专利名称：一种带乏汽换热系统的电厂汽水系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电厂汽水系统，特别是一种带乏汽换热系统的电厂汽水系统。
背景技术：
随着社会的发展，人类对电能的需求越来越大。目前的能源结构仍是以火力发电为主。火力发电厂对煤炭资源消耗巨大，同时造成了严重的污染物排放。面对煤炭资源的日益枯竭、对生态环境的日益关注，节能减排成为了一项重要的全社会任务。蒸汽循环冷却系统是电力生产过程中的一个重要环节，做过功的汽轮机乏汽需要在凝汽器中进行冷却凝结，然后经过再热、除氧后送回锅炉循环使用。发电厂汽轮机的乏汽通过直接空冷系统以空气为冷却介质的热交换作用，将乏汽热量排放到大气中。这种热量的释放不仅造成了能量的损耗，同时对周边环境造成了热污染。现有采用直接空冷系统的电站汽水系统中，空冷凝汽器所处理的乏汽量为全部的汽轮机排汽，空冷岛散热单元体积大，风机功率高，用电负荷大，有着较大的厂用电消耗。
实用新型内容本实用新型的目的在于，提供一种带乏汽换热系统的电厂汽水系统，可以有效降低电厂乏汽热能的浪费，降低厂用电量，并且能够有效降低电厂汽水系统、直接空冷系统的能量消耗和直接空冷岛的整体造价。本实用新型的技术方案一种带乏汽换热系统的电厂汽水系统，包括锅炉、过热器、汽轮机、直接空冷系统、凝结水泵、凝结水精处理装置、轴封冷凝器、低压加热器、除氧器、给水泵和高压加热器，锅炉、过热器、汽轮机、直接空冷系统、凝结水泵、凝结水精处理装置、低压加热器、除氧器、给水泵、高压加热器通过管路依次连接，所述直接空冷系统包括凝汽器、冷却风机和凝结水箱，汽轮机和直接空冷系统的连接管路上设有乏汽引出管路，乏汽引出管路与热泵系统连接，热泵系统通过管路与凝结水箱连接；热泵系统还通过进水管道和出水管道与低压加热器或轴封冷凝器连接。增加热泵系统的目的是，一方面从汽轮机主排汽管抽取部分乏汽后，减少了进入直接空冷系统的乏汽量，从而减少了直接空冷系统投入使用的设备数量，降低能耗；另一方面以抽取的这部分乏汽为热源，利用热泵对取自某级低压加热器入口或轴封冷凝器入口侧的凝结水进行加热，提高凝结水温度，从而减少低压加热器所需汽轮机抽汽用量，而这部分抽汽量可以参与汽轮机的蒸汽做功环节，提高了汽轮机的效率，进一步节约了能源。前述的带乏汽换热系统的电厂汽水系统中，所述热泵系统包括蒸发器、压缩机和冷凝器，蒸发器、压缩机和冷凝器通过管路依次连接，蒸发器的进汽端与乏汽引出管路连接，蒸发器的出口端通过管路与凝结水箱连接；冷凝器的进液口通过进水管道与某级低压加热器的入口端连接，冷凝器的出液口通过出水管道与该低压加热器的出口端连接。将冷凝器的进液口通过进水管道与低压加热器的入口端连接、冷凝器的出液口通过出水管道与低压加热器的出口端连接，通过从主凝结水管路引出部分凝结水送入热泵系统冷凝器吸收热量，并提高凝结水的温度，其目的是为了减少该级低压加热器凝结水量，进而降低低压加热器所需的汽轮机抽汽量。减少后的汽轮机抽汽量可以用来增加汽轮机做功蒸汽份额补偿所对应的功值，在功等同的条件下，越高级的抽汽的节省，节约的汽轮机进汽量越多，节约煤耗也越多，从而达到汽轮机乏汽节能的效果。前述的带乏汽换热系统的电厂汽水系统中，低压加热器包括一级低压加热器、二级低压加热器、三级低压加热器，冷凝器的进液口通过进水管道与一级低压加热器、二级低压加热器或三级低压加热器中的任意一级低压加热器的入口端连接，冷凝器的出液口通过出水管道与该级加热器的出口端连接。本技术方案只列举了一级低压加热器、二级低压加热器和三级低压加热器，但是根据机组容量和配置的需要，可在系统中设置更多数量的低压加热器，如四级低压加热器、五级低压加热器等。