专利名称：一种带乏汽换热系统的电厂汽水系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电厂汽水系统，特别是一种带乏汽换热系统的电厂汽水系统。
背景技术：
人类的日常生活离不开电，随着社会的进步，人们对电力的需求越来越大。随着当前环境保护的意识不断深入，以及对不可再生资源日渐枯竭的现状日趋重视，节能降耗逐渐成为全社会的共同责任。循环冷却系统是电力生产过程中的一个重要环节，在一些使用间接冷却系统的电厂中，汽轮机乏汽进入表面式或者混合式凝汽器，通过大量循环水将其冷却，循环水再进入布置在冷却塔内的散热器管束，被空气冷却。采用这种间接冷却系统的电厂需要建造大型冷却塔，而冷却塔的占地面积非常大，塔内需要设置大量的换热器管束，设备初期投资非常高。同时，通过换热管束换热后所释放的热能排入大气造成了热能的浪费和冷却塔周围的热污染。
实用新型内容本实用新型的目的在于，提供一种带乏汽换热系统的电厂汽水系统，可以有效降低电厂乏汽热能的浪费，并且能够有效降低间接空冷系统中冷却塔的建筑尺寸，降低冷却塔内散热器的用量，并减少热能的损失。本实用新型的技术方案一种带乏汽换热系统的电厂汽水系统，包括锅炉、过热器、汽轮机、间接空冷系统、凝结水泵、凝结水精处理装置、轴封冷凝器、低压加热器、除氧器、给水泵和高压加热器，锅炉、过热器、汽轮机、间接空冷系统、凝结水泵、凝结水精处理装置、低压加热器、除氧器、给水泵、高压加热器通过管路依次连接，所述间接空冷系统包括凝汽器、冷却塔、循环水泵和散热器，汽轮机与间接空冷系统的连接管路上设有乏汽引出管路，乏汽引出管路与热泵系统连接，热泵系统通过管路与凝汽器的出口端连接；热泵系统还通过凝结水输入管路和凝结水输出管路与低压加热器或轴封冷凝器连接。增加热泵系统的目的是，一方面由于部分汽轮机低压缸出口乏汽被抽走为热泵系统所用，减少了进入间接空冷系统进行冷凝的乏汽量，从而可以缩小冷却塔的尺寸并减少塔内换管束的使用量，达到缩小冷却塔占地面积和较少热能浪费的目的；另一方面以抽取的这部分汽轮机乏汽为热源，利用热泵对凝结水进行加热，提高低压加热器入口的凝结水温度，减少低压加热器所需汽轮机抽汽用量，而这部分抽汽量可以参与汽轮机的蒸汽做功环节，提高了汽轮机的效率， 进一步节约了能源。前述的带乏汽换热系统的电厂汽水系统中，所述热泵系统包括蒸发器、压缩机和冷凝器，蒸发器、压缩机和冷凝器通过管路依次连接，蒸发器的进汽端与乏汽引出管路连接，蒸发器的出口端通过管路与凝汽器的出口端连接；冷凝器的进液口通过凝结水输入管路与低压加热器的入口端连接，冷凝器的出液口通过凝结水输出管路低压加热器的出口端连接。将冷凝器的进液口通过凝结水输入管路与低压加热器的入口端连接、冷凝器的出液口通过凝结水输出管路低压加热器的出口端连接，通过从主凝结水管路引出部分凝结水送入热泵系统冷凝器吸收热量，并提高凝结水的温度，其目的是为了减少该级低压加热器凝结水量，进而降低低压加热器所需的汽轮机抽汽量，减少后的汽轮机抽汽量可以用来增加汽轮机做功蒸汽份额补偿所对应的功值，在功等同的条件下，越高级的抽汽的节省，节约的汽轮机进汽量越多，节约煤耗也越多，从而达到利用汽轮机乏汽节能的效果。前述的带乏汽换热系统的电厂汽水系统中，低压加热器包括一级低压加热器、二级低压加热器、三级低压加热器，冷凝器的进液口通过凝结水输入管路与一级低压加热器、 二级低压加热器或三级低压加热器中的任意一级加热器的入口端连接，冷凝器的出液口通过凝结水输出管路与该级加热器的出口端连接。根据机组容量和配置不同，可设置不同数量的低压加热器。前述的带乏汽换热系统的电厂汽水系统中，所述热泵系统包括蒸发器、压缩机和冷凝器，蒸发器、压缩机和冷凝器通过管路依次连接，蒸发器的进汽端与乏汽引出管路连接，蒸发器的出口端通过管路与凝汽器的出口端连接；冷凝器的进液口通过凝结水输入管路与轴封冷凝器的入口端连接，冷凝器的出液口通过凝结水输出管路与轴封冷凝器的出口端连接。