CN2228559Y

CN2228559Y - 真空co2余蒸汽余热发电装置

Info

Publication number: CN2228559Y
Application number: CN94244731U
Authority: CN
Inventors: 张庆玉; 穆玉芳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-11-17
Filing date: 1994-11-17
Publication date: 1996-06-05
Anticipated expiration: 2004-11-17

Abstract

真空CO₂余蒸汽余热发电装置是一种利用余蒸汽或余热为能源的发电设备，并能实现发电不用冷却水和消除热污染的目的，本实用新型由隧道式加热室、CO₂热交换器、真空大气动力机发电机组、汽压隔膜式真空泵、CO₂真空冷凝器等组成，用余蒸汽或余热在隧道式加热室内对CO₂热交换器加热，使其内部的CO₂液体产生CO₂蒸汽，用CO₂蒸汽供真空大气动力机发电机组工作发电，同时供汽压隔膜式真空泵和CO₂真空冷凝器工作，使CO₂汽体液化循环使用。

Description

真空CO2余蒸汽余热发电装置

本实用新型涉及的真空CO2余蒸汽余热发电装置是一种利用余蒸汽和余热为能源进行发电的设备，它可达到充分利用余热能防止热污染，变害为宝的目的。

热污染是工业生产和生活中排放的大量废热所造成的环境污染，人们发现现当今废热对环境的污染是很严重的，特别是污染大气和水体，导致水中氧含量减少，使鱼类及其它水生物处于缺氧状态，结果是厌氧菌大量繁殖，有机物质严重腐败，分解出各腐败气体，由于在温水中藻类和浮游生物会爆发性的成长，将造成河水中氧气不足，鱼类将死亡，将会破坏生态平衡，而直接影响人们健康，导致多种疾病。当前我国将近三分之二的能源消耗在工业锅炉、电站和工业窑炉，这三方面的潜力很大，全国可回收的工业余热大约相当三千万吨标准煤，为此早在1978年国务院下达的42号文中，把工业余热利用列为全国重点的节能项目，这也很明显的看出，如此巨大的余热量排入大气和江河中，会对环境产生严重的热污染。如火力发电厂其蒸汽热量的利用效率仅占43.2％，其余的56.8％的热量是在循环冷却中损失掉，并通过冷却塔放人大气或通过冷却水排入河流中，若把火力发电改用核发电，放热量将增加60％，将会更加重热污染，为此在美国有人建议，在环境保护的研究工作完成以前，禁止建设核发电站，并告之，如果实行美国现在的一条河上建设几个发电站的计划，在那些河流中鱼将无法生存。总之各种工业余蒸汽和余热不仅是造成能源的浪费，并对环境造成了严重的热污染，所以开发利用各种工业余蒸汽和余热减少能源浪费和对环境的热污染，已成为当今在能源部门的一个热点。在对电发厂余蒸汽利用方面，最为普遍的是利用余蒸汽带动低压汽轮机进行发电的方法。在对各种工业窑炉的窑头余热利用方面，多是利用余热对低压锅炉加热产生热水的方法。

为将余蒸汽，余热作为能源进行发电，防止热污染，变害为宝特发明了真空CO2余蒸汽余热发电装置。

本实用新型主要由隧道式加热室、CO2热交换器、真空大气动力机发电机组、汽压隔膜式真空泵、罐式CO2真空冷凝器、CO2液体输送泵、余热汽冷却室，阻挡式CO2冷凝器、真空管路、输汽管路、输液管路等组成。

本实用新型的目的是这样实现的：当余蒸汽、余热进入到隧道式加热室后，便迅速的得以扩溶降压，防止对余蒸汽、余热产生阻力，余蒸汽、余热流经隧道式加热室的过程中，便对安装在隧道式加热室内的CO2热交换器进行加热，使其内的CO2液体汽化产生CO2蒸汽(CO2的汽化温度为31.4℃，在50℃时产生的蒸汽可以发电，在290℃时1公斤可发电334.4千瓦)，CO2蒸汽经过输汽管路分别供给真空大气动力机和汽压隔膜式真空泵工作，真空大气动力机带动发电机发电，汽压隔膜式真空泵使CO2真空冷凝器获得真空，完成制冷工作，使CO2蒸汽液化，再通过CO2液体输送泵和输液管路，送回CO2热交换器内循环使用，余蒸汽、余热在流经隧道式加热室内的过程中，大部分的热量被CO2热交换器吸收利用并冷凝成水，凝结水经输水管流出，残余的余蒸汽上升到隧道式加热室尾部上方的冷却室后，被阻挡式CO2真空冷凝器再次冷凝成水，其凝结水也经输水管流出。

