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CN102536603A - 一种火电厂冷却水双尾水余压配合利用水力发电系统 - Google Patents

一种火电厂冷却水双尾水余压配合利用水力发电系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种火电厂冷却水双尾水余压配合利用水力发电系统，利用火力发电厂循环水冷却水的排水能量及排水设备，运用压力匹配原理，把火力发电厂作为废水排放的尾水作为水利发电的动力，通过阀门的控制在不影响火力发电厂排水系统的安全运行的情况下，又实现了火电厂冷却水多路尾水余压配合利用，水轮发电机组及其相关设备可与火力发电厂原设计的冷却水排水系统切换，运行方式灵活，产生巨大的火力发电厂节能减排的综合效益。

Description

一种火电厂冷却水双尾水余压配合利用水力发电系统
技术领域
本发明涉及一种水力发电系统，特别涉及一种火电厂冷却水双尾水余压配合利用水力发电系统。
背景技术
“十二五”规划对我国电力工业提出了节能和减排两个约束性目标，火电机组进一步节能减排的难度越来越大。然而，火力发电厂冷却发电机组凝汽器、以及其他热力设备的循环冷却水的尾水余压余能却没有利用，直接排入火力发电厂联合排水井流回江河湖泊中。
火力发电厂冷却水排水具有动能，该动能就是所谓的水力发电的落差，利用这些落差可以建设尾水水力发电站。以一台600MW火力发电机组为例，凝汽器的循环冷却水量约20～30 m3／s，若排水余压以3 m水头计算，这样的低压头水源隐含着通过水轮机的水流所具有的水力功率将达882 KW以上。按机组年运行6000h计，一台600MW火力发电机组循环冷却水余压利用可回收的发电量将达500多万度电。火力发电厂冷却水尾水余压不利用意味着能量极大的浪费。若能对火电机组循环冷却水的排水系统进行技术改造，用回收的电能降低机组厂用电的比例，从而大大降低火力发电厂供电煤耗率，这对于发电企业必将产生极大的经济效益和显著的社会效益。
发明内容
本发明是针对火力厂排放的尾水中能量被浪费的问题，提出了一种火电厂冷却水双尾水余压配合利用水力发电系统，利用火电厂尾水的余压余能再次发电，起到了节能减排的功效。
本发明的技术方案为：一种火电厂冷却水双尾水余压配合利用水力发电系统，包括火力发电厂水源地，循环水泵，凝汽器，开式循环冷却水泵，虹吸井，开式循环冷却器，汇集式压力匹配器，水轮发电机组，排水井，排水挡板，压力水管及阀门组成的水力发电机组，火力发电厂水源地的循环水经过循环水泵升压后形成火电厂冷却水，火电厂冷却水分三路进入汇集式压力匹配器，作为动力水，第一路火电厂冷却水通过出水压力管和调节阀直接进入汇集式压力匹配器；第二路火电厂冷却水经过开式循环冷却水泵和开式循环冷却器后通过调节阀汇入汇集式压力匹配器；第三路火电厂冷却水经过凝汽器和虹吸井后，部分冷却水通过隔离阀汇入汇集式压力匹配器，另一部分通过排水挡板流入排水井；汇集式压力匹配器出水驱动水轮发电机组发电，水力发电机组的尾水排入火力发电厂的排水井，最终送入水源地，汇集式压力匹配器入口所有阀门关闭，火电厂冷却水通过旁通阀直接将尾水送入排水井。
所述汇集式压力匹配器的第一路和第二路火电厂冷却水进入汇集式压力匹配器的进入口处安装有调节阀，调节阀两端装有隔离阀，旁通阀并联在串联的调节阀和隔离阀两端，两路火电厂冷却水进入汇集式压力匹配器的进入口的调节阀可以同时打开，或打开其中一路，把凝汽器循环冷却水尾水引入其中，形成双尾水合流供水轮发电机组。
所述汇集式压力匹配器预留装有其他回水入口。
本发明的有益效果在于：本发明火电厂冷却水双尾水余压配合利用水力发电系统，利用火力发电厂既有排水系统及其设备，运用压力匹配原理，把火力发电厂作为废水并要进行消能排放的尾水，开发用于小型水力发电装置。该发明的应用不影响火力发电厂既有的供排水系统的安全运行，通过技术改造又实现了火电厂冷却水多路尾水余压配合利用，将会产生巨大的火力发电厂节能减排的综合效益。
附图说明
图1为本发明火电厂冷却水双尾水余压配合利用水力发电系统流程示意图；
图2为本发明火电厂冷却水双尾水余压配合利用水力发电系统构成示意图。
具体实施方式
如图1所示的为本发明一种火电厂冷却水双尾水余压配合利用水力发电系统流程示意图，系统流程包括火力发电厂水源地1，循环水泵2，凝汽器3，开式循环冷却水泵4，虹吸井5，开式循环冷却器6、汇集式压力匹配器7，水轮发电机组8，排水井9，循环水泵出水压力管10构成。
来自火力发电厂水源地1的循环水由循环水泵2升压形成火力发电厂冷却水，该冷却水分为三路，一路进入凝汽器3，另一路进入开式循环冷却水泵4，第三路根据需要可以通过循环水泵出水管路10直接进入汇集式压力匹配器7作为动力水源，凝汽器3的出水进入虹吸井5，开式循环冷却水泵4把火力发电厂冷却水升压形成开式冷却水并进入开式循环冷却器6，开式循环冷却器6的出水作为汇集式压力匹配器7的动力水源，汇集式压力匹配器7可以引流虹吸井5的排水，实现开式循环冷却器6的尾水与凝汽器3尾水的配合使用，所形成的具有低水头能量的水流驱动水轮发电机组8，水轮发电机组8的排水自流进入排水井9，完成水力与电力的转换。
如图2所示火电厂冷却水双尾水余压配合利用水力发电系统构成示意图，来自火力发电厂水源地1的循环冷却水进入取水头11，并由重力引水管引导进入循环水泵2，循环水泵2进水隔离阀12和循环水泵出水隔离阀14在正常运行中为常开状态，循环水泵出水隔离阀14前端的循环水泵逆止阀13为保护循环水泵安全运行而设置，经过循环水泵2升压的冷却水进入凝汽器3，凝汽器进水端有并联安装的进水隔离阀15和16、凝汽器3输出口的并联的出水隔离阀17和18在正常运行中为常开状态；凝汽器3出水进入虹吸井5，虹吸井5的排水经过虹吸井排水挡板38以后送入排水井9、排水井9同时汇集水轮发电机组8的尾水，一并送入火力发电厂水源地1取水口的下游。
经过循环水泵2升压的冷却水还分为两路，一路冷却水联接开式循环冷却水泵4，并且经过升压把开式循环冷却水送入开式循环冷却器6，开式循环冷却水泵进水隔离阀19与开式循环冷却水泵出水隔离阀21在正常运行中为常开状态，出水隔离阀21前端的出水逆止阀20为开式循环冷却水泵的安全运行而设置；开式循环冷却器6的尾水经过调节阀28进入汇集式压力匹配器7，汇集式压力匹配器7开式冷却水进水隔离阀27和29为常开状态，进水隔离阀27和29与调节阀28前后串联，汇集式压力匹配器7开式冷却水进水旁路阀30为常闭状态，进水旁路阀30并联在串联的进水隔离阀27、调节阀28、进水隔离阀29的两端。
另一路冷却水经过调节阀25进入汇集式压力匹配器7，正常运行中汇集式压力匹配器7冷却水进水旁路阀23常态关闭，汇集式压力匹配器7循环水进水调节阀的隔离阀24和26为常开状态，与调节阀25串联。
汇集式压力匹配器7通过虹吸井5排水隔离阀31、调节阀25和28的调节配合，控制进入汇集式压力匹配器7的虹吸井5排水，并与经过隔离阀37的火力发电厂其它回水汇集成水轮发电机组8的进水流，水轮发电机组8进水流通过并联的调节阀35调节水量大小，水轮发电机组8正常运行中与其串联的进水隔离阀32和33、与水轮发电机组进水调节阀35串联的隔离阀34和36均为常开状态。
当开式循环冷却器6出水旁路阀22打开，隔离阀23、24、26、27、29、30、31关闭，火电厂冷却水双尾水余压配合利用水力发电系统与火力发电厂原来的冷却水排水系统解列。
本发明第一充分利用大流量的火电厂循环水冷却水的排水能量，驱动水轮发电机组发电，并利用火力发电厂主厂房厂用电系统接纳其电量，提高火力发电厂的经济性。第二充分利用火力发电厂原设计的循环冷却水排水系统及其设备，以及相关的水工建筑物，大大简化了火电厂冷却水双尾水余压配合利用水力发电系统，并减少其一次性投资。该水轮发电机组及其相关设备可与火力发电厂原设计的冷却水排水系统切换，运行方式灵活。