将冷凝器的进液口通过凝结水输入管路与轴封冷凝器的入口端连接，冷凝器的出液口通过凝结水输出管路与轴封冷凝器的出口端连接，通过从主凝结水管路引出部分凝结水送入热泵系统冷凝器吸收热量，其目的是为了提高在低背压条件下的抽汽冷凝器后低压加热器入口凝结水温度，从而降低低压加热器所需的汽轮机抽汽量。前述的带乏汽换热系统的电厂汽水系统中，与冷凝器的出液口连接的凝结水输出管路上设有加压泵。加压泵的作用是凝结水经过冷凝器吸热后，通过加压泵加压克服作为旁路系统的乏汽换热装置阻力后被送回低压加热器。与现有技术相比，本实用新型由于增加了热泵系统，部分汽轮机乏汽通过热泵系统中的蒸发器进行换热，然后热量通过冷凝器释放给凝结水，从而提高了低压加热器入口凝结水温度，降低了低压加热器耗用汽轮机的抽汽量，降低了能量的消耗。减少后的汽轮机抽汽量可以用来增加汽轮机做功蒸汽份额补偿所对应的功值，节约的汽轮机进汽量越多， 节约煤耗也越多，从而达到汽轮机乏汽节能的效果。另外，由于部分乏汽被热泵系统所利用，所以间接空冷系统的乏汽换热量减少了，可以减少冷却塔内散热器的用量并缩小冷却塔的尺寸，实现缩小占地面积，降低设备初投资的目的。同时间接空冷系统中的各个设备的选型参数均可相应降低，达到了间接空冷系统的节能目标。
图1是设有热泵系统的间接空冷系统简化汽水系统图；图2是冷凝器与二级低压加热器连接的局部结构示意图；图3是冷凝器与三级低压加热器连接的局部结构示意图；图4是冷凝器与轴封冷凝器连接的局部结构示意图。附图中的标记为1-锅炉，2-过热器，3-汽轮机，4-间接空冷系统，5-凝结水泵， 6-凝结水精处理装置，7-低压加热器，8-除氧器，9-给水泵，10-高压加热器，11-凝汽器， 12-冷却塔，13-循环水泵，14-散热器，15-轴封冷凝器，16-乏汽引出管路，17-热泵系统，18-蒸发器，19-压缩机，20-冷凝器，21-凝结水输入管路，22-凝结水输出管路，23-加压泵，71- —级低压加热器，72- 二级低压加热器，73-三级低压加热器。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。本实用新型的实施例1 如图1所示，带乏汽换热系统的电厂汽水系统，包括锅炉 1、过热器2、汽轮机3、间接空冷系统4、凝结水泵5、凝结水精处理装置6、轴封冷凝器15、低压加热器7、除氧器8、给水泵9和高压加热器10，锅炉1、过热器2、汽轮机3、间接空冷系统 4、凝结水泵5、凝结水精处理装置6、低压加热器7、除氧器8、给水泵9、高压加热器10通过管路依次连接，所述间接空冷系统4包括凝汽器11、冷却塔12、循环水泵13和散热器14，汽轮机3与间接空冷系统4的连接管路上设有乏汽引出管路16，乏汽引出管路16与热泵系统 17连接，热泵系统17通过管路与凝汽器11的出口端连接。所述热泵系统17包括蒸发器18、压缩机19和冷凝器20，蒸发器18、压缩机19和冷凝器20通过管路依次连接，蒸发器18的进汽端与汽轮机低压缸出口排汽管上的乏汽引出管路16连接，蒸发器18的出口端通过管路与凝汽器11的出口端连接；冷凝器20的进液口通过凝结水输入管路21与一级低压加热器71的入口端连接，冷凝器20的出液口通过凝结水输出管路22与一级低压加热器71的出口端连接。凝结水输出管路22上设有加压泵 23。本实用新型的实施例2 如图1所示，带乏汽换热系统的电厂汽水系统，包括锅炉 1、过热器2、汽轮机3、间接空冷系统4、凝结水泵5、凝结水精处理装置6、轴封冷凝器15、低压加热器7、除氧器8、给水泵9和高压加热器10，锅炉1、过热器2、汽轮机3、间接空冷系统 4、凝结水泵5、凝结水精处理装置6、低压加热器7、除氧器8、给水泵9、高压加热器10通过管路依次连接，所述间接空冷系统4包括凝汽器11、冷却塔12、循环水泵13和散热器14，汽轮机3与间接空冷系统4的连接管路上设有乏汽引出管路16，乏汽引出管路16与热泵系统 17连接，热泵系统17通过管路与凝汽器11的出口端连接。