专利名称：多功能高压蒸气储存仓的制作方法
技术领域：
本发明涉及环境保护、节能降耗、减排、设备保护、安全生产等技术领域，更具体地说 是涉及水及蒸气排放、回收、发电设备技术领域。
技术背景目前利用水蒸气进行推动汽轮发电机发电的方法技术是世界上最主要的发电技术，占全 世界总发电量的一半以上，就算是目前的美国，它90%的电力也是由热电生产的，火力发 电和核能发电都是采用水蒸气来推动汽轮发电机进行发电的。火力发电是世界上最大的污染源和工业的第一耗水大户如美国目前热力发电耗水量每 年高达2725亿立方米，相当于5条中国黄河年水量。(中国黄河每年的水流量只有550亿立 方米)火力发电温室气体的排放量更是居世界首位。有充分的证据证明地球变暖、酸雨增 加、灾害性天气增加和加强、大量的物种灭绝、大量的污染物污染空气、陆地和水源等危害 到人类生存环境等极其严重的问题都与火力发电有直接的关系。目前火力发电工艺流程已经有近百年的历史，热效率低、浪费和污染严重，就算是当今 世界上最高水平的燃煤发电厂的热效率也达不到送到锅炉的煤完全燃烧所能发出的热量的 1/3。现举哈尔滨汽轮机厂600MW火力发电机组的热系统为例子(此火电机组的热系统图附后)。该机组的锅炉为亚临界一次再热筒锅炉，最大连续出力1803. 6t/h，给水温度273. 4匸， 主蒸气压力16. 67MPa，温度为538r，再热蒸气压力为3. 323MPa,温度538'C，汽轮机 排气温度36. 2r ，压力0. 006MPa;热耗率7829: 8KJ/(KW. H),汽耗率3. 005Kg/(KW. h)。由于该机组将其热焓高达2330. 9KJ/Kg作功后的低温、低压水蒸气排到凝汽器变成36. 2 'C，其热焓只有151. 5KJ/Kg的冷凝水，这不但需要重量达到其50 80倍的冷凝水，通过 凝汽器进行冷凝，做成巨大的热量损失和浪费了大量的水；还有可能由于凝汽器在运行中产 生的铜离子对锅炉水做成污染和凝汽器出现故障时可会引发严重事故。 现计算该机组从汽轮机作功后蒸气排放到凝汽器凝结成水所带来的热量损失。一，锅炉在1小时中产生蒸气的总热量。1803 . 06X1000X (3397. 3—11邻.8) +1516. 84X1000X (3538—3027. 3)-4738676398KJ二，作功后的低温低压水蒸气在凝汽器中变成水所失去的热量。1037. 54XI000X (2330. 9—151. 5) +85. 88X1000X (2448. 8 — 151. 5) =2526965200KJ三，上述失去的热量与锅炉1小时产生的总热量的百分比。 2526965200 + 4738676398 X 10()o/o>53%从600MW火电机组的热系统图中可以看出锅炉每小时产出1803 . 6吨，压力为 16. 76MPa，温度538'C的水蒸气，但作功后到达凝汽器的水蒸气只有1159. 42吨(1073. 54 +85. 88=1159. 42),中途有644. 6吨的高温、高压水蒸气变成了凝结水和废蒸气排走。 原因是 一，高温高压水蒸气在汽轮机通流部分流动过程中由于摩擦力等种种原因，产生凝 结水。二，每小时数量达到1803. 6吨，温度只有36TC左右的水，被这些蒸气加热到273. 4 'C的高温水进入锅炉，是产生大量凝结水的主要原因。三，利用蒸气除氧和其他环节也使用 了大量的水蒸气。我国核电机组作功后排放的低温低压水蒸气在凝汽器冷却成水所失去的热量更是惊人。