专利名称：利用汽轮机乏汽热量来加热供热热水的凝汽系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种与汽轮机配套的凝汽系统，适用于火力发电站冷凝汽轮机乏汽和利用乏汽热能的过程。
(二)
背景技术：
能源危机己经对我们的生产、生活产生了巨大的影响。我国目前的能源结构仍是以煤为主，燃煤的火电厂多建在富煤缺水的"三北"地区。这些地区不仅缺少人们赖以生存的水资源，而且冬季时间漫长气温寒冷，多数
地区的供热采暖期长达5-6个月。电站空冷技术由于其节水特点备受青睐，近几年在我国发展很快，特别是直接空冷技术，已得到了广泛应用。
直接空冷系统由换热管束、风机组、钢平台、挡风墙、蒸汽管道、凝结水管道、抽真空管道、水环真空泵(或射汽抽气器)及电气控制系统组成。直接空冷系统由风机对换热管束进行鼓风产生强制对流换热，将汽轮机排出的乏汽在换热管束内冷凝成水，并保持汽轮机的背压值在规定的范围内运行。直接空冷技术的应用，改变了原湿冷机组需利用水来冷却汽轮机乏汽的状况，大大减少了电厂发电用水量，缓解了与当地工农业、生活争水的矛盾，为保持当地经济可持续发展起到了重要作用。
不过直接空冷系统还存在其不足之处，在此系统中，汽轮机排出的乏汽都通过与空气换热冷凝成水，大量的热量(约占乏汽总热能的90%)都通过空气直接排入大气而没有得到利用，而北方地区火电厂附近的居民冬季采暖所需的供热往往还需要再消耗大量的能源(煤)。如果能够将火电厂的汽轮机排出乏汽中的蒸汽潜热用于附近居民生活的供热采暖，每年可以节省许多因此所消耗的能源。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种可利用汽轮机乏汽热量来加热供热热水的凝汽系统。
本发明的目的是这样实现的 一种利用汽轮机乏汽热量来加热供热热水的凝汽系统，包括发电机、汽轮机、直接空冷系统，所述直接空冷系统包括空冷排汽管道、空冷排汽管道上阀门、空冷凝汽器、空冷风机、空冷凝结水管道、空冷凝结水管道上阀门、空冷抽真空管道、抽真空设备和凝结水收集装置，其特征在于在所述直接空冷系统的空冷排汽管道上并联设置有一路汽水换热器系统，所述汽水换热器系统包括汽水换热器、汽水换热器凝结水管道、汽水换热器凝结水管道上阀门、汽水换热器进汽管道、汽水换热器进汽管道上阀门和汽水换热器抽真空管道，所述汽水换热器抽真空管道接入所述抽真空设备，汽水换热器凝结水管道接入所述凝结水收集装置。
本发明通过在原直接空冷系统的排汽管道上再并联增加一套汽水换热器系统，利用直接空冷机组排汽背压可较高运行的特点，形成一种可利用汽轮机乏汽热量来加热供热热水的凝汽系统。发明技术具有以下优点
1、 提高了能源的利用率
将汽轮机乏汽热量通过凝汽器加热热水，既减少了直接将乏汽热量通过换热由空气直接排入大气的能源浪费，同时也提供了供热需求，能源利用率得到大大提高。以一台供热供况汽轮机乏汽排汽量为110t/h机组为例，
其乏汽能量可实现2760m3/h流量下5(TC进、7(TC出的供热热水的能力，即可满足58000KW的供热需求，效益比较可观。
2、 环保
以往技术，汽轮机乏汽能量通过换热由空气直接排入大气，给大气造成了热污染，利用本发明技术则可大大减少污染。
综上，通过汽水换热器利用汽轮机乏汽热量加热热水，提供供热需求，既减少了直接将乏汽能量通过换热由空气直接排入大气的能源浪费，提高了能源利用率，也减少了大气热污染，符合国家节能环保可持续发展要求。
