一種基于單元制濕冷機組的乏汽余熱回收系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于單元制濕冷機組的乏汽余熱回收系統，包括汽輪機機組、凝汽器、冷卻塔、循環水泵、水/水換熱器、循環水系統、熱泵、熱網加熱器，其中：循環水系統包括熱網水管路、旁通水管路、混合水管路，旁通水管路連接旁通水與熱網回水；水/水換熱器連接凝汽器循環水與冷卻塔循環水。本發明的目的是針對單元制濕冷機組，提出一種新型的乏汽余熱回收系統，可將低真空技術與熱泵技術有機結合，實現汽輪機乏汽余熱深度利用，顯著提高汽輪機的能源利用效率。
【專利說明】
一種基于單元制濕冷機組的乏汽余熱回收系統
技術領域
[0001]本發明屬于電廠余熱回收領域，特別涉及一種基于單元制濕冷機組的乏汽余熱回收系統。
【背景技術】
[0002]在我國，燃煤火電機組占發電裝機總容量的70%以上，乏汽余熱回收技術可以減少甚至避免因純凝火力發電導致的汽輪機冷源損失，提高汽輪機能源利用效率，因此成為一項重要的節能技術。
[0003]現有的汽輪機乏汽余熱回收技術中，低真空運行技術與熱栗技術受到廣泛關注:低真空運行技術要求大幅提高機組背壓，由此造成汽輪機末級容積流量嚴重下降，威脅機組的運行安全，甚至需要在供熱工況下更換末級轉子，由此給機組運行帶來不便，不易被電廠接受;熱栗技術的實質是利用蘊含于抽汽中的做功能力，驅動逆卡諾循環來回收低溫乏汽余熱，雖然該技術能顯著提高系統能源利用率，但是熱栗投資高，占地空間大，安放位置受限(為便于余熱提取，必須置于汽輪機房A列外循環水管道附近)，不易于電廠規劃和改造。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是針對單元制濕冷機組，提出一種新型的乏汽余熱回收系統，可將低真空技術與熱栗技術有機結合，實現汽輪機乏汽余熱深度利用，顯著提高汽輪機的能源利用效率。
[0005]為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案:
本發明一種基于單元制濕冷機組的乏汽余熱回收系統，包括第一汽輪機機組和第二汽輪機機組，還包括熱網回水管道Pl、旁通水管道P3和混合水管道P2，所述熱網回水管道Pl與旁通水管道P3合并接入混合水管道P2;
所述第一汽輪機機組和第二汽輪機機組分別接入混合水管道P2;
所述混合水管道P2經第一汽輪機機組和第二汽輪機機組后又經三通分流為第一管路和第二管路；
還包括吸收式熱栗，所述吸收式熱栗包括吸收器A、冷凝器C、蒸發器E和發生器G;所述管路經熱栗蒸發器E接入旁通水管道P3;所述管路經熱栗冷凝器C、吸收器A接入到熱網加熱器的水側入口；所述熱網加熱器的水側出口接入到熱網供水管道P9;
所述第一管路經熱栗蒸發器E接入旁通水管道P3;所述第二管路經熱栗冷凝器C、吸收器A接入到熱網加熱器的水側入口 ；所述熱網加熱器的水側出口接入到熱網供水管道P9 ；所述第一汽輪機機組和第二汽輪機機組分別經汽輪機抽汽管道P6和汽輪機抽汽管道P7合并接入抽汽主管道P8，所述抽汽主管道P8經三通分別接入到所述熱網加熱器的汽側入口與所述熱栗發生器G;
