CN209990515U - 汽轮机低品位热量回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型汽轮机低品位热量回收系统包括：热泵机组、供暖换热器、真空泵和发电机，热泵机组是由蒸发器、压缩机、换热器和螺杆膨胀机依次串接组成的制冷剂循环回路，在换热器的制冷剂输入端的管道上装有第三截止阀，在换热器的制冷剂输出端的管道上装有串联在一起的第六截止阀和第二调节阀，在螺杆膨胀机的制冷剂输入端装有第五调节阀，在第三截止阀的输入端及第六截止阀和第五调节阀之间装有一旁路，在该旁路上装有串联在一起的第一调节阀和第八截止阀，在蒸发器的制冷剂输入端和输出端分别装有第七截止阀和第九截止阀，螺杆膨胀机包括：相互啮合的第一螺杆轴和第二螺杆轴，第二螺杆轴从螺杆膨胀机中伸出并通过联轴器与发电机相连。

Description

汽轮机低品位热量回收系统

技术领域

本实用新型涉及了热量回收系统，具体涉及了汽轮机低品位热量回收系统。

背景技术

蒸汽在汽轮中做功后的乏汽直接排到作为乏汽回收利用的凝汽器或空冷器中。乏汽在冷却器中冷却后形成的凝结水，通过凝结水泵再返回汽轮机的热力系统再利用。而用来使乏汽冷却成凝结水的循环水通过循环凝结水泵送至冷却塔，通过冷却塔将乏汽中吸收了热量的循环水，冷却后循环利用。

正是由于利用冷却塔来冷却循环水，因此，循环水中的巨量低品质热量散发到大气中，一般这部分被散发的热量占整个火力发电厂消耗化石燃料的热量近40％-50％。

发明内容

本实用新型的发明目的是解决现有汽轮机乏汽中的热量被浪费的问题，而提供一种汽轮机低品位热量回收系统。

为了完成本实用新型的发明目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型的汽轮机低品位热量回收系统，它包括：热泵机组、供暖换热器、真空泵和发电机，热泵机组是由蒸发器、压缩机、换热器和螺杆膨胀机依次串接组成的制冷剂循环回路，汽轮机排出的气体进入蒸发器换热管外侧冷凝成凝结水，该凝结水通过凝结水泵流经换热器换热管外侧被加热后，通过第四截止阀流出，或者通过串联在一起的第三调节阀和第五截止阀进入供暖换热器的换热管外侧后流出，在供暖换热器的换热管内侧流动着供热循环水，蒸发器通过管道与真空泵相连，其中：在换热器的制冷剂输入端的管道上装有第三截止阀，在换热器的制冷剂输出端的管道上装有串联在一起的第六截止阀和第二调节阀，在螺杆膨胀机的制冷剂输入端装有第五调节阀，在第三截止阀的输入端及第六截止阀和第五调节阀之间装有一旁路，在该旁路上装有串联在一起的第一调节阀和第八截止阀，在蒸发器的制冷剂输入端和输出端分别装有第七截止阀和第九截止阀，螺杆膨胀机包括：相互啮合的第一螺杆轴和第二螺杆轴，第二螺杆轴从螺杆膨胀机中伸出并通过联轴器与发电机相连。

本实用新型的汽轮机低品位热量回收系统，其中：汽轮机低品位热量回收系统还包括：制冷交换器，该制冷交换器与蒸发器并联，在制冷交换器的制冷剂输入端装有串联在一起的第二截止阀和第四调节阀，在制冷交换器的制冷剂输出端装有第一截止阀，制冷交换器换热管内侧流动制冷剂，在制冷交换器换热管外侧流动供冷循环水。

本实用新型的汽轮机低品位热量回收系统，其中：所述供暖换热器、蒸发器、换热器和制冷交换器为管式换热器。

本实用新型的有益技术效果是：利用螺杆膨胀机的组合发电方式，将汽轮机的乏汽通过热泵工质进行换热将其热量回收，经过压缩机提高热泵工质的温度和压力，再通过相应的管道和阀门的切换，在冬季热泵中的工质送入供暖加热器中加热供暖水供暖；夏季热泵中的工质一部分送入螺杆膨胀机中推动螺杆膨胀机转动并带动发电机来发电，同时，另一部分工质送入与蒸发器并联的制冷交换器中将水制冷却后在夏季供冷。也就是说该装置充分利用了汽轮机组做功后的乏汽来同时供热、发电、制冷。实现对汽轮机乏汽所含低品质热量的充分利用。减少巨量的低热值能量的浪费。

