控制器设在壳体外，控制器与流量调节阀II（6）连接，控制器通过调节流量调节阀II（6）的开度来控制喷淋装置的流量，进而控制高温凝结水的水温。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，高效汽水换热装置（4）上设有水床的液面指示窗。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，高效汽水换热装置的进汽区（41）及凝水区（42）将低压蒸汽轮机排汽口排出的乏汽快速凝结成高温凝结水，高温凝结水在板式换热区（43）快速完成换热后变成低温冷凝水，低温冷凝水经冷凝水管路（103）一部分通过增压泵（7）、流量调节阀II（6）回送进汽区（41）、多余部分的低温冷凝水与热水输送管路（104）中的热水混合后直接输送至用热端。