所述热泵系统17包括蒸发器18、压缩机19和冷凝器20，蒸发器18、压缩机19和冷凝器20通过管路依次连接，蒸发器18的进汽端与乏汽引出管路16连接，蒸发器18的出口端通过管路与凝汽器11的出口端连接；如图2所示，冷凝器20的进液口通过凝结水输入管路21与二级低压加热器72的入口端连接，冷凝器20的出液口通过凝结水输出管路22与二级低压加热器72的出口端连接。凝结水输出管路22上设有加压泵23。本实用新型的实施例3 如图1所示，带乏汽换热系统的电厂汽水系统，包括锅炉 1、过热器2、汽轮机3、间接空冷系统4、凝结水泵5、凝结水精处理装置6、轴封冷凝器15、低压加热器7、除氧器8、给水泵9和高压加热器10，锅炉1、过热器2、汽轮机3、间接空冷系统 4、凝结水泵5、凝结水精处理装置6、低压加热器7、除氧器8、给水泵9、高压加热器10通过管路依次连接，所述间接空冷系统4包括凝汽器11、冷却塔12、循环水泵13和散热器14，汽轮机3与间接空冷系统4的连接管路上设有乏汽引出管路16，乏汽引出管路16与热泵系统 17连接，热泵系统17通过管路与凝汽器11的出口端连接。
5[0023]所述热泵系统17包括蒸发器18、压缩机19和冷凝器20，蒸发器18、压缩机19和冷凝器20通过管路依次连接，蒸发器18的进汽端与乏汽引出管路16连接，蒸发器18的出口端通过管路与凝汽器11的出口端连接；如图3所示，冷凝器20的进液口通过凝结水输入管路21与三级低压加热器73的入口端连接，冷凝器20的出液口通过凝结水输出管路22与三级低压加热器73的出口端连接。凝结水输出管路22上设有加压泵23。本实用新型的实施例4 如图1所示，带乏汽换热系统的电厂汽水系统，包括锅炉 1、过热器2、汽轮机3、间接空冷系统4、凝结水泵5、凝结水精处理装置6、轴封冷凝器15、低压加热器7、除氧器8、给水泵9和高压加热器10，锅炉1、过热器2、汽轮机3、间接空冷系统 4、凝结水泵5、凝结水精处理装置6、低压加热器7、除氧器8、给水泵9、高压加热器10通过管路依次连接，所述间接空冷系统4包括凝汽器11、冷却塔12、循环水泵13和散热器14，汽轮机3与间接空冷系统4的连接管路上设有乏汽引出管路16，乏汽引出管路16与热泵系统 17连接，热泵系统17通过管路与凝汽器11的出口端连接。所述热泵系统17包括蒸发器18、压缩机19和冷凝器20，蒸发器18、压缩机19和冷凝器20通过管路依次连接，蒸发器18的进汽端与乏汽引出管路16连接，蒸发器18的出口端通过管路与凝汽器11的出口端连接；如图4所示，冷凝器20的进液口通过凝结水输入管路21与轴封冷凝器15的入口端连接，冷凝器20的出液口通过凝结水输出管路22与轴封冷凝器15的出口端连接。凝结水输出管路22上设有加压泵23。本实用新型的工作原理汽轮机3排出的乏汽一部分通过蒸汽管道进入间接空冷系统4，另一部分通过乏汽引出管路16进入热泵系统17。进入热泵系统17的乏汽与蒸发器18进行换热，冷凝后的乏汽冷凝液经过管路输送至凝汽器11的出口端进入主凝结水系统，热泵系统17的冷凝器20将热量释放给取自轴封冷却器15入口前主凝结水管道中的凝结水，吸热升温后，经过加压泵23输送到轴封冷凝器15的出口端；或者从某一级的低压加热器入口前取凝结水，送入热泵系统12，加热后返回到该级加热器的出口处。进入间接空冷系统4的乏汽进入到表面式或混合式凝汽器11，通过大量循环水将其冷却，循环水通过循环水泵13加压后进入布置在冷却塔12的散热器14内，与空气产生热交换，冷却后的循环水返回凝汽器继续进行吸热；乏汽经过凝汽器11的热交换后冷凝形成凝结水，送至凝结水精处理系统6进行可溶盐类以及金属类杂质的去除，之后进入低压加热器7进行加热，然后通过除氧器8除氧，由给水泵9升压后经高压加热器10进一步加压后输送至锅炉1，作为锅炉的给水。