(后附CPWR—IOOO核电机组热平衡图)。现计算其热损失。 一,核反应堆在1小时中加热水所产生水蒸气的总热焓。5亂2X1000X(2773 — 972 . 6)=10457083280KJ 二，作功后的水蒸气在凝汽器变成水所失去的热量。2975. 1X1000X(2350. 5—168. 8)=6490775770KJ 三，在凝汽器中变成水所失去的热量与从核反应堆中获得的总热量的百分比。64W775770+10457083280 X 100%>62% 从以上两间厂的数字可以看出当前发电工艺流程浪费极其严重，单是作功后在凝汽器中凝结成水所失去的热量就大大超出推动汽轮发电机发电所耗用的热量；而且作功后排出 lKg的水蒸气，需要50 80Kg的冷却水量。不但如此，该工艺流程还有高达1/3以上在锅 炉中产生的高温高压水蒸气，在汽轮机的通流部分流通和加热锅炉进水及其他环节中，在没 有到达凝汽器前，就变成了凝结水和废蒸气的形式中途抹走。做成巨大的热量损失和大量高 纯度水的流失。为此，需要大量高纯度的水进行不断补充。在补充水的过程中，大量非凝结 性气体混进来；并由于运行加热过程中的不断浓縮作用，做成热系统内的水质不断恶化，而 引起设备内部的腐蚀。为了解决这个问题，旧工艺流程需要大量的蒸气不断对补充水进行加热到沸腾，以排除水 中的非凝结性气体；还需要大量的化学药剂进行水处理，而且锅炉在运行过程中还要进行排 污。即使这样做，还不能从根本上解决设备内部的腐蚀问题。锅炉在运行中排污，不但做成 大量高温高压的水和水蒸气流失做成巨大的浪费，还产生出巨大的燥音，而且大量的污水排 放严重污染了周围的环境。为此，如何实现水蒸气和水的全循环利用以大幅度降低成本，减排降耗、保护人类的生 存环境，已经成为世界各国公认急需解决的世界难题。但这个世界难题已经被我发明的火力 发电水气全循环热系统的技术完满解决了 。
发明内容
多功能高压蒸气储存仑本发明是我经过几十年来研究而设计成的发电成本低于火力发电的大型太阳能发电厂中 的水汽全循环热发电技术,结合火力发电厂的特点而设计发明的火力发电水气全循环热系统 的主要设备之一。该系统的发电热效率是当今世界上最高的。发明的主要理论依据是卡诺定 理(所有工作于同温热源和同温冷源之间的热机,以可逆机效率为最高)。本发明的热系统将原发电工艺中的主要设备之一的凝汽器及其附属系统全部废弃；将原 本排放到凝汽器的作功后的低温低压水蒸气和其他部位产生的废蒸气，通过热泵设备全部回 收用来发电。(热泵设备是以消耗一定量的机械功为代价,可以把热能由较低温度,提高到能够 被利用的较高温度。热泵的经济性一般用供热系数s ,来衡量。s ,=Q,/W因Q,-0+W, 故e !永远大于1。若E 1=5，表示消耗1J的功，可以获得了 5J的热量，显然这比直接燃烧 燃料来获取热量更为有利)。我初步计算一下，采用我发明的火力发电水气全循环热系统技术，可以将600MW火力发 电厂，变成1200MW的火力发电厂，而耗煤量不变；不但做到污水对周围环境O抹放，而且每 度电的发电成本降低一半以上，而本次公开的多功能高压蒸气储存仑,是这个系统的主要设备 之一。
具体实施方式