前述的带乏汽换热系统的电厂汽水系统中，所述热泵系统包括蒸发器、压缩机和冷凝器，蒸发器、压缩机和冷凝器通过管路依次连接，蒸发器的进汽端与乏汽引出管路连接，蒸发器的出口端通过管路与凝结水箱连接；冷凝器的进液口通过进水管道与轴封冷凝器的入口端连接，冷凝器的出液口通过出水管道与轴封冷凝器的出口端连接。将冷凝器的进液口通过进水管道与轴封冷凝器的入口端连接、冷凝器的出液口通过出水管道与轴封冷凝器的出口端连接，通过从主凝结水管路引出部分凝结水送入热泵系统冷凝器吸收热量， 其目的是为了提高在低背压条件下的抽汽冷凝器后低压加热器入口凝结水温度，从而降低低压加热器所需的汽轮机抽汽量。前述的带乏汽换热系统的电厂汽水系统中，与冷凝器的出液口连接的出水管道上设有加压泵。加压泵的作用是凝结水经过冷凝器吸热后，通过加压泵加压克服作为旁路系统的乏汽换热装置阻力后被送回低压加热器。与现有技术相比，本实用新型由于增加了热泵系统，部分汽轮机乏汽通过热泵系统中的蒸发器进行换热，然后热量通过冷凝器释放给凝结水，从而提高了低压加热器入口凝结水温度，降低了低压加热器耗用汽轮机的抽汽量，降低了能量的消耗，减少后的汽轮机抽汽量可以用来增加汽轮机做功蒸汽份额补偿所对应的功值，节约的汽轮机进汽量越多， 节约煤耗也越多，从而达到汽轮机乏汽节能的效果。另外，由于部分乏汽被热泵系统所利用，所以直接空冷系统的乏汽换热量相对减小，空冷岛投入的用作风机设备工作数量也减少，设备的耗电量也随之降低。
图1是设有热泵系统的直接空冷系统简化汽水系统图；图2是冷凝器与二级低压加热器连接的局部结构示意图；图3是冷凝器与三级低压加热器连接的局部结构示意图；图4是冷凝器与轴封冷凝器连接的局部结构示意图。附图中的标记为1-锅炉，2-过热器，3-汽轮机，4-直接空冷系统，5-凝结水泵， 6-凝结水精处理装置，7-低压加热器，8-除氧器，9-给水泵，10-高压加热器，11-凝汽器， 12-热泵系统，13-凝结水箱，14-蒸发器，15-压缩机，16-冷凝器，17-轴封冷凝器，18-进水管道，19-出水管道，20-加压泵，21-冷却风机，22-乏汽引出管路，71- 一级低压加热器，72- 二级低压加热器，73-三级低压加热器。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。本实用新型的实施例1 如图1所示，带乏汽换热系统的电厂汽水系统，包括锅炉 1、过热器2、汽轮机3、直接空冷系统4、凝结水泵5、凝结水精处理装置6、轴封冷凝器17、低压加热器7、除氧器8、给水泵9和高压加热器10，锅炉1、过热器2、汽轮机3、直接空冷系统 4、凝结水泵5、凝结水精处理装置6、低压加热器7、除氧器8、给水泵9、高压加热器10通过管路依次连接，所述直接空冷系统4包括凝汽器11、冷却风机21和凝结水箱13，汽轮机3 和直接空冷系统4的连接管路上设有乏汽引出管路22，乏汽引出管路22与热泵系统12连接，热泵系统12通过管路与凝结水箱13连接。所述热泵系统12包括蒸发器14、压缩机15和冷凝器16，蒸发器14、压缩机15和冷凝器16通过管路依次连接，蒸发器14的进汽端与汽轮机低压缸出口排汽管上的乏汽引出管路22连接，蒸发器14的出口端通过管路与凝结水箱13连接；冷凝器16的进液口通过进水管道18与一级低压加热器71的入口端连接，冷凝器16的出液口通过出水管道19与一级低压加热器71的出口端连接。出水管道19上设有加压泵20。本实用新型的实施例2 如图1所示，带乏汽换热系统的电厂汽水系统，包括锅炉 1、过热器2、汽轮机3、直接空冷系统4、凝结水泵5、凝结水精处理装置6、轴封冷凝器17、低压加热器7、除氧器8、给水泵9和高压加热器10，锅炉1、过热器2、汽轮机3、直接空冷系统 4、凝结水泵5、凝结水精处理装置6、低压加热器7、除氧器8、给水泵9、高压加热器10通过管路依次连接，所述直接空冷系统4包括凝汽器11、冷却风机21和凝结水箱13，汽轮机3 和直接空冷系统4的连接管路上设有乏汽引出管路22，乏汽引出管路22与热泵系统12连接，热泵系统12通过管路与凝结水箱13连接。