一种凝汽式汽轮机有机工质循环冷却系统的制作方法
【专利摘要】一种凝汽式汽轮机有机工质循环冷却系统，由蒸发器、膨胀机、发电机、旋转机械、有机工质泵、冷凝器、切换阀门、抽气装置组成。该系统将现有凝汽式汽轮机乏汽冷却采用的冷却水循环系统替换为有机工质循环冷却系统作为“第二凝汽器”，可有效减少乏汽冷却工质的循环量，同时利用温度范围为70℃～85℃的乏汽潜热对外输出电能或有用功，将耗能型冷却转变为产能型冷却，提高了自备电厂汽水系统的能源综合利用效率。
【专利说明】
一种凝汽式汽轮机有机工质循环冷却系统
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种凝汽式汽轮机有机工质循环冷却系统。
【背景技术】
[0002]在化工、煤化工、冶金等行业的自备电厂汽水系统中，普遍采用凝汽式汽轮机进行发电(见附图1)，锅炉I产生的过热水蒸汽送入汽轮机2，汽轮机2膨胀做功带动发电机3发电，膨胀后的负压水蒸汽，通过凝汽器4冷却后变成凝结水，经过凝结水栗5送入锅炉给水系统，经过低压换热器6及除氧器7进行预热和除氧处理，再经过锅炉给水栗8及高压换热器9送入锅炉循环使用。凝汽器4通过冷却循环水栗10，送入冷却塔进行冷却，汽轮机乏汽冷却释放的热量通过循环冷却水被排放到大气中。这种方式不仅没有有效利用负压水蒸汽的潜热，而且冷却塔循环系统的水循环量大，冷却水栗、冷却塔需要消耗大量电能。
[0003]鉴于此，需要设计一种更为高效的循环冷却系统，以解决上述系统方案的缺陷，提高自备电厂汽水系统的能源综合利用效率。
【发明内容】
[0004]为克服现有凝汽式汽轮机凝汽器冷却方式存在的不足，本发明提供一种凝汽式汽轮机有机工质循环冷却系统，该系统能够有效减少乏汽冷却工质的循环量，同时利用温度范围为70°C?85°C的乏汽潜热对外输出电能或有用功，将耗能型冷却转变为产能型冷却，提高汽水系统的能源综合利用效率。
[0005]本发明采用的技术方案是:将现有凝汽式汽轮机乏汽冷却采用的冷却水循环系统替换为有机工质循环冷却系统作为“第二凝汽器”，该系统由蒸发器100、膨胀机101、发电机102、旋转机械202、冷凝器103、有机工质栗104、阀门105?108、抽气装置109组成，其中蒸发器100与汽轮机乏汽管路系统连接，吸收乏汽冷却过程中产生的潜热，使系统内的有机工质由液态转化为气态，气态有机工质推动膨胀机101带动发电机102发电或直接拖动旋转机械202对外做功;有机工质乏气在冷凝器103冷却为液态工质，在有机工质栗104的驱动下，液态工质进入蒸发器蒸发，完成循环;蒸发器的真空度由抽气装置109的持续运行来确保;有机工质循环冷却系统与原冷却水循环系统的切换由阀门105?108实现。
[0006]本发明的有益效果是:一种凝汽式汽轮机有机工质循环冷却系统，替代原有冷却水循环系统，大大减少了乏汽冷却工质的循环量，同时利用汽轮机乏汽的潜热进行发电或直接拖动旋转机械对外做功，实现冷却方式由耗能型到产能型的转变，使自备电厂汽水系统的能源综合利用效率大大提高，节能减排效果明显，具有广泛的应用前景。
【附图说明】
[0007]以下结合附图和【具体实施方式】对本发明进一步说明。
[0008]图1为现有凝汽式汽轮机循环冷却系统的示意图。
[0009]图2为本发明一种凝汽式汽轮机有机工质循环冷却系统示意图。
[0010]图3为实施例二本发明一种凝汽式汽轮机有机工质循环冷却系统示意图。
[0011]图中:1.锅炉，2.汽轮机，3.发电机，4.凝汽器，5.凝结水栗，6.低压加热器，7.除氧器，8.锅炉给水栗，9.高压加热器，10.冷却循环水栗，11.水处理设备，100.蒸发器，101.膨胀机，102.发电机，103.冷凝器,104.有机工质栗，105.阀门，106.阀门，107.阀门，108.阀门，109.抽气装置，202.旋转机械。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0013]实施例一