本实用新型与目前发电厂的利用余蒸汽带动低压汽轮机发电的方法相比较，具有可提高对余蒸汽的利用效率，不用冷却水，消除热污等优点，并为普及建设坑口电厂提供了条件。

本实用新型与目前各种式业窑炉的利用余热对低压锅炉加热产生热水的方法相比较，具有扩大了对余热的利用面，直接利用余热进行发电，消除热污染、提高对余热利用效率等优点。

本实用新型的结构和动态操作过程结合图1真空CO2余蒸汽发电装置图，图2真空CO2余热发电装置图描述如下：

在图1所示的是真空CO2余蒸汽发电装置结构图中，1隧道式加热室通过18余蒸汽管路和余蒸汽源相连通，21、26CO2热交换器固定安装在1隧道式加热室内，15余蒸汽冷却室安装在1隧道式加热室的尾部上方，6真空大气动力机、8发电机、10、13汽压隔膜式真空泵、2、12CO2真空冷凝器安装在19支承台架上面，当17余蒸汽通过18余蒸汽管路，进入1隧道式加热室时，便迅速得以扩容使其压力降低，并在流经1隧道式加热室的过程中，对21、26CO2热交换器进行加热，使其内部的22、27CO2液体汽化产生23、24CO2蒸汽，通过5输汽管路供6真空大气动力机工作，带动8发电机发电，通过9输汽管路供10、13汽压隔膜式真空泵工作，经7、14真空管路使2、12罐式CO2真空冷凝器和16阻挡式真空冷凝器获得真空达到制冷的目的，使6真空大气动力机经4输汽管路排放2罐式CO2真空冷凝器内的CO2蒸汽和10、13汽压隔膜式真空泵经28输汽管路排入12罐式CO2真空凝器内的CO2蒸汽冷凝液化成为CO2液体，再经3、11CO2液体输送泵、20、25输液管路分别输送回21、26CO2热交换器内循环使用，17余蒸汽在流经1隧道式加热室对21、26CO2热交换器加热的过程中，大部分冷凝成29凝结水，经30输水管排出，17余蒸汽的残余部分，在上升到15余蒸汽冷却室时，又被16阻挡式CO2真空冷凝器再次冷凝成水，也经30水管排出。

图2所示的是真空CO2余热发电装置结构图，它与图1所示的真空CO2余蒸汽发电装置的结构状况，基本上是相同的，不同之处是，附图2中17余热在流经1隧道式加热室对21、26CO2热交换器加热后的残余热量，经15输送管路直接排入烟囱，16所示输送管路，是作为排出用水清洗烟灰尘时用的。

本实用新型的主要特征之一是，设计了加长型的隧道式加热室，由于加热室内的容积的增大，长度的增长，所以当余蒸汽、余热进入隧道式加热室后，便能迅速的得以扩容使压力大幅度的降低，这样便可减少了对余蒸汽、余热来源方向产生的阻力，从而防止对余蒸汽、余热的前级热机设备或窑炉的效率产生不利的反作用，经扩容后的余蒸汽、余热的流动速度也随之减慢，有利于较为充分的对CO2热交换器，进行加热，便可达到对余蒸汽、余热的最大限度的利用。

本实用新型再一特征是设计了加长型的以CO2液体为工作介质的热交换器，因CO2液体是低点的工作介质，以便达到利用低热能的目的，又因采用了加长型的结构，便可延长了CO2热交换器对余蒸汽，余热吸收利用的时间。

本实用新型另一特征是采用真空大气动力机发电机组的能量装置，因真空大气动力可利用大于1公斤/厘米2压力蒸汽进行做功带动发电机发电，这样便实现了利用余蒸汽、余热进行发电的要求。

本实用新型再一特征是采用了汽压隔膜式真空泵与CO2真空冷凝器的制冷装置，因汽压隔膜式真空泵可以利用大于1公斤/厘米2的压力汽体工作获得真空，便可供CO2真空冷凝器工作，完成对CO2汽体和水蒸汽的冷凝工作，所以这一制冷装置可实现利用余蒸汽，余热为动力，进行工作的要求。

本实用新型还有一特征是在隧道式加热室的尾部上方安装了一个余蒸汽冷却室，在室内并安装了阻挡式CO2真空冷凝器，这一装置可再次对残余的余蒸汽进行冷凝成水，以便达到最大限度的对余蒸汽冷凝成水的要求。

Claims

1，真空CO₂余蒸汽余热发电装置，包括隧道式加热室、CO₂热交换器，真空大气动力机发电机组、汽压隔膜式真空泵，罐式CO₂真空冷凝器、余蒸汽冷却室、阻挡式CO₂真空冷凝器、CO₂液体输送泵、输汽管路、输液管路、真空管路等组成，其特征在于隧道式加热室前端经输汽管与余蒸汽或余热源相连通，在其室内安装多台CO₂热交换器，用输汽管路将CO₂热交换器分别与真空大气动机和汽压隔膜式真空泵相连通，用输液管路通过CO₂液体输送泵将CO₂真空冷凝器与CO₂热交换器相连通，用真空管路将CO₂真空冷凝器与汽压隔膜真空泵相连通。

2、根据权利要求1所述的真空CO₂余蒸汽余热发电装置，其特征是，隧道式加热室是一个加长型的容纳余蒸汽或余热的室体，其外部复以保温材料，前端通过管道与余蒸汽或余热源相连通，后端与余蒸汽冷却室或烟囱相连通，在其内部安装多台CO₂热交换器。

3、根据权利要求1所述的真空CO₂余蒸汽余热发电装置，其特征是，CO₂热交换器是一个以CO₂液体为工作介质的加长型结构的热交换器，并通过输汽管路分别与真空大气动力机和汽压隔膜式真空泵相连通，再通过输液管路、CO₂液体输送泵与CO₂真空冷凝器相连通。