CN220451997U - 一种应用于直接空冷机组的能量回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于直接空冷机组的能量回收系统，包括：空冷系统，具有第一排汽入口和第一凝结水出口，第一排汽入口与直接空冷机组排汽端相连通，空冷系统适于利用空气将直接空冷机组汽轮机排汽进行冷却；有机朗肯循环系统，具有第二排汽入口和第二凝结水出口，第二排汽入口与直接空冷机组排汽端相连通，第二凝结水出口与第一凝结水出口相交汇并连接至回热系统。本实用新型汽轮机低压缸的排汽中的一部分直接进入空冷系统进行冷却，另一部分直接排至有机朗肯循环系统，有机朗肯循环系统利用排汽进行发电，以实现能量的回收，增加了电厂收益，可以回收直接空冷机组排汽的废热，减少冷源损失，提高了机组运行的经济性。

Description

一种应用于直接空冷机组的能量回收系统

技术领域

本实用新型涉及电站锅炉及汽轮机系统技术领域，具体涉及一种应用于直接空冷机组的能量回收系统。

背景技术

目前大型超临界机组和超超临界二次再热发电等技术应用广泛，纯凝火电机组的发电热效率有所提高，但最高仍仅为45％－47％左右，主要原因是机组存在着大量的冷端热损失。直接空冷机组汽轮机的排汽直接排入空冷岛，利用空气直接冷却汽轮机的排汽，冷却空气和排汽通过散热器表面进行换热，产生较大的冷源损失。空气带走的热量即为机组的冷源损失，冷源损失是影响机组经济运行的最重要的因素。由于直接空冷机组汽轮机排汽的品位比较低，难于利用，因此机组的发电热效率很低。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有的直接空冷机组汽轮机的排汽直接排入空冷岛会产生较大的冷源损失的缺陷，从而提供一种应用于直接空冷机组的能量回收系统，以减少冷源损失，增加电厂收益，提高机组运行的经济性。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种应用于直接空冷机组的能量回收系统，包括：

空冷系统，具有第一排汽入口和第一凝结水出口，所述第一排汽入口与直接空冷机组排汽端相连通，所述空冷系统适于利用空气将直接空冷机组汽轮机排汽进行冷却；

有机朗肯循环系统，具有第二排汽入口和第二凝结水出口，所述第二排汽入口与直接空冷机组排汽端相连通，所述第二凝结水出口与第一凝结水出口相交汇并连接至回热系统；所述有机朗肯循环系统适于利用直接空冷机组排汽进行发电以实现能量的回收，并通过调节输入的直接空冷机组排汽量来实现能量回收量的调节。

进一步优化技术方案，所述空冷系统包括：

第一排汽输送管路，与直接空冷机组汽轮机排汽端相连通；

第一联络阀门，设置在所述第一排汽输送管路上；

空冷岛，具有空冷岛蒸汽入口和空冷岛蒸汽出口，所述空冷岛蒸汽入口与第一排汽输送管路相连接；

热井，具有热井进口和热井出水口，所述热井进口与空冷岛蒸汽出口相连接，所述热井出水口连接有第一凝结水输送管路，所述第一凝结水输送管路与有机朗肯循环系统的第二凝结水出口交汇连接并连接至回热系统。

进一步优化技术方案，所述有机朗肯循环系统包括：

第二排汽输送管路，与直接空冷机组排汽端相连通；

第二凝结水输送管路，与回热系统相连通；

余热锅炉，具有与余热锅炉内腔相连通的余热锅炉蒸汽进口和余热锅炉凝结水出口，所述余热锅炉蒸汽进口与所述第二排汽输送管路相连接，所述余热锅炉凝结水出口与第二凝结水输送管路相连接；

有机工质循环发电系统，与所述余热锅炉相耦合，且所述有机工质循环发电系统内部设置有能够循环的有机工质，所述有机工质循环发电系统适于利用余热锅炉内部的排汽热量将有机工质蒸发，并利用蒸发后的有机工质进行发电。