[0014]装机容量为75MW的火力发电系统，发电过程中汽轮机的排气量为220t/h，乏气参数为34kPa、72°C的饱和蒸汽。如图2所示，阀门105和阀门106开启，阀门107和阀门108关闭，使汽轮机乏汽进入有机工质循环冷却系统的蒸发器100，乏汽在处于一定真空度的蒸发器100中释放热量，将有机工质冷却系统中的有机工质由液态转化为气态;高压气态工质推动膨胀机101转动，驱动发电机102工作产生电能;从膨胀机101排出的低压有机工质通过冷凝器103冷却变成液态，在有机工质栗104的作用下，液态有机工质进入蒸发器，完成循环。在这个过程中，乏汽的潜热在蒸发器中被有机工质吸收，变成72°C饱和水，并经由锅炉给水栗送回锅炉，从而完成汽水系统的发电循环。蒸发器的真空度由抽气装置109的持续运行来确保。
[0015]当有机工质循环冷却系统检修时，阀门105和阀门106关闭，阀门107和阀门108开启。此时，汽轮机乏汽进入原有冷却系统的凝汽器，在凝汽器中被冷凝为饱和水，并经由锅炉给水栗送回锅炉，从而保证原有汽水系统的发电循环可靠稳定运行。
[0016]汽轮机乏汽通过有机工质循环冷却系统，可产生10089kW的净发电量，而原发电系统采用冷却循环水系统，冷却过程中的耗电功率为4224kW，综合两项，本发明产生的节能收益为 14313kW。
[0017]实施例二
[0018]请参阅图3，实施例二与实施例一的区别在于，本实施例中，膨胀机101直接拖动自备电厂的栗、风机、空压机或其他类型的旋转机械202对外做有用功。
[0019]显然，上面描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
【主权项】
1.一种凝汽式汽轮机有机工质循环冷却系统，其特征是:将现有凝汽式汽轮机乏汽冷却采用的冷却水循环系统替换为有机工质循环冷却系统作为“第二凝汽器”，该系统由蒸发器100、膨胀机101、发电机102、旋转机械202、冷凝器103、有机工质栗104、阀门105?108、抽气装置109组成，其中蒸发器100与汽轮机乏汽管路系统连接，吸收乏汽冷却过程中产生的潜热，使系统内的有机工质由液态转化为气态，气态有机工质推动膨胀机101带动发电机102发电或直接拖动旋转机械202对外做功;有机工质乏气在冷凝器103冷却为液态工质，在有机工质栗104的驱动下，液态工质进入蒸发器蒸发，完成循环;蒸发器的真空度由抽气装置109的持续运行来确保;有机工质循环冷却系统与原冷却水循环系统的切换由阀门105?108实现。2.根据权利要求1所述的一种凝汽式汽轮机有机工质循环冷却系统，其特征是:将现有凝汽式汽轮机乏汽冷却采用的冷却水循环系统替换为有机工质循环冷却系统作为“第二凝汽器”。3.根据权利要求1所述的一种凝汽式汽轮机有机工质循环冷却系统，其特征是:利用温度范围为70 0C?85 0C的凝汽式汽轮机乏汽潜热使系统内的有机工质由液态转化为气态，气态有机工质推动膨胀机101带动发电机102发电或直接拖动旋转机械202对外做功。4.根据权利要求1所述的一种凝汽式汽轮机有机工质循环冷却系统，其特征是:蒸发器的真空度由抽气装置109的持续运行来确保。5.根据权利要求1所述的一种凝汽式汽轮机有机工质循环冷却系统，其特征是:当有机工质循环冷却系统正常运行时，阀门105和阀门106开启，阀门107和阀门108关闭；当有机工质循环冷却系统检修时，阀门105和阀门106关闭，阀门107和阀门108开启。
【文档编号】F01D25/12GK106089343SQ201610701657
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月23日
【发明人】马永杰, 徐峰
【申请人】四川开山新玛能源科技有限公司