CN105443166A

CN105443166A - 一种发电站内的发电系统

Info

Publication number: CN105443166A
Application number: CN201510998312.0A
Authority: CN
Inventors: 江曼
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-06-15
Filing date: 2015-06-15
Publication date: 2016-03-30
Also published as: CN104989463A

Abstract

本发明提供了一种发电站内的发电系统，包括锅炉，汽轮机，发电机、第一废热循环系统以及第二废热循环系统；所述第一废热循环系统以及第二废热循环系统，使用相同的蒸发器；通过控制阀门的开关控制蒸发器的出口，使冷却剂到达不同的冷凝器，节约了系统中设备的使用，并且可以避免液力耦合器中的工作油进入不同的废热循环系统导致的工作油的损耗。

Description

一种发电站内的发电系统

技术领域

本发明涉及一种发电系统，尤其是涉及一种发电站内的发电系统。

背景技术

发电站系统通常包括蒸汽发生器、汽轮机以及发电机，蒸汽发生器生成的水蒸气驱使汽轮机运动，使水蒸气的内能转化成机械能，汽轮机通过与其耦合的发电机进行发电。

在发电站系统中，给水泵电机是需要消耗一定量的驱动机械功，是电厂辅助设备中最为耗功的设备。给水泵耗电量占发电量的2.5%，占发电厂用电率的近30%，直接影响供电煤耗，影响发电成本，影响能源消耗。

液力耦合器主要应用在发电站系统的锅炉给水泵机组中，用来以液体油作为介质传递动力给工作机械的联轴器，能够平稳地改变扭转力矩和角速度，实现无级变速，其启动力矩较小且有过载保护作用，可以较好地保护电动机和水泵。采用液力耦合器进行调速的电动给水泵，由于液力耦合器的实际运行效率在大部分时间里低于85％，其损失的效率主要以热量的形式传递给工作油，而工作油的热量由辅机冷却水白白带走，造成热量浪费。

现有技术中，201080062410.9的发明专利中，提供了可以通过从液力耦合器排放出的工作流体中回收废热而回收在液力耦合器中的滑动损耗的热量，并利用所回收的废热来发电的发电系统。其通过使用液力耦合器的工作油作为热源加热进水泵的冷凝水或者从汽轮机排放的低压蒸汽，从而达到废热回收的目的。该发明中仅使用加热冷凝水或者从汽轮机排放的低压蒸汽中的一种方案，其中液力耦合器的工作油加热进水泵的冷凝水时，能够提高锅炉的加热效率，从而提高发电效率。但是如果锅炉的蒸气压力处于压力控制和全负荷时，液力耦合器的工作油加热冷凝水导致产生多余的压力，从而需要使用控制阀引导蒸气通过汽轮机，从而导致功率损耗。

发明内容

本发明提供了一种发电站内的发电系统，其能够根据压力需求，控制液力耦合器的余热回收的工作方式，从而避免锅炉的蒸气压力处于压力控制和全负荷时，液力耦合器的工作油加热冷凝水导致的功率损耗。

作为本发明的一个方面，提供了一种发电站内的发电系统，包括锅炉，汽轮机，发电机，第一冷凝器，锅炉进水泵，液力耦合器，冷凝泵以及水加热器；其中锅炉进水泵用于将水供应到锅炉；液力耦合器设置于锅炉进水泵与用于驱动锅炉进水泵的电动机之间,用于以可变的速度驱动锅炉进水泵；锅炉将水加热生成高温高压蒸气；高温高压蒸气驱动汽轮机运动，从而使耦合到汽轮机的发电机发电；低压蒸汽从汽轮机被排出到第一冷凝器中冷凝，第一冷凝器中的冷凝水通过冷凝泵被泵送到水加热器；其中还包括第一阀门，第二阀门，第三阀门，第一热泵循环系统，第二热泵循环系统以及压力控制器；所述液力耦合器通过第一阀门与第一热泵循环系统连接，通过第二阀门与第二热泵循环系统连接；所述第三阀门设置于所述第一热泵循环系统与所述汽轮机之间；所述第一热泵循环系统输出的过热蒸气被引入到汽轮机的中间级；所述第二热泵循环系统用于加热第一冷凝器供应的冷凝水；所述压力控制器用于蒸气压力控制，能够设置特定值，在超过特定值时，开启第一阀门以及第三阀门，关闭第二阀门；在低于特定值时，开启第二阀门，关闭第一阀门以及第三阀门。

优选的，上述方案中，所述第一热泵循环系统，包括蒸发器、第二冷凝器；从所述液力耦合器排放的工作油被供应到蒸发器，用来加热制冷剂；制冷剂以及汽轮机排放的蒸汽在第二冷凝器中热交换从而加热蒸气。