所述第一汽輪機機組包括凝汽器和冷卻塔，所述凝汽器和所述冷卻塔之間設置有水/水換熱器，所述凝汽器的出口端通過閥門Kl連接所述水/水換熱器的第一進口端，所述水/水換熱器的第一出口端通過串聯的閥門K2和閥門K3連接所述凝汽器的進口端，所述水/水換熱器的第二出口端通過閥門K4連接冷卻塔的進口端，所述冷卻塔的出口端通過閥門K5連接所述水/水換熱器的第二進口端;所述閥門K4與所述冷卻塔的進口端之間的管路通過閥門K6與所述閥門Kl與所述凝汽器的出口端之間的管路連通，所述閥門K5與所述冷卻塔出口端之間的管路通過閥門K7與所述閥門K2和閥門K3之間的管路連通;所述閥門Kl與所述凝汽器的出口端之間的管路通過閥門K8與所述閥門K2和所述閥門K3之間的管路連通;所述閥門K3兩端的管路分別通過閥門K9和閥門KlO與所述混合水管道P2上的閥門Kl I兩端的管路連通;上述各種連接均通過管路連通；
所述第一汽輪機機組與所述第二汽輪機機組的結構和連接關系完全相同，但運行參數不同。
[0006]優選的，所述閥門K4與所述冷卻塔之間設置有循環栗。
[0007]優選的，所述熱網回水管道Pl上設置有循環栗。
[0008]優選的，所述吸收式熱栗為溴化鋰吸收式熱栗。
[0009]與現有技術相比，本發明的有益技術效果:設置旁通水增加了汽輪機凝汽器進水流量，可降低凝汽器的水側溫升，既避免機組背壓的大幅度提高影響機組轉子安全性的風險，同時也解決了熱栗安放位置受限的問題，有利于電廠規劃和改造;乏汽余熱主要通過混合水與凝汽器直接換熱實現回收，大幅度減少了熱栗設置容量，解決了熱栗投資大，運行費用高，占地空間大的問題，提高了熱栗技術的可實施性;在凝汽器與冷卻塔間增設水/水換熱器，避免在排放過剩余熱過程中開式冷卻塔對熱網水質的污染。
【附圖說明】
[0010]下面結合【附圖說明】對本發明作進一步說明。
[0011]圖1為本發明一種基于單元制濕冷機組的乏汽余熱回收系統的示意圖；
附圖標記說明:1-第一汽輪機機組;2-循環栗;3-凝汽器;31-出口端;32-進口端;4-冷卻塔;5-水/水換熱器;51-第一進口端;52-第一出口端;53-第二出口端;54-第二進口端;6-吸收式熱栗;61、62-管路;7-熱網加熱器;71-水側入口 ； 72-水側出口 ； 73-汽側入口；Kl、K2、Κ3、Κ4、Κ5、Κ6、Κ7、Κ8、Κ9、Κ10、Κ11-_η ;P1_熱網回水管道;P2-混合水管道;P3-旁通水管道;P4、P5-低壓缸排汽管道;P6、P7-汽輪機抽汽管道;P8-抽汽主管道;P9-熱網供水管道;A-吸收器;C-凝汽器;E-蒸發器;G-發生器；I，-第二汽輪機機組;3，-凝汽器;31’ -出口端;32 ’ -進口端;4’-冷卻塔;5’-水/水換熱器;51’-第一進口端;52’-第一出口端;53’-第二出口端；54’-第二進口端;ΚΓ、Κ2’、Κ3，、Κ4，、Κ5，、Κ6，、Κ7，、Κ8，、Κ9，、Κ10，、Κ11，_閥門;8、8’_四通。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示，一種基于單元制濕冷機組的乏汽余熱回收系統，包括第一汽輪機機組I和第二汽輪機機組I’，還包括熱網回水管道Pl、旁通水管道Ρ3和混合水管道Ρ2，所述熱網回水管道Pl與旁通水管道Ρ3合并接入混合水管道Ρ2;
所述第一汽輪機機組I和第二汽輪機機組I，分別接入混合水管道Ρ2;
所述混合水管道Ρ2經汽輪機機組I和汽輪機機組I ’后又經三通分流為第一管路61和第二管路62;