由于利用热泵来代替循环泵及循环水来使汽轮机乏汽凝结并同时提取其中的低品质热量。因此，此系统的使用可以在火电厂中停止循环水系统及冷却塔的使用，减少了巨大的水体蒸发，从根本上杜绝了火力发电厂在运行时冷却塔的水量蒸发。

本实用新型的汽轮机低品位热量回收系统不单单是将热泵机组中的减压阀用螺杆膨胀机替代，而是开创性地将大量汽轮机低品位热量的乏汽热量通过热泵机组，转化为冬季的供暖热水、带动发电机进行发电的动力和夏季的供冷循环水，这是现有的减压阀不能做到的，因为现有的减压阀在大流量的工质下无法正常工作或者寿命极短。

附图说明

图1为本实用新型的汽轮机低品位热量回收系统的示意图；

在图1中，标号1为压缩机；标号2为换热器；标号3为螺杆膨胀机；标号4为蒸发器；标号5为制冷交换器；标号6为供暖换热器；标号7为真空泵；标号8为热泵机组；标号9为第一截止阀；标号10为第一调节阀；标号11为第三截止阀；标号12为第四截止阀；标号13为第五截止阀；标号14为第六截止阀；标号15为第四调节阀；标号16为第七截止阀；标号17为第九截止阀；标号18为第八截止阀；标号19为第二调节阀；标号20为第三调节阀；标号21为第一螺杆轴；标号22为第二螺杆轴；标号23为第二截止阀；标号24为发电机；标号25为联轴器；标号26为旁路；标号27为第五调节阀；标号28为凝结水泵；标号A为供热循环水；标号B为汽轮机排出的气体及其冷却后的凝结水；标号C为供冷循环水；标号D为制冷剂。

具体实施方式

结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步地说明，本文中的输入端和输出端是以图1中的箭头指向为准。

如图1所示，本实用新型的汽轮机低品位热量回收系统包括：热泵机组8、供暖换热器6、真空泵7、发电机24和制冷交换器5，热泵机组8是由蒸发器4、压缩机1、换热器2和螺杆膨胀机3依次串接组成的制冷剂D循环回路。汽轮机排出的气体B进入蒸发器4换热管外侧冷凝成凝结水，该凝结水通过凝结水泵28流经换热器2换热管外侧被加热后，通过第四截止阀12流出，或者通过串联在一起的第三调节阀20和第五截止阀13进入供暖换热器6的换热管外侧后流出，在供暖换热器6的换热管内侧流动着供热循环水A，蒸发器4通过管道与真空泵7相连，真空泵7将蒸发器4中的未被凝结的气体抽出，并排入大气中。

在换热器2的制冷剂输入端的管道上装有第三截止阀11，在换热器2的制冷剂输出端的管道上装有串联在一起的第六截止阀14和第二调节阀19，在螺杆膨胀机3的制冷剂输入端装有第五调节阀27，在第三截止阀11的输入端及第六截止阀14和第五调节阀27之间装有一旁路26，在该旁路26上装有串联在一起的第一调节阀10和第八截止阀18，在蒸发器4的制冷剂输入端和输出端分别装有第七截止阀16和第九截止阀17，螺杆膨胀机3包括：相互啮合的第一螺杆轴21和第二螺杆轴22，第二螺杆轴22从螺杆膨胀机3中伸出并通过联轴器25与发电机24相连。

制冷交换器5与蒸发器4并联，在制冷交换器5的制冷剂输入端装有串联在一起的第二截止阀23和第四调节阀15，在制冷交换器5的制冷剂输出端装有第一截止阀9，制冷交换器5换热管内侧流动制冷剂，在制冷交换器5换热管外侧流动供冷循环水C。