进一步优化技术方案，所述余热锅炉的内部设置有与余热锅炉内腔互不相通的有机工质管路。

进一步优化技术方案，所述有机工质管路设置为折线状。

进一步优化技术方案，所述有机工质循环发电系统包括：

小汽轮机；

小发电机，与所述小汽轮机同轴连接；

小汽轮机排汽输送管路，一端与所述小汽轮机排汽口相通，另一端与所述有机工质管路的有机工质进口相连通；

蒸汽输送管路，一端与所述有机工质管路的有机工质出口相连通，另一端与所述小汽轮机的蒸汽进口相连通；

冷凝器，设置在所述小汽轮机排汽输送管路上；

有机工质泵，设置在所述小汽轮机排汽输送管路上。

进一步优化技术方案，所述第二凝结水输送管路上设置有有机工质泵进口阀门和有机工质泵出口阀门，有机工质泵进口阀门位于有机工质泵进口处，有机工质泵出口阀门位于有机工质泵出口处。

进一步优化技术方案，所述蒸汽输送管路上设置有小汽轮机进汽阀门。

进一步优化技术方案，所述第二排汽输送管路上设置有第二联络阀门。

进一步优化技术方案，所述第二凝结水输送管路上依次设置有小凝结水泵进口阀门、小凝结水泵和小凝结水泵出口阀门。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的一种应用于直接空冷机组的能量回收系统，汽轮机低压缸的排汽中的一部分直接进入空冷系统进行冷却，另一部分直接排至有机朗肯循环系统，在有机朗肯循环系统中放热凝结后，与空冷系统排出的凝结水汇合，进入回热系统。有机朗肯循环系统利用直接空冷机组排汽进行发电，以实现能量的回收，增加了电厂收益，可以回收直接空冷机组汽轮机排汽的废热，减少了冷源损失，提高了机组运行的经济性。并且通过调节输入的直接空冷机组排汽量来实现能量回收量的调节，进而尽可能地增大向有机朗肯循环系统的排气量。

2.本实用新型提供的一种应用于直接空冷机组的能量回收系统，可以分摊夏季高负荷空冷岛的热负荷，降低机组运行背压，提高机组运行的安全性和经济性。

3.本实用新型提供的一种应用于直接空冷机组的能量回收系统，系统运行灵活，可根据需要随时投运以及切除，操作简单。

4.本实用新型提供的一种应用于直接空冷机组的能量回收系统，有机工质管路设置为折线状，增大了有机工质管路与通入至余热锅炉的排汽的换热面积。

5.本实用新型提供的一种应用于直接空冷机组的能量回收系统，在空冷系统的基础上，增设工质为异戊烷的由余热锅炉、小汽轮机、小发电机、冷凝器、有机工质泵及其联络管路和阀门等组成的有机朗肯循环系统，并增设汽轮机低压缸排汽至余热锅炉的管路和阀门。汽轮机低压缸的排汽，一部分上空冷岛冷却，另一部分排至余热锅炉，在余热锅炉中放热凝结后，通过小凝结水泵输送至热井，与空冷岛排入热井的凝结水汇合，进入回热系统。有机工质异戊烷在余热锅炉中被汽轮机的乏汽加热蒸发后，进入小汽轮机做功，推动小汽轮机转动，从而带动小发电机发电，增加了电厂收益，对直接空冷机组的排汽中的余热进行了充分利用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

附图标记：

1、小发电机，2、小汽轮机，3、小汽轮机进汽阀门，4、余热锅炉，5、冷凝器，6、有机工质泵进口阀门，7、有机工质泵，8、有机工质泵出口阀门，9、第一联络阀门，10、汽轮机低压缸，11、第二联络阀门，12、空冷岛，13、热井，14、小凝结水泵进口阀门，15、小凝结水泵，16、小凝结水泵出口阀门，17、有机工质管路，18、小汽轮机排汽输送管路，19、蒸汽输送管路，20、第一排汽输送管路，21、第二排汽输送管路，22、第一凝结水输送管路，23、第二凝结水输送管路。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第一”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示，本实用新型公开了一种应用于直接空冷机组的能量回收系统，包括空冷系统和有机朗肯循环系统。

