一种自然风下空冷岛的能量回收系统的制作方法

本发明属于电站锅炉及汽轮机系统领域，具体涉及一种自然风下空冷岛的能量回收系统。

背景技术：

随着电力技术的日益革新，大容量、高参数汽轮机组的不断增加，不仅消耗大量的一次能源，同时也消耗了大量的水资源。水资源短缺是目前全世界所面临的难题之一。我国不仅水资源极度短缺，而且分布及不均衡，西北地区水资源量仅占全国水资源总量的14％左右。空冷机组作为一种新的节水途径，以节水65％以上的优点在一次能源蕴藏丰富而水资源又相对非常缺乏的北部地区具有十分广阔的发展前景。

直接空冷系统具有结构简单、空冷元件少、投资低等特点，能有效解决富煤贫水地区的发电问题，在我国富煤贫水地区得到广泛应用。直接空冷机组借助外界环境空气作为冷却介质，不需要循环冷却水，通常采用机械通风方式，空冷岛的风机靠电动机带动，对空冷凝汽器进行强制通风换热。由于直接空冷机组的运行背压高于湿冷机组，直接空冷机组运行的经济性相对较低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种自然风下空冷岛的能量回收系统，通过在直接空冷机组空冷岛风机的垂直正下方设置小风机发电机系统，可以回收自然风下空冷岛风机的能量，提高机组运行的经济性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种自然风下空冷岛的能量回收系统，包括驱动汽轮机低压缸、热井、真空泵进口阀门、真空泵、空冷凝汽器、空冷岛风机、小风机和小发电机；

小风机和小发电机系统位于空冷岛风机的垂直正下方，当空冷岛风机工作时，带动周围空气流动产生自然风，当自然风的动力足以克服外阻力的时候，小风机开始转动，从而带动小发电机做功发电；

驱动汽轮机低压缸设置在热井上方，驱动汽轮机低压缸的排汽排入空冷凝汽器，空气在空冷凝汽器的翅片管外流动，将管内蒸汽凝结，凝结后的蒸汽叫做凝结水，凝结水最终在热井中汇集，然后进入回热系统，采用空冷岛风机对空冷凝汽器进行机械通风。

本发明进一步的改进在于，小风机的叶轮与空冷岛风机的叶轮半径相等，当空冷岛风机的转速大于小风机的转速时，空冷岛风机叶片外缘的风压大于小风机叶片外缘的风压，由于压差自然风冲击小风机叶片；当足以克服外阻力时，使小风机开始转动，即是将动能传递给小风机，小风机带动小发电机转动做功发电，空冷岛风机与小风机同方向旋转。

本发明进一步的改进在于，能量回收装置是通过自然风与空冷岛风机、小风机的叶片相互作用产生动量矩的变化来传递扭矩。

本发明进一步的改进在于，空冷岛风机与小风机耦合布置，互不接触，中间有3-4mm的间隙。

本发明进一步的改进在于，驱动轮为空冷岛风机，被驱动轮为小风机。

本发明进一步的改进在于，根据空冷凝汽器翅片管束内部蒸汽流动方向分为顺流凝汽器和逆流凝汽器；顺流凝汽器是冷却蒸汽的主要场所，当通过顺流凝汽器的蒸汽没有凝结时，经过散热器底部的凝结水箱进入逆流凝汽器继续凝结。

本发明进一步的改进在于，未凝蒸汽和空气从逆流凝汽器上部的抽空气口经管道由真空泵抽出，从而保持空冷凝汽器内蒸汽系统的真空度，同时避免冬季低温条件下凝汽器内部蒸汽冻结。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明是在直接空冷机组空冷岛风机的垂直正下方设置小风机发电机系统，当空冷岛风机工作时，带动周围空气流动产生自然风，当自然风的动力足以克服外阻力的时候，小风机转动，带动小发电机做功发电。自然风与空冷岛风机、小风机的叶片相互作用产生动量矩的变化来传递扭矩。通过适用于直接空冷机组自然风下空冷岛的能量回收系统的实施，可以回收自然风下空冷岛风机的能量，提高机组运行的经济性。概括来说，本发明具有如下的优点：

(1)可以回收自然风下空冷岛风机的能量，提高机组运行的经济性。

(2)系统运行灵活，可根据需要随时投运以及切除，不影响空冷岛的正常工作。

附图说明

图1是本发明一种自然风下空冷岛的能量回收系统示意图。

附图标记说明：

1、汽轮机低压缸，2、热井，3、真空泵进口阀门，4、真空泵，5、空冷凝汽器，6、空冷岛风机，7、小风机，8、小发电机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施示例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施示例1