图1为本发明利用汽轮机乏汽热量来加热供热热水的凝汽系统方案一示意图。
图2为本发明利用汽轮机乏汽热量来加热供热热水的凝汽系统方案二示意图。
图3为本发明利用汽轮机乏汽热量来加热供热热水的凝汽系统方案三示意图。
图4为本发明利用汽轮机乏汽热量来加热供热热水的凝汽系统方案四示意图。
图中附图标记发电机l汽轮机2空冷排汽管道3
空冷排汽管道上阀门4
空冷凝汽器5
空冷风机6
空冷凝结水管道7
空冷凝结水管道上阀门8
空冷抽真空管道9
抽真空设备10
汽水换热器ll
汽水换热器凝结水管道12
汽水换热器凝结水管道上阀门13
汽水换热器进汽管道14
汽水换热器进汽管道上阀门15
凝结水收集装置(排汽装置、凝结水箱)16
汽水换热器抽真空管道17
外围系统18
供热热水进/出19具体实施例方式
方案一到方案三系统流程基本一致包括两路相对独立的凝汽器系统，其中一路为原直接空冷系统，主要由发电机l、汽轮机2、空冷排汽管道3、空冷排汽管道上阀门4、空冷凝汽器5、空冷风机6、空冷凝结水管道7、空冷凝结水管道上阀门8、空冷抽真空管道9、抽真空设备10和凝结水收集装置(排汽装置、凝结水箱)16组成。另一路为在原直接空冷系统排汽管路3 (或汽轮机下方的凝结水收集装置16)上并联的汽水换热器系统，主要由汽水换热器11、汽水换热器凝结水管道12、汽水换热器凝结水管道上阔门13、汽水换热器进汽管道14、汽水换热器进汽管道上阀门15、凝结水收集装置(排汽装置、凝结水箱)16、汽水换热器抽真空管道17和抽真空设备10组成。在此凝汽器系统中，汽轮机2排出乏汽可通过空冷排汽管道3直接送入空冷凝汽器5内，空冷凝汽器5下部的空冷风机6使冷空气由下而上流过空冷凝汽器5外表面，使空气与汽轮机2排汽进行热交换，将乏汽冷凝成水，凝结水通过空冷凝结水管道7流进凝结水收集装置(排汽装置、凝结水箱)16，再送回外围系统18。汽轮机2排出乏汽也可通过汽水换热器进汽管道14送入汽水换热器11内，与热水进行热交换，乏汽冷凝成水。其中凝结水通过汽水换热器凝结水管道12流进凝结水收集装置(排汽装置、凝结水箱)16，再送回外围系统18，被加热后的热水送到供热系统用于用户供暖。抽真空设备10用于抽取空冷凝汽器5及汽水换热器11内的不凝性气体，维持系统的真空度并保证设备换热效率。
在机组进行供热工况运行时，在系统真空达到要求的情况下，首先将空冷排汽管道上阀门4及空冷凝结水管道上阀门8关闭，将汽水换热器进汽管道上阀门15及汽水换热器凝结水管道上阀门13打开，即首先将汽轮机2排汽送入汽水换热器11中加热热水。
在供热负荷变化，且汽轮机2剩余排汽量大于空冷凝汽器5防冻负荷(由空冷凝汽器换热性能决定)时，根据需要打开空冷排汽管道上阀门4及空冷凝结水管道上阀门8，同时启动空冷风机6，打开阀门的数量及启动空冷风机的数量、转速由运行要求决定，其目的是在汽水换热器的换热负荷根据供热需求变化时，维持系统的压力在要求范围内。
在供热负荷变化，且汽轮机剩余排汽量不满足空冷凝汽器防冻负荷(由空冷凝汽器换热性能决定)时，关闭空冷排汽管道上阀门4及空冷凝结水管道上阀门8，同时关闭空冷风机6，根据需要调节汽轮机2的排汽量，其目的是在汽水换热器的换热负荷根据供热需求变化时，维持系统的压力在要求范围内。
在机组进行非供暖工况运行时，汽水换热器凝结水管道上阀门13及汽水换热器进汽管道上阀门15关闭，汽水换热器ll投入保养，而将汽轮机所有排汽送入空冷凝汽器5中冷凝。