還包括吸收式熱栗6，所述吸收式熱栗6包括吸收器A、冷凝器C、蒸發器E和發生器G;所述第一管路61經熱栗蒸發器E接入旁通水管道P3;所述第二管路62經熱栗冷凝器C、吸收器A接入到熱網加熱器7的水側入口 71;所述熱網加熱器7的水側出口 72接入到熱網供水管道P9;
所述第一汽輪機機組I和第二汽輪機機組I ’分別經汽輪機抽汽管道P6和汽輪機抽汽管道P7合并接入抽汽主管道P8，所述抽汽主管道P8分別經三通接入到所述熱網加熱器7的汽側入口 73與所述熱栗發生器G;
所述第一汽輪機機組I包括凝汽器3和冷卻塔4，所述凝汽器3和所述冷卻塔4之間設置有水/水換熱器5，所述凝汽器3的出口端31通過閥門Kl連接所述水/水換熱器5的第一進口端51，所述水/水換熱器5的第一出口端52通過串聯的閥門K2和閥門K3連接所述凝汽器3進口端32，所述水/水換熱器5的第二出口端53通過閥門K4連接冷卻塔4的進口端41，所述冷卻塔4的出口端42通過閥門K5連接所述水/水換熱器5的第二進口端54，所述閥門K4與所述冷卻塔4的進口端41之間的管路通過閥門K6與所述閥門Kl與所述凝汽器3的出口端31之間的管路連通，所述閥門K5與所述冷卻塔4出口端42之間的管路通過閥門K7與所述閥門K2和閥門K3之間的管路連通;所述閥門Kl與所述凝汽器3的出口端31之間的管路通過閥門K8與所述閥門K2和所述閥門K3之間的管路連通;所述閥門K3兩端的管路分別通過閥門K9和閥門KlO與所述混合水管道P2上的閥門Kll兩端的管路連通，上述各種連接均通過管路連通；所述第一汽輪機機組I與所述第二汽輪機機組I’的結構和連接關系完全相同(但運行參數不同)，即所述第二汽輪機機組I，包括凝汽器3，和冷卻塔4，，所述凝汽器3，和所述冷卻塔4 ’之間設置有水/水換熱器5，，所述凝汽器3 ’的出口端31’通過閥門Kl，連接所述水/水換熱器5’的第一進口端51’，所述水/水換熱器5’的第一出口端52’通過串聯的閥門K2’和閥門K3 ’連接所述凝汽器3 ’進口端32 ’，所述水/水換熱器5 ’的第二出口端53 ’通過閥門K4 ’連接冷卻塔4 ’的進口端41’，所述冷卻塔4 ’的出口端42，通過閥門K5，連接所述水/水換熱器5，的第二進口端54’；所述閥門K4’與所述冷卻塔4’的進口端41’之間的管路通過閥門K6’與所述閥門K1’與所述凝汽器3’的出口端31’之間的管路連通，所述閥門K5’與所述冷卻塔4’出口端42’之間的管路通過閥門K7’與所述閥門K2’和閥門K3’之間的管路連通;所述閥門K1’與所述凝汽器3 ’的出口端31 ’之間的管路通過閥門K8，與所述閥門K2，和所述閥門K3，之間的管路連通;所述閥門K3’兩端的管路分別通過閥門K9’和閥門KlO ’與所述混合水管道P2’上的閥門Kl I’兩端的管路連通，上述各種連接均通過管路連通。
[0013]K2、K3、K8和KlO之間通過四通8實現連通，K2’、K3’、K8’和K10’之間通過四通8’實現連通。
[0014]本實施例中，所述閥門Κ4與所述冷卻塔4之間設置有循環栗(所述閥門Κ4’與所述冷卻塔4’之間設置有循環栗)，所述熱網回水管道Pl上設置有循環栗2;吸收式熱栗6為溴化鋰吸收式熱栗;凝汽器(3，3’)分別通過汽輪機低壓缸排汽管道(Ρ4，Ρ5)分別連接所述第一汽輪機機組I和所述第二汽輪機機組I ’的汽輪機。
[0015]本發明的動作過程如下:
系統工作時，熱網回水與旁通水混合后依次通入第一汽輪機機組I和第二汽輪機機組I’的凝汽器(3，3’)進行梯級串聯加熱，末級凝汽器(3’)流出的混合水經三通按原比例分流為管路(61，62):旁通水經第一管路61通過熱栗蒸發器E降溫后經旁通水管道(P3)再與熱網回水混合;熱網水通過熱栗冷凝器C、吸收器A加熱升溫，再通過熱網加熱器7加熱至供水溫度進入熱網供水管道P9。
[0016]另外，汽輪機運行工況分為余熱回收工況與純凝工況，其中余熱回收工況分為全部余熱回收工況與部分余熱回收工況。具體工況如下:
在全部余熱回收工況下:關閉第一汽輪機機組I的閥門(Kl，K2，K3，K4，K5，K6，K7，Kl I)和第二汽輪機機組I’的閥門(ΚΓ，Κ2’，Κ3’，Κ4’，Κ5’，Κ6’，Κ7’，Κ11’)，并打開第一汽輪機機組I閥門(Κ8，Κ9，Kl O )和第二汽輪機機組I’的閥門(K8 ’，K9 ’，Kl O ’)，冷卻塔(4，4 ’)停止運行，混合水通過閥門K9進入第一汽輪機機組I的凝汽器3吸收機組全部乏汽余熱，升溫后的混合水經閥門(K8、K10)進入混合水管道P2，然后又通過閥門K9’進入第二汽輪機機組I’的凝汽器3’吸收機組全部乏汽余熱，升溫后的混合水經閥門(Κ8’、Κ10’)進入混合水管道Ρ2的末端；
在部分余熱回收工況下:關閉第一汽輪機機組I的閥門(Κ3，K6，K7，K8，K11)和第二汽輪機機組I’的閥門(K3’，Κ6’，Κ7’，Κ8’，1(11’)，并打開第一汽輪機機組1的閥門(1(1，1(2，1(4，1(5，Κ9，Κ10)和第二汽輪機機組Γ的閥門(ΚΓ，Κ2’，Κ4’，Κ5’，Κ9’，Κ10’)，冷卻塔(4，4’)運行，混合水通過閥門Κ9進入第一汽輪機機組I的凝汽器3吸收機組全部乏汽余熱，升溫后的混合水經閥門Kl進入水/水換熱器第一進口端51，釋放部分余熱，再經過第一出口端52、閥門(Κ2，Κ10)進入混合水管道，同時冷卻塔循環水經閥門Κ5進入水/水換熱器第二進口端54，吸收余熱，再經過第二出口端53、閥門Κ4進入冷卻塔4排放多余熱量;第一汽輪機機組I流出的混合水通過閥門Κ9，進入第二汽輪機機組I，的凝汽器3，吸收機組全部乏汽余熱，升溫后的混合水經閥門Κ1’進入水/水換熱器第一進口端51’，釋放部分余熱，再經過第一出口端52’、閥門(Κ2 ’，Κ10 ’)進入混合水管道Ρ2，同時冷卻塔循環水經閥門Κ5 ’進入水/水換熱器第二進口端54’，吸收余熱，再經過第二出口端53’、閥門Κ4’進入冷卻塔4’排放多余熱量。
[0017]在純凝工況下:關閉第一汽輪機機組I的閥門(Kl，K2，K4，K5，K8，K9，K10，K11)和第二汽輪機機組Γ的閥門(ΚΓ，Κ2’，Κ4’，Κ5’，Κ8’、Κ9’，Κ10’，Κ11’)，并打開第一汽輪機機組I的閥門(Κ3，Κ6，Κ7)和第二汽輪機機組I ’的閥門(Κ3 ’，Κ6 ’，Κ7 ’)，第一汽輪機機組I的凝汽器循環水進入凝汽器3吸收全部乏汽余熱，升溫后的凝汽器循環水經閥門Κ6進入冷卻塔4，排放全部余熱，再經過閥門(Κ7，Κ3)返回至凝汽器3。第二汽輪機機組2的凝汽器循環水進入凝汽器3，吸收全部乏汽余熱，升溫后的凝汽器循環水經閥門Κ6，進入冷卻塔4，，排放全部余熱，再經過閥門(Κ7’，Κ3’)返回至凝汽器3’，熱網水不通過凝汽器(3，3’)，兩個汽輪機機組獨立運行。
[0018]以上所述的實施例僅是對本發明的優選方式進行描述，并非對本發明的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案做出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護范圍內。