优选的，上述方案中，所述第二热泵循环系统，包括蒸发器、第三冷凝器以及热交换器；其中从所述液力耦合器排放的工作油供应到蒸发器，用来加热所述制冷剂；加热后的制冷剂被供应到第三冷凝器，用来加热第三冷凝器的热交换介质；热交换介质与冷凝水在热交换器中进行热交换而加热冷凝水。

作为本发明的另外一个方面，提供了一种发电站内的发电系统，包括锅炉，汽轮机，发电机，第一冷凝器，锅炉进水泵，液力耦合器，冷凝泵以及水加热器；其中锅炉进水泵用于将水供应到锅炉；液力耦合器设置于锅炉进水泵与用于驱动锅炉进水泵的电动机之间,用于以可变的速度驱动锅炉进水泵；锅炉将水加热生成高温高压蒸气；高温高压蒸气驱动汽轮机运动，从而使耦合到汽轮机的发电机发电；低压蒸汽从汽轮机被排出到第一冷凝器中冷凝，第一冷凝器中的冷凝水通过冷凝泵被泵送到水加热器；其中还包括蒸发器，第二冷凝器，热交换器，第三冷凝器，第一阀门，第二阀门，第三阀门以及压力控制器；其中从所述液力耦合器排放的工作油供应到蒸发器，用来加热制冷剂；蒸发器与第二冷凝器以及第三冷凝器分别相连；第二冷凝器用于提供制冷剂以及汽轮机排放的蒸汽的热交换从而加热蒸气，第二冷凝器输出的过热蒸气被引入到汽轮机的中间级；第三冷凝器中，制冷剂加热其中的热交换介质；热交换器中，热交换介质与冷凝水进行热交换而加热冷凝水；所述第一阀门设置于蒸发器与第二冷凝器之间；所述第二阀门设置于蒸发器与所述第三冷凝器之间；所述第三阀门设置于所述第二冷凝器与所述汽轮机之间；所述压力控制器用于蒸气压力控制，能够设置特定值，在超过特定值时，开启第一阀门以及第三阀门，关闭第二阀门；在低于特定值时，开启第二阀门，关闭第一阀门以及第三阀门。

优选的，上述方案中，所述特定值为滑压特征曲线的值。

作为本发明的另外一个部分，提供了一种发电站内的发电系统，包括废热回收系统，其通过使用液力耦合器的工作油作为热源加热进水泵的冷凝水或者从汽轮机排放的低压蒸汽，从而实现废热回收；还包括压力控制器，所述压力控制器用于蒸气压力控制。

附图说明

图1是本发明的第一实施例的示意图。

图2是本发明的第二实施例的示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

实施例一

参见图1，本发明的发电系统，包括锅炉1，汽轮机2，发电机3，第一冷凝器4，锅炉进水泵BP，水加热器5，液力耦合器6，冷凝泵CP。锅炉进水泵BP用于将水供应到锅炉1中，水在锅炉中被加热成为高温高压蒸气。液力耦合器6设置于锅炉进水泵BP与用于驱动锅炉进水泵的电动机M之间,用于以可变的速度驱动锅炉进水泵BP。锅炉1将水加热生成高温高压蒸气；高温高压蒸气驱动汽轮机2运动，从而使耦合到汽轮机2的发电机3发电。低压蒸汽从汽轮机被排出到第一冷凝器4中冷凝，第一冷凝器4中的冷凝水通过冷凝泵CP被泵送到水加热器，从而形成一个发电循环。

发电系统还包括第一阀门11，第二阀门12，第三阀门13，第一热泵循环系统，第二热泵循环系统以及压力控制器。液力耦合器6通过第一阀门与第一热泵循环系统连接。第一热泵循环系统，包括蒸发器E1、第二冷凝器C1。第一阀门11开启时，从液力耦合器6排放的工作油被供应到蒸发器E1，用来加热其中的制冷剂。制冷剂在蒸发器E1中蒸发后，在压缩机中被压缩，然后被供应到冷凝器C1。第三阀门13设置于冷凝器C1与汽轮机2的蒸气出口之间。第二阀门13开启时，在冷凝器C1中，从汽轮机2排放的一部分低压蒸汽被压缩机压缩后与制冷剂进行热交换。低压蒸气在冷凝器C1中被过热的蒸汽被引入到汽轮机2的中间级，并用来驱动汽轮机2。通过该循环利用的液力耦合器6的废热没有进入锅炉，从而不会增加锅炉的蒸气压。

第二热泵循环系统，包括蒸发器E2、第三冷凝器C2以及热交换器50。第二阀门12设置于第二热泵循环系统与液力耦合器6之间。第二阀门开启时，液力耦合器6排放的工作油供应到蒸发器E2，用来加热其中的制冷剂。加热后的制冷剂在压缩机中被压缩后，被供应到第三冷凝器C2，用来加热其中的热交换介质。热交换介质与冷凝水在热交换器50中进行热交换而加热冷凝水。加热后的冷凝水在水加热器5中再次加热后，被送入锅炉1中。通过该循环利用的液力耦合器6的废热进入锅炉，能够提高锅炉的加热效率，从而提高发电效率。

