CN203730081U - 一种新型火力发电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型火力发电系统，包括：冷凝水储罐、高压水泵、射流引流器、高压汽水管路、高压锅炉、高压蒸汽管路、蒸汽混合引流器、中压蒸汽管路、汽轮机、发电机、乏汽管路、凝汽器、冷凝水管路、冷凝水泵、燃料输入管路、由蒸汽扩张段、蒸汽换热器、蒸汽收缩段组成的烟气回收补熵换热器、冷媒高压管路、冷凝换热器、热泵压缩机、膨胀节流阀、射流回汽管路、高温烟气管路、低温烟气排出管路、补水管路、抽真空排气装置及冷媒低压管路。本实用新型没有热量排放环节，热电转换效率大幅提高。
Description
技术领域
本实用新型属于火力发电领域，具体涉及一种新型火力发电系统。
背景技术
目前火电厂选用的介质是水，其特点是环保、容易获取、循环使用，
沸点高、临界温度高、汽化热高；冷凝散热比例大；目前火电厂能利用的热源有限，必须高于100°C，几乎都是新增能源消耗。
目前火电、核电发电环节工作温度过高，热电转换效率较低、低温的
凝结热很难利用，无法直接补熵。
采用部分蒸汽冷凝得到的水用于作为补熵的媒介，利用流体力学原理
实现用高温高压蒸汽热能直接抽＼压乏汽补熵，并采用热泵技术回收再利用这部分凝结热，并采用烟气与蒸汽热交换充分利用锅炉烟气余热，实现全热利用，没有热排放环节，热电转换效率将大幅度提升。
发明内容
本实用新型针对上述问题，提供一种新型火力发电系统。
本实用新型采用的技术方案是：一种新型火力发电系统，包括：冷凝水储罐、高压水泵、射流引流器、高压汽水管路、高压锅炉、高压蒸汽管路、蒸汽混合引流器、中压蒸汽管路、汽轮机、发电机、乏汽管路、凝汽器、冷凝水管路、冷凝水泵、燃料输入管路、由蒸汽扩张段、蒸汽换热器、蒸汽收缩段组成的烟气回收补熵换热器、冷媒高压管路、冷凝换热器、热泵压缩机、膨胀节流阀、射流回汽管路、高温烟气管路、低温烟气排出管路、补水管路、抽真空排气装置及冷媒低压管路；所述高压水泵输入端连接冷凝水储罐；所述高压水泵输出端连接射流引流器；所述高压锅炉通过高压汽水管路连接射流引流器；所述高压锅炉通过高压蒸汽管路连接蒸汽混合引流器；所述高压锅炉通过高温烟气管路连接烟气回收补熵换热器；所述蒸汽混合引流器通过中压蒸汽管路连接汽轮机；所述发电机设置在汽轮机后端，所述发电机连接汽轮机；所述蒸汽扩张段连接乏汽管路的输出端；所述乏汽管路的进气端连接汽轮机；所述蒸汽换热器设置在蒸汽扩张段的上方并和蒸汽扩张段连接；所述蒸汽收缩段设置在蒸汽换热器的上方，所述蒸汽收缩段的上端和蒸汽混合引流器连接，下端和蒸汽换热器连接；所述高温烟气管路和低温烟气排出管路分别连接蒸汽换热器；所述射流回汽管路输出端连接射流引流器，所述射流回汽管路另一端连接蒸汽收缩段；所述冷凝换热器设置在冷凝水储罐中；所述冷凝换热器连接冷媒高压管路；所述冷媒高压管路通过膨胀节流阀连接凝汽器；所述抽真空排气装置输入端连接凝汽器；所述冷媒低压管路输入端连接凝汽器，输出端连接热泵压缩机；所述热泵压缩机输出端连接冷凝换热器；所述冷凝水管路输出端连接冷凝水输送泵，输入端连接凝汽器；所述冷凝水泵输出端连接冷凝水储罐；所述冷凝换热器、冷媒高压管路、膨胀节流阀、凝汽器、冷媒低压管路、热泵压缩机、组成压缩式热泵系统。
本实用新型的优点：
本实用新型没有热量排放环节，热电转换效率大幅提高；
可以在现有发电系统中改造获得；
可以用于核电站；
系统设备使用的电机少、能量动力均来自热能、热能充分利用；
超高压环节少、超高压气量小，可以实现低压机组高效发电，安全性提高，设备成本降低；
可以用于蒸汽轮机动力系统，用于轮船、军舰、潜艇等大型机械运输设备，高效率的实现蒸汽利用。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
图1是本实用新型实施例的一种新型火力发电系统结构示意图；
图2是本实用新型实施例的一种新型火力发电系统工作方法流程图；
图3是本实用新型实施例的射流引流器结构示意图；
图4是本实用新型实施例的蒸汽混合引流器结构示意图。
附图说明：