空冷系统具有第一排汽入口和第一凝结水出口，第一排汽入口与直接空冷机组排汽端相连通，空冷系统适于利用空气将直接空冷机组汽轮机排汽进行冷却。

有机朗肯循环系统具有第二排汽入口和第二凝结水出口，第二排汽入口与直接空冷机组排汽端相连通，第二凝结水出口与第一凝结水出口相交汇并连接至回热系统。

上述一种应用于直接空冷机组的能量回收系统，汽轮机低压缸的排汽中的一部分直接进入空冷系统进行冷却，另一部分直接排至有机朗肯循环系统，在有机朗肯循环系统中放热凝结后，与空冷系统排出的凝结水汇合，进入回热系统。有机朗肯循环系统利用直接空冷机组排汽进行发电，以实现能量的回收，增加了电厂收益，可以回收直接空冷机组汽轮机排汽的废热，减少冷源损失，提高机组运行的经济性。并且通过调节输入的直接空冷机组排汽量来实现能量回收量的调节，进而尽可能地增大向有机朗肯循环系统的排气量。

有机朗肯循环系统包括第二排汽输送管路21、第二凝结水输送管路23、余热锅炉4和有机工质循环发电系统。

第二排汽输送管路21与直接空冷机组排汽端相连通。在本实施例中，直接空冷机组排汽端为汽轮机低压缸10的排汽端。

第二凝结水输送管路23的末端为凝结水排出端，第二凝结水输送管路23的末端与回热系统相连通。

余热锅炉4具有与余热锅炉内腔相连通的余热锅炉蒸汽进口和余热锅炉凝结水出口，余热锅炉蒸汽进口与第二排汽输送管路相连接，余热锅炉凝结水出口与第二凝结水输送管路相连接，余热锅炉4适于利用第二排汽输送管路内的排汽余热进行工作。

有机工质循环发电系统与余热锅炉4相耦合，且有机工质循环发电系统内部设置有能够循环的有机工质。具体地，有机工质为异戊烷。上述余热锅炉4和有机工质循环发电系统共同组成的有机朗肯循环系统。

上述一种应用于直接空冷机组的能量回收系统，直接空冷机组排汽端的排汽进入到余热锅炉4内部，有机工质循环发电系统中的有机工质在余热锅炉4中吸收汽轮机低压缸10排汽的乏热，利用余热锅炉4内部的排汽热量将有机工质蒸发，利用蒸发后的有机工质进行发电，对直接空冷机组的排汽中的余热进行了充分利用。

余热锅炉4的内部设置有与余热锅炉内腔互不相通的有机工质管路17。有机工质管路17内的有机工质与通入至余热锅炉4的排汽进行热交换，进而利用排汽余热将有机工质加热为蒸汽状态。

有机工质管路17设置为折线状，增大了有机工质管路17与通入至余热锅炉4的排汽的换热面积。

有机工质循环发电系统包括：小汽轮机2、小发电机1、小汽轮机排汽输送管路18、蒸汽输送管路19、冷凝器5和有机工质泵7。蒸汽状态的有机工质进入小汽轮机2内膨胀做功，使得小汽轮机2的叶片转动。小发电机1与小汽轮机2同轴连接，在小汽轮机2的带动下进行发电。小汽轮机排汽输送管路18的一端与小汽轮机2排汽口相通，另一端与有机工质管路17的有机工质进口相连通。蒸汽输送管路19的一端与有机工质管路17的有机工质出口相连通，另一端与小汽轮机2的蒸汽进口相连通。冷凝器5设置在小汽轮机排汽输送管路18上，用于对小汽轮机2排出的有机工质进行冷凝。有机工质泵7设置在小汽轮机排汽输送管路18上。

本实施例小汽轮机2的排汽出口通过有机工质泵7连接至余热锅炉4的有机工质进口，余热锅炉4的有机工质出口连接至小汽轮机2的蒸汽进口。有机工质管路17的有机工质与通过余热锅炉4的排汽进行换热后，直接进入到小汽轮机2，由小汽轮机2带动小发电机1进行发电，小汽轮机2排出的有机工质经冷凝器5冷凝后，经有机工质泵7输送至余热锅炉4重新吸热，再次回流至有机工质管路17参与热交换。

第二凝结水输送管路23上设置有有机工质泵进口阀门6和有机工质泵出口阀门8，有机工质泵进口阀门6位于有机工质泵进口处，有机工质泵出口阀门8位于有机工质泵出口处。本实施例可通过有机工质泵进口阀门6和有机工质泵出口阀门8来控制第二凝结水输送管路23的通断。