【主權項】
1.一種基于單元制濕冷機組的乏汽余熱回收系統，包括第一汽輪機機組(I)和第二汽輪機機組(Γ )，其特征在于: 還包括熱網回水管道(Pl)、旁通水管道(P3)和混合水管道(P2)，所述熱網回水管道(Pl)與旁通水管道(P3)合并接入混合水管道(P2); 所述第一汽輪機機組(I)和第二汽輪機機組(I’)分別接入混合水管道(P2); 所述混合水管道(P2)經汽輪機機組(I)和汽輪機機組(Γ)后又經三通分流為第一管路(61)和第二管路(62); 還包括吸收式熱栗(6)，所述吸收式熱栗(6)包括吸收器(A)、冷凝器(C)、蒸發器(E)和發生器(G); 所述第一管路(61)經熱栗蒸發器(E)接入旁通水管道(P3);所述第二管路(62)經熱栗冷凝器(C)、吸收器(A)接入到熱網加熱器(7)的水側入口(71);所述熱網加熱器(7)的水側出口( 72)接入到熱網供水管道(P9)； 所述第一汽輪機機組(I)和第二汽輪機機組(Γ)分別經汽輪機抽汽管道(P6)和汽輪機抽汽管道(P7)合并接入抽汽主管道(P8)，所述抽汽主管道(P8)經三通分別接入到所述熱網加熱器(7)的汽側入口( 73)和所述熱栗發生器(G); 所述第一汽輪機機組(I)包括凝汽器(3)和冷卻塔(4)，所述凝汽器(3)和所述冷卻塔(4)之間設置有水/水換熱器(5)，所述凝汽器(3)的出口端(31)通過閥門(Kl)連接所述水/水換熱器(5)的第一進口端(51)，所述水/水換熱器(5)的第一出口端(52)通過串聯的閥門(K2 )和閥門(K3 )連接所述凝汽器(3 )進口端(32)，所述水/水換熱器(5 )的第二出口端(53 )通過閥門(K4 )連接冷卻塔(4 )的進口端(41)，所述冷卻塔(4 )的出口端(4 2 )通過閥門(K5 )連接所述水/水換熱器(5)的第二進口端(54);所述閥門(K4)與所述冷卻塔(4)的進口端(41)之間的管路通過閥門(K6)與所述閥門(Kl)與所述凝汽器(3)的出口端(31)之間的管路連通，所述閥門(K5)與所述冷卻塔(4)出口端(42)之間的管路通過閥門(K7)與所述閥門(K2)和閥門(K3)之間的管路連通;所述閥門(Kl)與所述凝汽器(3)的出口端(31)之間的管路通過閥門(K8)與所述閥門(K2)和所述閥門(K3)之間的管路連通;所述閥門K3兩端的管路分別通過閥門(K9)和閥門(KlO)與所述混合水管道(P2)上的閥門(Kl I)兩端的管路連通； 所述第一汽輪機機組(I)與所述第二汽輪機機組(Γ)的結構和連接關系完全相同。2.根據權利要求1所述的基于單元制濕冷機組的乏汽余熱回收系統，其特征在于:所述閥門(K4)與所述冷卻塔(4)之間設置有循環栗。3.根據權利要求1所述的基于單元制濕冷機組的乏汽余熱回收系統，其特征在于:所述熱網回水管道(Pl)上設置有循環栗(2)。4.根據權利要求1所述的基于單元制濕冷機組的乏汽余熱回收系統，其特征在于:所述吸收式熱栗(6)為溴化鋰吸收式熱栗。
【文檔編號】F24D3/18GK105823111SQ201610344158
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月23日
【發明人】李巖, 馬懿峰, 張淑彥, 賈星橋
【申請人】燕山大學