权利要求1.一种带乏汽换热系统的电厂汽水系统，包括锅炉(1)、过热器O)、汽轮机(3)、间接空冷系统G)、凝结水泵(5)、凝结水精处理装置(6)、轴封冷凝器(15)、低压加热器(7)、除氧器(8)、给水泵(9)和高压加热器(10)，锅炉(1)、过热器O)、汽轮机(3)、间接空冷系统 ⑷、凝结水泵(5)、凝结水精处理装置(6)、低压加热器(7)、除氧器⑶、给水泵(9)、高压加热器(10)通过管路依次连接，所述间接空冷系统(4)包括凝汽器(11)、冷却塔(12)、循环水泵(13)和散热器(14)，其特征在于汽轮机(3)与间接空冷系统⑷的连接管路上设有乏汽引出管路(16)，乏汽引出管路(16)与热泵系统(17)连接，热泵系统(17)通过管路与凝汽器(11)的出口端连接；热泵系统(17)还通过凝结水输入管路和凝结水输出管路 (22)与低压加热器(7)或轴封冷凝器(15)连接。
2.根据权利要求1所述的一种带乏汽换热系统的电厂汽水系统，其特征在于所述热泵系统(17)包括蒸发器(18)、压缩机(19)和冷凝器(20)，蒸发器(18)、压缩机(19)和冷凝器00)通过管路依次连接，蒸发器(18)的进汽端与乏汽引出管路(16)连接，蒸发器(18) 的出口端通过管路与凝汽器(11)的出口端连接；冷凝器OO)的进液口通过凝结水输入管路与低压加热器⑵的入口端连接，冷凝器OO)的出液口通过凝结水输出管路02) 与低压加热器(7)的出口端连接。
3.根据权利要求2所述的一种带乏汽换热系统的电厂汽水系统，其特征在于低压加热器(7)包括一级低压加热器(71)、二级低压加热器(72)、三级低压加热器(73)，冷凝器 (20)的进液口通过凝结水输入管路与一级低压加热器(71)、二级低压加热器(72)或三级低压加热器(7 中的任意一级加热器的入口端连接，冷凝器OO)的出液口通过凝结水输出管路0 与该级加热器的出口端连接。
4.根据权利要求1所述的一种带乏汽换热系统的电厂汽水系统，其特征在于所述热泵系统(17)包括蒸发器(18)、压缩机(19)和冷凝器(20)，蒸发器(18)、压缩机(19)和冷凝器OO)通过管路依次连接，蒸发器(18)的进汽端与乏汽引出管路(16)连接，蒸发器(18) 的出口端通过管路与凝汽器(11)的出口端连接；冷凝器OO)的进液口通过凝结水输入管路与轴封冷凝器(1 的入口端连接，冷凝器OO)的出液口通过凝结水输出管路02) 与轴封冷凝器(15)的出口端连接。
5.根据权利要求2或4所述的一种带乏汽换热系统的电厂汽水系统，其特征在于与冷凝器OO)的出液口连接的凝结水输出管路0 上设有加压泵03)。
专利摘要本实用新型公开了一种带乏汽换热系统的电厂汽水系统，包括锅炉、过热器、汽轮机、间接空冷系统、凝结水泵、凝结水精处理装置、轴封冷凝器、低压加热器、除氧器、给水泵和高压加热器，前述设备通过管路依次连接，所述间接空冷系统包括凝汽器、冷却塔、循环水泵和散热器，汽轮机与间接空冷系统的连接管路上设有乏汽引出管路，乏汽引出管路与热泵系统连接，热泵系统蒸发器侧通过管路与凝汽器的出口端连接；热泵系统冷凝器侧通过凝结水输入管路和凝结水输出管路与低压加热器或轴封冷凝器连接。本实用新型能有效降低电厂热能的浪费，并且能够有效降低间接空冷系统中冷却塔的建筑尺寸，降低冷却塔内换热管束的数量，减少热能的损失。
文档编号F22D11/06GK202195715SQ20112026773
公开日2012年4月18日 申请日期2011年7月27日 优先权日2011年7月27日
发明者王昕 , 翁燕珠, 邢苍, 闫平 申请人:华电重工股份有限公司