蒸汽输送管路19上设置有小汽轮机进汽阀门3，通过小汽轮机进汽阀门3来控制蒸汽输送管路19的通断。

第二排汽输送管路21上设置有第二联络阀门11，通过第二联络阀门11来控制第二排汽输送管路的通断，并调节直接空冷机组排汽端向第二排汽输送管路输送的排汽量。

第二凝结水输送管路23上依次设置有小凝结水泵进口阀门14、小凝结水泵15和小凝结水泵出口阀门16，小凝结水泵进口阀门14设置在小凝结水泵15进水口处，小凝结水泵出口阀门16设置在小凝结水泵15出水口处。小凝结水泵进口阀门14和小凝结水泵出口阀门16用于控制第二凝结水输送管路23的通断。

应用于直接空冷机组的能量回收系统可以根据机组需要，通过阀门操作，随时投运，随时退出。在机组负荷中高负荷工况，汽轮机排汽温度大于等于60°时投运为宜。

空冷系统包括：第一排汽输送管路20、第一联络阀门9、空冷岛12、热井13。

第一排汽输送管路20与直接空冷机组汽轮机排汽端相连通。第一联络阀门9设置在第一排汽输送管路20上，用于控制第一排汽输送管路20的通断。汽轮机低压缸10的排汽出口分为两路，一路连接至余热锅炉4的蒸汽进口，另一路连接至空冷岛12的蒸汽进口。

空冷岛12具有空冷岛蒸汽入口和空冷岛蒸汽出口，空冷岛蒸汽入口与第一排汽输送管路20相连接。

热井13具有热井进口和热井出水口，热井进口与空冷岛蒸汽出口相连接，热井出水口连接有第一凝结水输送管路22，第一凝结水输送管路22与第二凝结水输送管路23交汇连接并连接至回热系统。汽轮机低压缸10的乏汽排入余热锅炉4放热凝结后，通过小凝结水泵15输送至热井13，与空冷岛12排入热井13的凝结水汇合，通过热井13对凝结水进行收集，而后一起进入回热系统。

上述一种应用于直接空冷机组的能量回收系统的投运操作：打开第二联络阀门11，启动余热锅炉4，打开小凝结水泵进口阀门14，启动小凝结水泵15，打开小凝结水泵出口阀门16，打开小汽轮机进汽阀门3，启动小汽轮机2，启动冷凝器5，打开有机工质泵进口阀门6，启动有机工质泵7，打开有机工质泵出口阀门8。

上述一种应用于直接空冷机组的能量回收系统的退出操作：关闭第二联络阀门11，关闭余热锅炉4，关闭小凝结水泵出口阀门16，停运小凝结水泵15，关闭小凝结水泵进口阀门14，关闭小汽轮机进汽阀门3，停运小汽轮机2，停运冷凝器5，关闭有机工质泵出口阀门8，停运有机工质泵7，关闭有机工质泵进口阀门6。

上述一种应用于直接空冷机组的能量回收系统的调节方法：可以根据机组的负荷及排汽温度，通过调节第二联络阀门11的开度来调节能量回收量，尽量多地回收汽轮机低压缸10的排汽，提高机组运行的安全性和经济性。

通过应用于直接空冷机组的能量回收系统的实施，可以回收直接空冷机组汽轮机排汽的废热，减少机组冷源损失，增加电厂收益，提高机组运行的经济性；可以分摊夏季高负荷空冷岛的热负荷，降低机组运行背压，提高机组运行的安全性和经济性；系统运行灵活，可根据需要随时投运以及切除，操作简单。

实施例1

本实施例公开了一种应用于直接空冷机组的能量回收系统的具体实施方式，以某直接空冷机组为例，为了减少冷源损失，提高机组的循环热效率，在空冷系统的基础上，现增设工质为异戊烷的由余热锅炉、小汽轮机、小发电机、冷凝器、有机工质泵及其联络管路和阀门等组成的有机朗肯循环系统，并增设汽轮机低压缸排汽至余热锅炉的管路和阀门。汽轮机低压缸的排汽，一部分上空冷岛冷却，另一部分排至余热锅炉，在余热锅炉中放热凝结后，通过小凝结水泵输送至热井，与空冷岛排入热井的凝结水汇合，进入回热系统。有机工质异戊烷在余热锅炉中被汽轮机的乏汽加热蒸发后，进入小汽轮机做功，推动小汽轮机转动，从而带动小发电机发电。可以回收直接空冷机组汽轮机排汽的废热，减少冷源损失，增加电厂收益，提高机组运行的经济性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种应用于直接空冷机组的能量回收系统，其特征在于，包括：