供暖换热器6、蒸发器4、换热器2和制冷交换器5为管式换热器。

工作原理

本实用新型的汽轮机低品位热量回收系统是集发电、供热和供冷于一体的热量回收系统。

在供暖状态下，汽轮机的乏汽B进入蒸发器4后，与从螺杆膨胀机3中送入蒸发器4的减压气体进行热交换，汽轮机的乏汽B被冷凝成凝结水后进入换热器2，与从压缩机1中送入换热器2的工质进行热交换，凝结水被进一步的加热后，通过第四截止阀12送入汽轮机热力系统中，或者通过第二调节阀20和第六截止阀14进入供暖换热器6，与供暖换热器6的供热循环水A进行热交换后，送入汽轮机热力系统中。

在发电状态下，从换热器2出来的被冷却的液体制冷剂或者从旁路26流出的气体制冷剂通过第三调节阀27进入螺杆膨胀机3后，带动相互啮合的第一螺杆轴21和第二螺杆轴22旋转，第二螺杆轴22通过联轴器25与发电机24相连，使得发电机24发电，进入螺杆膨胀机3的液体制冷剂或者气体制冷剂，在相互啮合的第一螺杆轴21和第二螺杆轴22的间隙中运行，它们一方面推动第一螺杆轴21和第二螺杆轴22旋转，同时它们在第一螺杆轴21和第二螺杆轴22的间隙中被减压，减压后变为气体，送入蒸发器4中，与从汽轮机的乏汽B进行热交换。

供暖与发电可以同时进行，也可以只发电不供暖。在只发电不供暖的情况下，只需要将第五截止阀13关闭，凝结水经过换热器2后，直接送入汽轮机热力系统中。在供暖与发电可以同时进行的情况下，可以通过调节第一调节阀10、第二调节阀19和第三调节阀27的开度，将供暖与发电进行最好的匹配。

在制冷状态下，与蒸发器4并联的制冷交换器5可以为供冷循环水C提供制冷，为汽轮机的乏汽B提供的制冷量与为供冷循环水C提供的制冷量的匹配由第四调节阀15进行调节。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种汽轮机低品位热量回收系统，它包括：热泵机组(8)、供暖换热器(6)、真空泵(7)和发电机(24)，热泵机组(8)是由蒸发器(4)、压缩机(1)、换热器(2)和螺杆膨胀机(3)依次串接组成的制冷剂(D)循环回路，汽轮机排出的气体(B)进入蒸发器(4)换热管外侧冷凝成凝结水，该凝结水通过凝结水泵(28)流经换热器(2)换热管外侧被加热后，通过第四截止阀(12)流出，或者通过串联在一起的第三调节阀(20)和第五截止阀(13)进入供暖换热器(6)的换热管外侧后流出，在供暖换热器(6)的换热管内侧流动着供热循环水(A)，蒸发器(4)通过管道与真空泵(7)相连，其特征在于：在换热器(2)的制冷剂输入端的管道上装有第三截止阀(11)，在换热器(2)的制冷剂输出端的管道上装有串联在一起的第六截止阀(14)和第二调节阀(19)，在螺杆膨胀机(3)的制冷剂输入端装有第五调节阀(27)，在第三截止阀(11)的输入端及第六截止阀(14)和第五调节阀(27)之间装有一旁路(26)，在该旁路(26)上装有串联在一起的第一调节阀(10)和第八截止阀(18)，在蒸发器(4)的制冷剂输入端和输出端分别装有第七截止阀(16)和第九截止阀(17)，螺杆膨胀机(3)包括：相互啮合的第一螺杆轴(21)和第二螺杆轴(22)，第二螺杆轴(22)从螺杆膨胀机(3)中伸出并通过联轴器(25)与发电机(24)相连。

2.如权利要求1所述的汽轮机低品位热量回收系统，其特征在于：汽轮机低品位热量回收系统还包括：制冷交换器(5)，该制冷交换器(5)与蒸发器(4)并联，在制冷交换器(5)的制冷剂输入端装有串联在一起的第二截止阀(23)和第四调节阀(15)，在制冷交换器(5)的制冷剂输出端装有第一截止阀(9)，制冷交换器(5)换热管内侧流动制冷剂，在制冷交换器(5)换热管外侧流动供冷循环水(C)。

3.如权利要求2所述的汽轮机低品位热量回收系统，其特征在于：所述供暖换热器(6)、蒸发器(4)、换热器(2)和制冷交换器(5)为管式换热器。

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