其中，方案二与方案一的区别在于在方案二中，凝结水收集装置16设置在汽轮机2下方，行业内称为俗称为排汽装置，汽轮机排汽先通过凝结水收集装置16进入排汽管道再进入凝汽器5冷凝，凝结水再借助重力自流排进凝结水收集装置16，如图2。在方案二中，空冷排汽管道3与汽水换热器进汽管道14都连接在凝结水收集装置16上。方案三与方案二的区别在于在方案三中，空冷排汽管道3与汽水换
热器进汽管道14直接连通，如图3。
方案四考虑将图1 (方案一)中汽水换热器系统、直接空冷系统中
公用抽真空设备10及凝结水收集装置16分开设置，即两系统分别单独配备抽真空设备IO及凝结水收集装置16，如图4。此布置为从专利权利覆盖方面考虑，实际工程中不一定会应用。
权利要求
1、一种利用汽轮机乏汽热量来加热供热热水的凝汽系统，包括发电机(1)、汽轮机(2)和直接空冷系统，所述直接空冷系统包括空冷排汽管道(3)、空冷排汽管道上阀门(4)、空冷凝汽器(5)、空冷风机(6)、空冷凝结水管道(7)、空冷凝结水管道上阀门(8)、空冷抽真空管道(9)、抽真空设备(10)和凝结水收集装置(16)，其特征在于在所述直接空冷系统的空冷排汽管道(3)或凝结水收集装置(16)上并联设置有一路汽水换热器系统，所述汽水换热器系统包括汽水换热器(11)、汽水换热器凝结水管道(12)、汽水换热器凝结水管道上阀门(13)、汽水换热器进汽管道(14)、汽水换热器进汽管道上阀门(15)和汽水换热器抽真空管道(17)，所述汽水换热器抽真空管道(17)接入所述抽真空设备(10)，汽水换热器凝结水管道(12)接入所述凝结水收集装置(16)。
2、 根据权利要求1所述的一种利用汽轮机乏汽热量来加热供热热水的凝汽系统，其特征在于所述汽水换热器进汽管道(14)直接连接在空冷排汽管道(3)上。
3、 根据权利要求1所述的一种利用汽轮机乏汽热量来加热供热热水的凝汽系统，其特征在于所述空冷排汽管道(3)与汽水换热器进汽管道(14)都连接在汽轮机(2)下方的凝结水收集装置(16)上。
4、 根据权利要求1所述的一种利用汽轮机乏汽热量来加热供热热水的凝汽系统，其特征在于所述空冷排汽管道(3)与汽水换热器进汽管道(14)直接连连通，所述空冷排汽管道(3)连接在汽轮机(2)下方的凝结水收集装置(16)上。
全文摘要
本发明涉及一种利用汽轮机乏汽热量来加热供热热水的凝汽系统，包括发电机(1)、汽轮机(2)和直接空冷系统，直接空冷系统包括空冷排汽管道(3)、空冷排汽管道上阀门(4)、空冷凝汽器(5)、空冷风机(6)、空冷凝结水管道(7)、空冷凝结水管道上阀门(8)、空冷抽真空管道(9)、抽真空设备(10)和凝结水收集装置(16)，在直接空冷系统的空冷排汽管道(3)上并联设置有一路汽水换热器系统，该汽水换热器系统包括汽水换热器(11)、汽水换热器凝结水管道(12)、汽水换热器凝结水管道上阀门(13)、汽水换热器进汽管道(14)、汽水换热器进汽管道上阀门(15)和汽水换热器抽真空管道(17)。采用本发明既减少了直接将乏汽热量通过换热由空气直接排入大气的能源浪费，提高了能源利用率，也减少了大气热污染。
文档编号F01K9/04GK101566079SQ20091002763
公开日2009年10月28日 申请日期2009年5月15日 优先权日2009年5月15日
发明者健 张, 瀚 江, 薛海君 申请人:江苏双良空调设备股份有限公司