专利名称：蒸汽冷凝热回收利用方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以变声速增压技术，回收低压蒸汽冷凝热，并使之用于制冷、发电、供热的方法与装置。
以蒸汽为动力的装置，由于排汽压力过低，其蒸汽所含潜热难以回收利用。目前，应用最广泛的蒸汽动力装置是热力发电厂中的汽轮机。其原则性系统如
图1。
在图1所示系统中，锅炉1所产生的蒸汽导入汽轮机2，绝热彭胀作功，带动发电机3发电，对外输出电能。汽轮机2排出的低压蒸汽进入凝汽器4，与冷却水进行热交换，放出热量，被冷凝成凝结水。经凝结水泵5送入除氧器6除氧，除氧后再经锅炉给水泵7送入锅炉1循环使用。这一循环过程，冷却水带走了汽轮机2排出的低压蒸汽冷凝热，使发电厂整体热能利用率降低了50～60％，造成一次能源的极大浪费。这种传统的热力发电方式，使发电厂整体热能利用率只有35～40％。
本发明的目的在于，对传统的热力发电厂汽轮机排汽冷凝方式进行变改。创建一种发电厂汽轮机排汽冷凝热回收方法与相应的利用装置，以提高发电厂的整体热能利用率。
本发明的目的是通过以下方法来实现的利用泵增压技术，对液态工质进行增压处理，使液态工质具备一定压力，凭其该压力让其在蒸汽冷凝热回收利用系统中循环运行。
以具有一定压力的常温液态工质引射低压蒸汽，共同进入变声速增压器，汽液两相流在通过变声速增压器后成为具有较高压力的汽液均匀混合体，之后，导入蒸汽冷凝热回收器。
利用在密闭容器内饱和汽体的压力与温度平衡原理，使进入蒸汽冷凝热回收器的蒸汽在对应压力下冷凝成为具有较高温度的凝结水，同时，放出冷凝热，加热常温液态工质，使其共同成为具有较高温度的液态工质。
以具有较高温度的液态工质为热源，用于建设供热站，可对外供热。
以具有较高温度的液态工质(例如发电厂中的除盐水)作为锅炉用水，直接进除氧器除氧，可大大节省加热锅炉用水的耗用蒸汽量。
以具有较高温度的液态工质为热源，建设低品位热能制冷发电站，可用以制冷、发电。
本发明的蒸汽冷凝热回收利用系统在运行时，蒸汽冷凝热回收器内的具有较高温度的液态工质经液态工质输送泵加压后，成为具有一定压力与温度的液态工质。泵入热交换器，与常温二次载热体进行热交换，对外输出热量，同时，成为具有一定压力的常温液态工质。进入变声速增压器引射低压蒸汽。汽液两相流体在通过变声速增压器后，成为具有较高压力的汽液均匀混合体，导入蒸汽冷凝热回收器。在蒸汽冷凝热回收器内，蒸汽在对应压力下冷凝，成为具有较高温度的凝结水，同时，放出冷凝热，加热常温液态工质，使其共同成为具有较高温度的液态工质。供下一个循环使用，使循环得以继续。
本发明的蒸汽冷凝热回收利用方法，用于发电厂汽轮机排汽冷凝热回收利用工程，可使发电厂整体热能利用率由35～40％提高到50～60％。
下面结合附图对本发明的蒸汽冷凝热回收利用方法与装置进行祥细说明。
图1为先有技术中的对发电厂汽轮机排汽的处理方法示意图。
图2为本发明的蒸汽冷凝热回收利用方法与装置的第一实施例。
图3为本发明的蒸汽冷凝热回收利用方法与装置的第二实施例。
图4为本发明的蒸汽冷凝热回收利用方法与装置的第三实施例。
图2为本发明的蒸汽冷凝热回收利用方法与装置的第一实施例，本发明的蒸汽冷凝热回收利用装置包括了一蒸汽冷凝热回收器，一液态工质输送泵，一热交换器和一变声速增压器。
在图2中，标号1表示了蒸汽冷凝热回收器。
蒸汽冷凝热回收器1的出口与液态工质输送泵2的入口端相接。液态工质输送泵2的出口端与热交换器3的内腔入口端相接。输送泵2的功能是将从蒸汽冷凝热回收器1出来的具有较高温度的液态工质增压，再将增压后的液态工质泵入热交换器3的内腔。