压力控制器包括蒸气压力传感器，用于蒸气压力控制，能够设置特定值，在超过特定值时，开启第一阀门以及第三阀门，关闭第二阀门；在低于特定值时，开启第二阀门，关闭第一阀门以及第三阀门。该特定值，可以是如201080042337.9的发明专利中滑压特征曲线的值。通过本发明的上述设置，使本发明可以根据压力需求，控制液力耦合器的余热回收的工作方式，在压力控制和全负荷时，使用包括第一热泵循环系统的第一废热循环，在正常情况时，使用包括第二热泵循环系统的第二废热循环，从而避免压力控制和全负荷时的功率损耗。

实施例二

参见图2，本发明的第二实施例，本发明的发电系统，包括锅炉1，汽轮机2，发电机3，第一冷凝器4，锅炉进水泵BP，水加热器5，液力耦合器6，冷凝泵CP。锅炉进水泵BP用于将水供应到锅炉1中。液力耦合器6设置于锅炉进水泵BP与用于驱动锅炉进水泵的电动机M之间,用于以可变的速度驱动锅炉进水泵。锅炉1将水加热生成高温高压蒸气，高温高压蒸气驱动汽轮机2运动，从而使耦合到汽轮机的发电机3发电。低压蒸汽从汽轮机被排出到第一冷凝器4中冷凝，第一冷凝器4中的冷凝水通过冷凝泵CP被泵送到水加热器5。

本实施例中，还包括蒸发器E，第二冷凝器C1，热交换器50，第三冷凝器C2，第一阀门11，第二阀门12，第三阀门13以及压力控制器。从液力耦合器6排放的工作油供应到蒸发器E，用来加热其中的制冷剂。蒸发器E与第二冷凝器C1以及第三冷凝器C2分别相连。第二冷凝器C1用于提供制冷剂以及汽轮机2排放的蒸汽的热交换从而加热蒸气。第二冷凝器C1输出的过热蒸气被引入到汽轮机2的中间级。第三冷凝器C2中，制冷剂加热其中的热交换介质。热交换器50中，热交换介质与冷凝水进行热交换而加热冷凝水。第一阀门11设置于蒸发器E与第二冷凝器C1之间。第二阀门12设置于蒸发器E与第三冷凝器C2之间。第三阀门13设置于第二冷凝器C1与汽轮机2的蒸气出口之间。压力控制器用于蒸气压力控制，能够设置特定值，在超过特定值时，开启第一阀门11以及第三阀门13，关闭第二阀门12；在低于特定值时，开启第二阀门12，关闭第一阀门11以及第三阀门13。

第二实施例与第一实施例的区别在于，在第二实施例中，将包括第一热泵循环系统的第一废热循环系统以及包括第二热泵循环系统的第二废热循环系统，使用相同的蒸发器。通过控制阀门的开关控制蒸发器的出口，使冷却剂到达不同的冷凝器，节约了系统中设备的使用，并且可以避免液力耦合器中的工作油进入不同的废热循环系统导致的工作油的损耗。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述公开内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims

1.一种发电站内的发电系统，包括锅炉，汽轮机，发电机，第一冷凝器，锅炉进水泵，液力耦合器，冷凝泵以及水加热器；其中锅炉进水泵用于将水供应到锅炉；液力耦合器设置于锅炉进水泵与用于驱动锅炉进水泵的电动机之间,用于以可变的速度驱动锅炉进水泵；锅炉将水加热生成高温高压蒸气；高温高压蒸气驱动汽轮机运动，从而使耦合到汽轮机的发电机发电；低压蒸汽从汽轮机被排出到第一冷凝器中冷凝，第一冷凝器中的冷凝水通过冷凝泵被泵送到水加热器；其中还包括蒸发器，第二冷凝器，热交换器，第三冷凝器，第一阀门，第二阀门，第三阀门以及压力控制器；其中从所述液力耦合器排放的工作油供应到蒸发器，用来加热制冷剂；蒸发器与第二冷凝器以及第三冷凝器分别相连；第二冷凝器用于提供制冷剂以及汽轮机排放的蒸汽的热交换从而加热蒸气，第二冷凝器输出的过热蒸气被引入到汽轮机的中间级；第三冷凝器中，制冷剂加热其中的热交换介质；热交换器中，热交换介质与冷凝水进行热交换而加热冷凝水；所述第一阀门设置于蒸发器与第二冷凝器之间；所述第二阀门设置于蒸发器与所述第三冷凝器之间；所述第三阀门设置于所述第二冷凝器与所述汽轮机之间；所述压力控制器用于蒸气压力控制，能够设置特定值，在超过特定值时，开启第一阀门以及第三阀门，关闭第二阀门；在低于特定值时，开启第二阀门，关闭第一阀门以及第三阀门。