某600mw的直接空冷机组，在空冷岛风机的垂直正下方设置小风机发电机系统，当空冷岛风机工作时，带动周围空气流动产生自然风，当自然风的动力足以克服外阻力的时候，小风机转动，带动小发电机做功发电。自然风与空冷岛风机、小风机的叶片相互作用产生动量矩的变化来传递扭矩。

1、冬季低温工况：空冷岛风机6停运时，小风机7和小发电机8系统也停运。

2、其他工况：根据空冷岛风机6的投运情况，投入其对应的小风机7和小发电机8系统，回收自然风下空冷岛的能量。

通过适用于直接空冷机组自然风下空冷岛的能量回收系统的实施，可以回收自然风下空冷岛风机的能量，提高机组运行的经济性，且该系统运行灵活，可根据需要随时投运以及切除，不影响空冷岛的正常工作。

技术特征：

1.一种自然风下空冷岛的能量回收系统，其特征在于，包括驱动汽轮机低压缸(1)、热井(2)、真空泵进口阀门(3)、真空泵(4)、空冷凝汽器(5)、空冷岛风机(6)、小风机(7)和小发电机(8)；

小风机(7)和小发电机(8)系统位于空冷岛风机(6)的垂直正下方，当空冷岛风机(6)工作时，带动周围空气流动产生自然风，当自然风的动力足以克服外阻力的时候，小风机(7)开始转动，从而带动小发电机(8)做功发电；

驱动汽轮机低压缸(1)设置在热井(2)上方，驱动汽轮机低压缸(1)的排汽排入空冷凝汽器(5)，空气在空冷凝汽器(5)的翅片管外流动，将管内蒸汽凝结，凝结后的蒸汽叫做凝结水，凝结水最终在热井(2)中汇集，然后进入回热系统，采用空冷岛风机(6)对空冷凝汽器(5)进行机械通风。

2.根据权利要求1所述的一种自然风下空冷岛的能量回收系统，其特征在于，小风机(7)的叶轮与空冷岛风机(6)的叶轮半径相等，当空冷岛风机(6)的转速大于小风机(7)的转速时，空冷岛风机(6)叶片外缘的风压大于小风机(7)叶片外缘的风压，由于压差自然风冲击小风机(7)叶片；当足以克服外阻力时，使小风机(7)开始转动，即是将动能传递给小风机(7)，小风机(7)带动小发电机(8)转动做功发电，空冷岛风机(6)与小风机(7)同方向旋转。

3.根据权利要求1所述的一种自然风下空冷岛的能量回收系统，其特征在于，能量回收装置是通过自然风与空冷岛风机(6)、小风机(7)的叶片相互作用产生动量矩的变化来传递扭矩。

4.根据权利要求1所述的一种自然风下空冷岛的能量回收系统，其特征在于，空冷岛风机(6)与小风机(7)耦合布置，互不接触，中间有3-4mm的间隙。

5.根据权利要求1所述的一种自然风下空冷岛的能量回收系统，其特征在于，空冷岛风机(6)为驱动轮。

6.根据权利要求1所述的一种自然风下空冷岛的能量回收系统，其特征在于，小风机(7)为被驱动轮。

7.根据权利要求1所述的一种自然风下空冷岛的能量回收系统，其特征在于，根据空冷凝汽器(5)翅片管束内部蒸汽流动方向分为顺流凝汽器和逆流凝汽器；顺流凝汽器是冷却蒸汽的主要场所，当通过顺流凝汽器的蒸汽没有凝结时，经过散热器底部的凝结水箱进入逆流凝汽器继续凝结。

8.根据权利要求1所述的一种自然风下空冷岛的能量回收系统，其特征在于，未凝蒸汽和空气从逆流凝汽器上部的抽空气口经管道由真空泵(4)抽出，从而保持空冷凝汽器内蒸汽系统的真空度，同时避免冬季低温条件下凝汽器内部蒸汽冻结。

技术总结
本发明公开了一种自然风下空冷岛的能量回收系统，包括驱动汽轮机低压缸、热井、空冷凝汽器、空冷岛风机、真空泵、小风机、小发电机及汽水管路等。本发明是在直接空冷机组空冷岛风机的垂直正下方设置小风机发电机系统，当空冷岛风机工作时，带动周围空气流动产生自然风，当自然风的动力足以克服外阻力的时候，小风机转动，带动小发电机做功发电。自然风与空冷岛风机、小风机的叶片相互作用产生动量矩的变化来传递扭矩。通过适用于直接空冷机组自然风下空冷岛的能量回收系统的实施，可以回收自然风下空冷岛风机的能量，提高机组运行的经济性。

技术研发人员：许朋江;邓佳;马汀山;居文平;荆涛;万超;吕凯;李高潮;林轶
受保护的技术使用者：西安热工研究院有限公司;西安西热节能技术有限公司
技术研发日：2021.02.26
技术公布日：2021.07.23