具有较高温度的液态工质在压力下通过热交换器3的内腔时，与热交换器3的外腔流过的二次常温载热体进行热交换。二次常温载热体从热交换器3的B端流入热交换器3的外腔，与内腔通过的具有较高温度的液态工质进行热量交换。二次常温载热体吸收热量，温度升高，成为具有较高温度的二次载热体，从热交换器3的外腔C端输出，对外供热用户使用。内腔的具有较高温度的液态工质，放出热量，温度降低，成为具有一定压力的常温液态工质，从热交换器3的内腔输出端导入与其相接的变声速增压器4。
变声速增压器4的出口端与蒸汽冷凝热回收器1的上方入口端相接。变声速增压器4还有一个入口是低压蒸汽的输入端。当具有一定压力的常温液态工质通过变声速增压器4时，它作为动力源，引射蒸汽用户排出的低压蒸汽。在变声速增压器4内，汽液两相均匀混合体以超音速流动，使其遭遇阻力，引发压力激波，汽液两相流体以较高的压力从变声速增压器4输出，进入蒸汽冷凝热回收器1。
进入蒸汽冷凝热回收器1的具有较高压力的汽液混合物中的蒸汽，在相应的压力下冷凝，成为具有较高温度的凝结水。同时，放出冷凝热，加热常温液态工质，使其其同成为具有较高温度的液态工质。
以具有较高温度的液态工质为热源，通过液态工质输送泵2把一次热源载热体泵入热交换器3，通过热交换对外输出热量。具有较高温度的液态工质放出热量，成为常温液态工质，从热交换器3流出，进入系统循环运行。
以具有较高温度的液态工质为热源，通过一次热源载热体出口D与E把热量提供给制冷、发电用户及其他热用户。
图3为本发明的蒸汽冷凝热回收利用方法与装置的第二实施例，本发明的蒸汽冷凝热回收利用装置包括了——蒸汽冷凝热回收器，——凝结水泵和变声速增压器。
本实施例的目的是，对传统的发电厂汽轮机排汽冷凝方式进行改变，用一部分汽轮机排汽冷凝热加热另一部分由汽轮机排汽冷凝而成的凝结水，使其共同成为具有较高温度的凝结水，用于锅炉给水，以节省锅炉给水加热、除氧所用蒸汽量。
图3中，标号2为传统发电厂中的汽轮机，其尾部排出的低压蒸汽部分被引出，导入变声速增压器8。另一部分汽轮机2排出的低压蒸汽进入凝汽器4与冷却水进行热交换，放出冷凝热，被冷凝成常温凝结水，经凝结水泵10，泵入变声速增压器8。
变声速增压器8的出口与蒸汽冷凝热回收器9的入口端相接。导入蒸汽冷凝热回收器9的蒸汽在相应压力下冷凝，成为具有较高温度的凝结水，同时，放出冷凝热，加热常温凝结水，使其共同成为具有较高温度的凝结水。
蒸汽冷凝热回收器9的出口端与凝结水泵10的入口端相接。具有较高温度的凝结水经凝结水泵10泵入除氧器6，除氧后由锅炉给水泵7泵入锅炉1，循环使用。
图4为本发明的蒸汽冷凝热回收利用方法与装置的第三实施例。本发明的蒸汽冷凝热回收利用装置包括了一蒸汽冷凝热回收器，一凝结水泵，一变声速增压器与一低品位热能制冷发电站装置。
本实施例的目的是，对传统的发电厂汽轮机排汽冷凝方式进行变改。用其排汽冷凝热加热除盐水，以其被加热的除盐水为热源对外供热以及供发电厂锅炉用水，以提高发电厂整体热能利用率。
图4中，标号为2的汽轮机，其尾部排出的低压蒸汽不再(或部分)进入凝汽器4，而是通过导出管直接(或部分)进入变声速增压器8。
变声速增压器8的另一入口与低品位热能制冷发电站设备中的蒸发器15的外腔出口端相接。变声速增压器8的出口与蒸汽冷凝热回收器9的入口端相接。
由低品位热能制冷发电站设备蒸发器15外腔导出的具有一定压力的常温脱盐水进入变声速增压器8，引射由汽轮机2尾部排出的低压蒸汽。汽液两相混合体从变声速增压器8导出时，成为具有较高压力的汽液均匀混合体。
汽液均匀混合体进入蒸汽冷凝热回收器9后，蒸汽在相应压力下冷凝，成为具有较高温度的凝结水，同时，放出冷凝热，加热常温除盐水，使其共同成为具有较高温度的除盐水。