1为冷凝水储罐、2为高压水泵、3为射流引流器、4为高压汽水管路、5为高压锅炉、6为高压蒸汽管路、7为蒸汽混合引流器、8为中压蒸汽管路、9为汽轮机、10为发电机、11为乏汽管路、12为凝汽器、13为冷凝水管路、14为冷凝水泵、15为燃料输入管路、16为蒸汽扩张段、17为蒸汽换热器、18为蒸汽收缩段、19为冷媒高压管路、20为冷凝换热器、21为热泵压缩机、22为膨胀节流阀、23为射流回汽管路、24为高温烟气管路、25为低温烟气排出管路、26为补水管路、27为抽真空排气装置及28为冷媒低压管路。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参考图1，如图1所示的一种新型火力发电系统，包括：冷凝水储罐1、高压水泵2、射流引流器3、高压汽水管路4、高压锅炉5、高压蒸汽管路6、蒸汽混合引流器7、中压蒸汽管路8、汽轮机9、发电机10、乏汽管路11、凝汽器12、冷凝水管路13、冷凝水泵14、燃料输入管路15、由蒸汽扩张段 16、蒸汽换热器17、蒸汽收缩段18组成的烟气回收补熵换热器、冷媒高压管路19、冷凝换热器20、热泵压缩机21、膨胀节流阀22、射流回汽管路23、高温烟气管路24、低温烟气排出管路25、补水管路26、抽真空排气装置27及冷媒低压管路28；所述高压水泵2输入端连接冷凝水储罐1；所述高压水泵2输出端连接射流引流器3；所述高压锅炉5通过高压汽水管路4连接射流引流器3；所述高压锅炉5通过高压蒸汽管路6连接蒸汽混合引流器7；所述高压锅炉5通过高温烟气管路24连接烟气回收补熵换热器；所述蒸汽混合引流器7通过中压蒸汽管路8连接汽轮机9；所述发电机10设置在汽轮机9后端，所述发电机10连接汽轮机9；所述蒸汽扩张段16连接乏汽管路11的输出端；所述乏汽管路11的进气端连接汽轮机9；所述蒸汽换热器17设置在蒸汽扩张段16的上方并和蒸汽扩张段16连接；所述蒸汽收缩段18设置在蒸汽换热器17的上方，所述蒸汽收缩段18的上端和蒸汽混合引流器7连接，下端和蒸汽换热器17连接；所述高温烟气管路24和低温烟气排出管路25分别连接蒸汽换热器17；所述射流回汽管路23输出端连接射流引流器3，所述射流回汽管路23另一端连接蒸汽收缩段18；所述冷凝换热器20设置在冷凝水储罐1中；所述冷凝换热器20连接冷媒高压管路19；所述冷媒高压管路19通过膨胀节流阀22连接凝汽器12；所述抽真空排气装置27输入端连接凝汽器12；所述冷媒低压管路28输入端连接凝汽器12，输出端连接热泵压缩机21；所述热泵压缩机21输出端连接冷凝换热器20；所述冷凝水管路13输出端连接冷凝水输送泵14，输入端连接凝汽器（12）；所述冷凝水泵14输出端连接冷凝水储罐1；所述冷凝换热器20、冷媒高压管路19、膨胀节流阀22、凝汽器12、冷媒低压管路28、热泵压缩机21、组成压缩式热泵系统。
参考图2，如图2所示的一种新型火力发电系统工作方法，包括以下步骤：
S1，所述高压水泵2把冷凝水储罐1中的冷凝水抽出，以10~30MPa以上的压力输送；
S2，高压的低温的水到达射流引流器3，吸入从射流回气管路23输送来的蒸汽，混合后形成较低温度的汽液混合物；
S3，10~30MPa以上的高压的较低温的汽液混合物通过低温气液管路4进入到高压锅炉5，从高压锅炉5燃料输入管路15引入燃料，在高压锅炉5中燃烧，释放热量，升温的高压汽水受热、沸腾、膨胀、成为高压高温的蒸汽，高压高温的蒸汽通过高压蒸汽管路6进入到蒸汽混合引流器7；
S4，在蒸汽混合引流器7，少量高压蒸汽流带动10倍以上大量低压蒸汽流一起流动，热量、压力混合交流，形成较蒸汽流量的中压蒸汽汽流，这个汽流气压在0.5MPa到5MPa之间；
S5，较大蒸汽流量的中压蒸汽汽流通过中压蒸汽管路8进入汽轮机9工作，通过共轴输出，带动发电机10发电；
S6，汽轮机排出的低温低压乏汽经过乏汽管路11，百分之十以下进入到凝汽器12冷凝成水循环再利用，另外一部分到达由蒸汽扩张段16、蒸汽换热器17、蒸汽收缩段18组成的烟气回收补熵换热器,在蒸汽扩张段16，由于容器横截面积增加，汽流压力减小，流速减小，温度降低，更有利于换热；汽流到蒸汽换热器17部分，与从高温烟气管路24引入、低温烟气排出管路25排出的含有热量的烟气进行热交换，继续升温、升压、补熵，做好下一个循环的准备状态，降温的烟汽，通过低温烟气排出管路25排出；
S7，通过补熵达到尽可能大的压力和更高温度的汽流，汽体到蒸汽收缩段18后，容器横截面积减小，压力、温度上升，形成更高温度的汽体；该汽体部分通过射流回汽管路23被射流引流器3吸入，与低温高压水汽混合后得到利用，另外大部分将通过蒸汽混合引流器7，和从高压蒸汽管路6输送来的高压高温汽流带动、推动、混温、混压后，形成0.5MPa到5MPa的工作中温、中压汽流；