如图所示，多功能高压蒸气储存仑的特征在于它包括分别与多功能亚临界蒸气缸、多 功能高压蒸气仑、多功能中压蒸气仑和多功能真空循环水仓相连接。汽轮机作功后的低温低压水蒸气被抽气器排放到多功能真空循环水仑后，没有变成水的 水蒸气，和其他部分送到多功能真空循环水仑的蒸气，加上多功能循环水仑内产生的蒸气， 都被抽气能力大于汽轮机抽气器五倍的抽气器强行送去多功能蒸气回收仑;蒸气压力比多功能蒸气回收仑内高一点的废蒸气也送到蒸气回收仑。这些水蒸气被进一步压縮后送到多功能 低压蒸气仑。这些水蒸气和蒸气压力比多功能低压蒸气仑高一些的废蒸气一起，被压縮机送 到多功能中压蒸气仑一多功能高压蒸气仑一多功能亚临界蒸气缸到锅炉再热器再热后送到 汽轮发电机发电后开始进行新一轮的循环。本仓的功能在于当设备开始运行时，由本仓的向外管道抽真空以排除设备内的非凝结性 气体；当锅炉进行热冲洗到开始进行发电时，本仓利用大量的水蒸气进行冲洗。其产生的废 凝结水通过多功能循环水仓的抹污管道送到污水处理池进行处理。当多功能高压蒸气仓有多 余的蒸气时,则送到本仓储存起来；当用电髙峰期髙压蒸气仓蒸气不足时，由本仓蒸气按需向 其补充蒸气；当汽轮发电机发生甩负荷时，大量的高温高压水蒸气，由多功能亚临界蒸气缸送 到本仓储存。在多功能高压储存蒸气仑内产生的水，被送到多功能中压蒸气仓,一起用来加热由多功能 循环水仑内向锅炉输送的循环水后,逆流流向多功能真空循环水仑。如上所述，仅为本发明的较佳实例而己，不能以此来限定本发明的权利范围，它不但适 合火力发电厂，也能适合核能发电厂，甚至于普通使用锅炉产生水蒸气作功的热力设备，因 此，依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。 附多功能高压蒸气储存仑的三视示意图。附图
标记说明 1， A储存缸 2， B储存缸 3， C储存缸 4, D储存缸 5， 保温层 6， A储存缸体7，通向多功能亚临界蒸气缸的管道保温层 8，通向多功能亚临界蒸气缸的管道9, 通向多功能亚临界蒸气缸管道的电脑控制开关10, 由B缸通向C缸的蒸气管道11， 由B缸通向C缸的蒸气管道的电脑控制开关 12， 由C缸通向D缸的蒸气管道，内有电脑控制开关13，电极式水位计(本水位计是控制低水位,当水位低于低水位线时,就会发出指令，关闭通向多功能中压蒸气仑的凝结水出水口开关)。 14， D缸内凝结水的低水位线。 15， 由A缸通向D缸的连接管道开关 16， 通向多功能中压蒸气仓的凝结水管道 17，A缸低水位控制线18，电极式水位计(本水位计是控制低水位，当水位低于低水位线时，就会发出指令，关闭通向D缸连接管道出水口开关)。 19,由A缸通向B缸的蒸气管道，内有电脑控制的开关 20， 高水位线21，电极式水位计(本水位计是控制高水位，当水位到达本线时，电脑就会发出指令，打开通向多功能中压蒸气仓的凝结水管道开关 22，由电脑控制的D缸排污管道开关，此开关主要是用于蒸气冲洗时产生的废气和污水排放到多功能真空循环水仓，再由该仓将污水排放到污水处理池 23， D缸排污管道24， 通向多功能真空循环水仓排污管道25， 抽真空管道保温层26, 抽真空管道开关27, 抽真空管道口28， B缸通向C缸蒸气管道口29， 通向多功能高压蒸气仓的蒸气管道保温层30, 通向多功能高压蒸气仓的蒸气管道，该管道在多功能高压蒸气仓内有压縮机31， 通向多功能高压蒸气仓的蒸气管道的保温层32, 通向多功能高压蒸气仓的蒸气管道，该管道在本仓内有压縮机33 ， 通向多功熊高压蒸气仓的蒸气管道的保温层34， 通向多功"高压蒸气仓的蒸气管道，该管道内有电脑控制的开关35， 通向多功能中压蒸气仓的凝结水管道保温层36, 由A缸通向B缸的蒸气管道由电脑控制的开关37， 由C抿通向多功能真空循环水仓凝结水管道的开关。