空冷系统，具有第一排汽入口和第一凝结水出口，所述第一排汽入口与直接空冷机组排汽端相连通，所述空冷系统适于利用空气将直接空冷机组汽轮机排汽进行冷却；

有机朗肯循环系统，具有第二排汽入口和第二凝结水出口，所述第二排汽入口与直接空冷机组排汽端相连通，所述第二凝结水出口与第一凝结水出口相交汇并连接至回热系统；所述有机朗肯循环系统适于利用直接空冷机组排汽进行发电以实现能量的回收，并通过调节输入的直接空冷机组排汽量来实现能量回收量的调节；

所述有机朗肯循环系统包括：

第二排汽输送管路(21)，与直接空冷机组排汽端相连通；

第二凝结水输送管路(23)，与回热系统相连通；

余热锅炉(4)，具有与余热锅炉内腔相连通的余热锅炉蒸汽进口和余热锅炉凝结水出口，所述余热锅炉蒸汽进口与所述第二排汽输送管路相连接，所述余热锅炉凝结水出口与第二凝结水输送管路相连接；

有机工质循环发电系统，与所述余热锅炉(4)相耦合，且所述有机工质循环发电系统内部设置有能够循环的有机工质，所述有机工质循环发电系统适于利用余热锅炉(4)内部的排汽热量将有机工质蒸发，并利用蒸发后的有机工质进行发电。

2.根据权利要求1所述的一种应用于直接空冷机组的能量回收系统，其特征在于，所述空冷系统包括：

第一排汽输送管路(20)，与直接空冷机组汽轮机排汽端相连通；

第一联络阀门(9)，设置在所述第一排汽输送管路(20)上；

空冷岛(12)，具有空冷岛蒸汽入口和空冷岛蒸汽出口，所述空冷岛蒸汽入口与第一排汽输送管路(20)相连接；

热井(13)，具有热井进口和热井出水口，所述热井进口与空冷岛蒸汽出口相连接，所述热井出水口连接有第一凝结水输送管路(22)，所述第一凝结水输送管路(22)与有机朗肯循环系统的第二凝结水出口交汇连接并连接至回热系统。

3.根据权利要求1所述的一种应用于直接空冷机组的能量回收系统，其特征在于，所述余热锅炉(4)的内部设置有与余热锅炉内腔互不相通的有机工质管路(17)。

4.根据权利要求3所述的一种应用于直接空冷机组的能量回收系统，其特征在于，所述有机工质管路(17)设置为折线状。

5.根据权利要求3或4所述的一种应用于直接空冷机组的能量回收系统，其特征在于，所述有机工质循环发电系统包括：

小汽轮机(2)；

小发电机(1)，与所述小汽轮机(2)同轴连接；

小汽轮机排汽输送管路(18)，一端与所述小汽轮机(2)排汽口相通，另一端与所述有机工质管路(17)的有机工质进口相连通；

蒸汽输送管路(19)，一端与所述有机工质管路(17)的有机工质出口相连通，另一端与所述小汽轮机(2)的蒸汽进口相连通；

冷凝器(5)，设置在所述小汽轮机排汽输送管路(18)上；

有机工质泵(7)，设置在所述小汽轮机排汽输送管路(18)上。

6.根据权利要求5所述的一种应用于直接空冷机组的能量回收系统，其特征在于，所述第二凝结水输送管路(23)上设置有有机工质泵进口阀门(6)和有机工质泵出口阀门(8)，有机工质泵进口阀门(6)位于有机工质泵进口处，有机工质泵出口阀门(8)位于有机工质泵出口处。

7.根据权利要求5所述的一种应用于直接空冷机组的能量回收系统，其特征在于，所述蒸汽输送管路(19)上设置有小汽轮机进汽阀门(3)。

8.根据权利要求2所述的一种应用于直接空冷机组的能量回收系统，其特征在于，所述第二排汽输送管路上设置有第二联络阀门(11)。

9.根据权利要求2所述的一种应用于直接空冷机组的能量回收系统，其特征在于，所述第二凝结水输送管路上依次设置有小凝结水泵进口阀门(14)、小凝结水泵(15)和小凝结水泵出口阀门(16)。