S8, 进入到凝汽器12的汽体，经凝汽器12降温、液化，所述压缩热泵系统将凝汽器12蒸汽凝结释放的凝结热量带到补熵换热器中实现循环利用；凝汽器12降温、液化后的冷凝水通过冷凝水管路13进入到冷凝水泵14，冷凝水泵14将常压的低温的冷凝水输送回冷凝水储罐1；
S9，进入下一个循环。
所述新型火力发电系统工作方法，还包括所述补水管路26用以对冷凝水储罐1进行补水。
本实用新型可采用水作为工作介质，也可以采用液态空气作为工作介质，液态空气和水有类似的环保特点。采用液态空气作为工作介质时，将锅炉变成气化器，将烟气变成常温可以利用的工业空气或废热水、废热气，循环再利用能源作用明显，将冷凝器变成类似效果的空气液化装置。
本实用新型没有热量排放环节，热电转换效率大幅提高；
可以在现有发电系统中改造获得；
可以用于核电站；
系统设备使用的电机少、能量动力均来自热能、热能充分利用；
超高压环节少、超高压气量小，可以实现低压机组高效发电，安全性提高，设备成本降低；
可以用于蒸汽轮机动力系统，用于轮船、军舰、潜艇等大型机械运输设备，高效率的实现蒸汽利用。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种新型火力发电系统，其特征在于，包括：冷凝水储罐（1）、高压水泵（2）、射流引流器（3）、高压汽水管路（4）、高压锅炉（5）、高压蒸汽管路（6）、蒸汽混合引流器（7）、中压蒸汽管路（8）、汽轮机（9）、发电机（10）、乏汽管路（11）、凝汽器（12）、冷凝水管路（13）、冷凝水泵（14）、燃料输入管路（15）、由蒸汽扩张段 （16）、蒸汽换热器（17）、蒸汽收缩段（18）组成的烟气回收补熵换热器、冷媒高压管路（19）、冷凝换热器（20）、热泵压缩机（21）、膨胀节流阀（22）、射流回汽管路（23）、高温烟气管路（24）、低温烟气排出管路（25）、补水管路（26）、抽真空排气装置（27）及冷媒低压管路（28）；所述高压水泵（2）输入端连接冷凝水储罐（1）；所述高压水泵（2）输出端连接射流引流器（3）；所述高压锅炉（5）通过高压汽水管路（4）连接射流引流器（3）；所述高压锅炉（5）通过高压蒸汽管路（6）连接蒸汽混合引流器（7）；所述高压锅炉（5）通过高温烟气管路（24）连接烟气回收补熵换热器；所述蒸汽混合引流器（7）通过中压蒸汽管路（8）连接汽轮机（9）；所述发电机（10）设置在汽轮机（9）后端，所述发电机（10）连接汽轮机（9）；所述蒸汽扩张段（16）连接乏汽管路（11）的输出端；所述乏汽管路（11）的进气端连接汽轮机（9）；所述蒸汽换热器（17）设置在蒸汽扩张段（16）的上方并和蒸汽扩张段（16）连接；所述蒸汽收缩段（18）设置在蒸汽换热器（17）的上方，所述蒸汽收缩段（18）的上端和蒸汽混合引流器（7）连接，下端和蒸汽换热器（17）连接；所述高温烟气管路（24）和低温烟气排出管路（25）分别连接蒸汽换热器（17）；所述射流回汽管路（23）输出端连接射流引流器（3），所述射流回汽管路（23）另一端连接蒸汽收缩段（18）；所述冷凝换热器（20）设置在冷凝水储罐（1）中；所述冷凝换热器（20）连接冷媒高压管路（19）；所述冷媒高压管路（19）通过膨胀节流阀（22）连接凝汽器（12）；所述抽真空排气装置（27）输入端连接凝汽器（12）；所述冷媒低压管路（28）输入端连接凝汽器（12），输出端连接热泵压缩机（21）；所述热泵压缩机（21）输出端连接冷凝换热器（20）；所述冷凝水管路（13）输出端连接冷凝水输送泵（14），输入端连接凝汽器（12）；所述冷凝水泵（14）输出端连接冷凝水储罐（1）；所述冷凝换热器（20）、冷媒高压管路（19）、膨胀节流阀（22）、凝汽器（12）、冷媒低压管路（28）、热泵压缩机（21）、组成压缩式热泵系统。
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| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20140723 Effective date of abandoning: 20160113 |
|
| C25 | Abandonment of patent right or utility model to avoid double patenting |