权利要求
1. 多功能高压蒸气储存仓的特征在于它分别与多功能亚临界蒸气缸、多功能高压蒸气仓、多功能中压蒸气仓和多功能真空循环水仓相连接；多功能高压蒸气仓将多余的蒸气送到本仓储存起来。当因用电高峰的需要，多功能高压蒸气仓内蒸气不足时，大量的蒸气由多功能蒸气储存仓按需送到多功能高压蒸气仓。为了达到以上的目的，多功能高压蒸气仓和本仓共有三条管道相连接。
2，第一条管道在多功能高压蒸气仓内设有压縮机,当本仓内的气压比多功能高压蒸气仓内 的气压高，而又必须向本仓输送蒸气储存的时候,就开动压縮机通过第一条管道向本仓输送蒸气。
3, 第二条管道在本仓内设有压縮机。当多功能高压蒸气仓内的气压比本仓高,而又需要向 多功能高压蒸气仓输送蒸气时，就开动压縮机向多功能高压蒸气仓输送蒸气。
4, 第三条管道设有流量控制开关,当多功能高压蒸气仓的气压比本仓高,而要向本仓储存 多余的蒸气，或本仓的蒸气压力比多功能高压蒸气高，而要由本仓向多功能高压蒸气仓输送蒸 气时，则打开流量控制开关，按需输送蒸气。
5，本仓设有管道与亚临界蒸气缸相连接，当汽轮发电机甩负荷或用电量处于低谷时,大量 的蒸气,由亚临界蒸气缸通过管道输送到本仓储存起来。为此，通向亚临界蒸气仓的管道上装 有单向电磁阀，当汽轮发电机发生甩负荷时，电脑发出指令，将开关打开。这时大量在亚临界蒸 气缸内的高温、高压蒸气，通过管道到达本仓储存起来。
6，本仓由多个高压蒸气储存缸联合组成，而缸的数量、长度、直径、位置等，由本发电厂的 实际需要、投资成本、厂房面积、设备的设置和方位等各个方面的实际情况综合研究后确定。 而缸体的厚度，钢材的型号等有关的设计，要根据该厂实际的使用情况要求才能确定。
7，本仓内的各个蒸气缸,由管道和开关等一系列元件组合而成,既可以单个或二个一起运 行，又可以多个或全部联合按实际需要进行运行。
8，本仓内设有管道通向多功能真空循环水仓，当本仓和其他设备进行蒸气清洗时，产生大 量的废凝结水，由此管道流向水仓，并经水仓的排污管道排放到污水处理池。
9,本仓内设有一条管道向外,内设有开关和抽气设备，在开始运行时，则通过本管道进行抽 真空，以排除设备内部存在的非凝结性气体。
10，本仓内设有电极式水位计,通过电脑发出指令,控制通向多功能中压蒸气仓的开关，以控 制本仓内的凝结水的高度。
11，本仓的外层是保温层，通过切断热传播的三个途径，并按经济性综合评估后进行设计。
12，位于上层的气缸与下层气缸之间设有管道，并装有由电脑控制的开关，以排除上层气 缸产生的凝结水，和按实际需要进行蒸气储存工作。
全文摘要
本发明公开了一种多功能高压蒸气储存仓，其特征在于它分别与多功能亚临界蒸气缸、多功能高压蒸气仓、多功能中压蒸气仓和多功能真空循环水仓相连接，它起蒸气储存、蒸气冲洗、抽真空以排除非凝结性气体等作用。由于电厂经常要应对用电量的变化，此仓就起了重要作用。如甩负荷和用电量处于低谷时，亚临界蒸气缸的蒸气通过管道，排放到本仓储存供用电高峰期蒸气不足时使用。本仓是火力发电水、汽全循环热系统中的一个主要设备之一，该系统可将一间发电厂的发电量变成二间火力发电厂的发电量而总耗煤量不变，因此，极具推广价值。
文档编号F01K27/00GK101270678SQ20071019435
公开日2008年9月24日 申请日期2007年12月18日 优先权日2007年12月18日
发明者冼泰来 申请人:冼泰来