蒸汽冷凝热回收器9的出口端与凝结水泵10的入口端相接。凝结水泵有两台，一台凝结水泵10的出口端与除氧器6的入口端相接。另一台凝结水泵10的出口端与蒸发器15外腔的入口端相接。
具有较高温度的除盐水经凝结水泵10泵出，进入除氧器6，经除氧后作为锅炉用水由锅炉给水泵7送入锅炉，循环使用。
具有较高温度的除盐水经凝结水泵10泵出，进入蒸发器15的外腔，与通过内腔的低沸点工质进行热交换。放出热量，温度降低，成为具有一定压力的常温除盐水，从蒸发器15的外腔出口导出，进入变声速增压器8引射低压蒸汽，汽液两相均匀混合体从变声速增压器8导出，进入蒸汽冷凝热回收器9，之后，再循环运行。
本实施例的实施，将使发电厂整体热能利用率提高25％。
上面所介绍的几个实施例，只是利用蒸汽冷凝热回收利用方法进行蒸汽冷凝热回收利用的具休实例。当然，普通技术人员在本发明的思想启发之下，不经过创造性的构思可以得到其它的构形，这些都属于本发明方法和装置的专利保护范围。
权利要求
1.一种蒸汽冷凝热回收利用方法，其特征在于，该方法包括以下步骤增压利用泵增压技术，对液态工质进行增压处理，使液态工质具备一定压力，凭借该压力使其在蒸汽冷凝热回收利用系统中循环运行。引射以具有一定压力的常温液态工质，引射低压蒸汽，共同进入变声速增压器，使其成为具有一定压力的汽液均匀混合体。冷凝利用在密闭容器内饱和汽体的压力与温度平衡原理，使进入蒸汽冷凝热回收器的蒸汽在对应压力下冷凝，放出冷凝热，加热常温液态工质，使其共同成为具有较高温度的液态工质。
2.一种根据权力要求1的蒸汽冷凝热回收利用方法，其特征在于，还包括以下步骤热交换把蒸汽冷凝热回收器内的具有较高温度的液态工质具备的热量，通过热交换设备对外输出，使具有较高温度的液态工质成为常温液态工质。以确保低压蒸汽冷凝热得以充分回收利用。
3.一种根据权力要求2的蒸汽冷凝热回收利用方法，其特征在于，引射低压蒸汽所用的常温液态工质，可以是普通水、低沸点工质、脱盐水或是其它液体。
4.一种根据权力要求3的蒸汽冷凝热回收利用方法，其特征在于，所回收的热是低压蒸汽冷凝时放出的冷凝热。
5.一种根据权力要求4的蒸汽冷凝热回收利用方法，其特征在于，所回收的低压蒸汽冷凝热，用于制冷、发电、供热或其它用热场所。
6.一种根据权力要求5的蒸汽冷凝热回收利用方法，其特征在于，通过热交换设备的一次热源载热休是具有较高温度的液体工质，通过热交换设备后成为常温液态工质。
7.一种蒸汽冷凝热回收利用装置，包括——蒸汽冷凝热回收器——液态工质输送泵——热交换器。其特征在于，还包括——变声速增压器。蒸汽冷凝热回收器1的出口与液态工质输送泵2的入口端相接，液态工质输送泵2的出口端与热交换器3的内腔入口端相接。热交换器3外腔的输入端为常温二次载热休的输入端；输出端为二次载热体的输出端；热交换器3内腔的输出端与变声速增压器4的入口端相接。变声速增压器4还有一个入口与低压蒸汽相接，变声速增压器4的输出端与蒸汽冷凝热回收器1入口端相接。
全文摘要
本发明的蒸汽冷凝热回收方法与装置,利用汽液两相均匀混合体在超音速流动,遇到阻力会发生压力激波的原理,以常温液态工质引射低压蒸汽,让其进入变声速增压器,使其成为具有一定压力的汽液均匀混合体。进入蒸汽冷凝热回收器,在对应压力下,蒸汽冷凝,成为具有较高温度的液体,同时,放出冷凝热,加热常温液态工质,使其共同成为具有较高温度的液态工质。本发明的方法与装置,可回收低压蒸汽冷凝热,用于供热,制冷、发电等。
文档编号F22D1/34GK1322916SQ00106278
公开日2001年11月21日 申请日期2000年5月8日 优先权日2000年5月8日
发明者毛霖 申请人:毛霖, 张铁峰, 毛元章