Claims (3)

1.一种火电厂冷却水双尾水余压配合利用水力发电系统，包括火力发电厂水源地，循环水泵，凝汽器，开式循环冷却水泵，虹吸井，开式循环冷却器，汇集式压力匹配器，水轮发电机组，排水井，排水挡板，压力水管及阀门组成的水力发电机组，其特征在于，火力发电厂水源地的循环水经过循环水泵升压后形成火电厂冷却水，火电厂冷却水分三路进入汇集式压力匹配器，作为动力水，第一路火电厂冷却水通过出水压力管和调节阀直接进入汇集式压力匹配器；第二路火电厂冷却水经过开式循环冷却水泵和开式循环冷却器后通过调节阀汇入汇集式压力匹配器；第三路火电厂冷却水经过凝汽器和虹吸井后，部分冷却水通过隔离阀汇入汇集式压力匹配器，另一部分通过排水挡板流入排水井；汇集式压力匹配器出水驱动水轮发电机组发电，水力发电机组的尾水排入火力发电厂的排水井，最终送入水源地，汇集式压力匹配器入口所有阀门关闭，火电厂冷却水通过旁通阀直接将尾水送入排水井。
2.根据权利要求1所述火电厂冷却水双尾水余压配合利用水力发电系统，其特征在于，所述汇集式压力匹配器的第一路和第二路火电厂冷却水进入汇集式压力匹配器的进入口处安装有调节阀，调节阀两端装有隔离阀，旁通阀并联在串联的调节阀和隔离阀两端，两路火电厂冷却水进入汇集式压力匹配器的进入口的调节阀可以同时打开，或打开其中一路，把凝汽器循环冷却水尾水引入其中，形成双尾水合流供水轮发电机组。
3.根据权利要求1所述火电厂冷却水双尾水余压配合利用水力发电系统，其特征在于，所述汇集式压力匹配器预留装有其他回水入口。
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