所述热泵系统12包括蒸发器14、压缩机15和冷凝器16，蒸发器14、压缩机15和冷凝器16通过管路依次连接，蒸发器14的进汽端与乏汽引出管路22连接，蒸发器14的出口端通过管路与凝结水箱13连接；如图2所示，冷凝器16的进液口通过进水管道18与二级低压加热器72的入口端连接，冷凝器16的出液口通过出水管道19与二级低压加热器72的出口端连接。出水管道 19上设有加压泵20。本实用新型的实施例3 如图1所示，带乏汽换热系统的电厂汽水系统，包括锅炉 1、过热器2、汽轮机3、直接空冷系统4、凝结水泵5、凝结水精处理装置6、轴封冷凝器17、低压加热器7、除氧器8、给水泵9和高压加热器10，锅炉1、过热器2、汽轮机3、直接空冷系统 4、凝结水泵5、凝结水精处理装置6、低压加热器7、除氧器8、给水泵9、高压加热器10通过管路依次连接，所述直接空冷系统4包括凝汽器11、冷却风机21和凝结水箱13，汽轮机3 和直接空冷系统4的连接管路上设有乏汽引出管路22，乏汽引出管路22与热泵系统12连接，热泵系统12通过管路与凝结水箱13连接。所述热泵系统12包括蒸发器14、压缩机15和冷凝器16，蒸发器14、压缩机15和冷凝器16通过管路依次连接，蒸发器14的进汽端与乏汽引出管路22连接，蒸发器14的出口端通过管路与凝结水箱13连接；如图3所示，冷凝器16的进液口通过进水管道18与三级低压加热器73的入口端连接，冷凝器16的出液口通过出水管道19与三级低压加热器73的出口端连接。出水管道 19上设有加压泵20。本实用新型的实施例4 如图1所示，带乏汽换热系统的电厂汽水系统，包括锅炉 1、过热器2、汽轮机3、直接空冷系统4、凝结水泵5、凝结水精处理装置6、轴封冷凝器17、低压加热器7、除氧器8、给水泵9和高压加热器10，锅炉1、过热器2、汽轮机3、直接空冷系统 4、凝结水泵5、凝结水精处理装置6、低压加热器7、除氧器8、给水泵9、高压加热器10通过管路依次连接，所述直接空冷系统4包括凝汽器11、冷却风机21和凝结水箱13，汽轮机3 和直接空冷系统4的连接管路上设有乏汽引出管路22，乏汽引出管路22与热泵系统12连接，热泵系统12通过管路与凝结水箱13连接。所述热泵系统12包括蒸发器14、压缩机15和冷凝器16，蒸发器14、压缩机15和冷凝器16通过管路依次连接，蒸发器14的进汽端与乏汽引出管路22连接，蒸发器14的出口端通过管路与凝结水箱13连接；如图4所示，冷凝器16的进液口通过进水管道18与轴封冷凝器17的入口端连接， 冷凝器16的出液口通过出水管道19与轴封冷凝器17的出口端连接。出水管道19上设有加压泵20。本实用新型的工作原理汽轮机3排出的乏汽一部分通过管路进入直接空冷系统 4，另一部分通过乏汽引出管路22进入热泵系统12。进入热泵系统12的乏汽与蒸发器14进行换热，冷凝后的乏汽冷凝液经过管路输送至凝汽器后的凝结水箱12进入主凝结水系统，热泵系统的冷凝器16将热量释放给取自轴封冷却器17入口前主凝结水管道中的凝结水，吸热升温后，经过加压泵20输送到轴封冷凝器17的出口端；或者从某一级的低压加热器入口前取凝结水，送入热泵系统12，加热后返回到该级加热器的出口处。进入直接空冷系统4的乏汽，在凝汽器11内进行冷凝，成为凝结水后流入凝结水箱13，凝结水泵5将凝结水送至凝结水精处理系统6进行可溶盐类以及金属类杂质的去除， 之后进入低压加热器7进行加热，然后通过除氧器8除氧，由给水泵9升压后经高压加热器 10进一步加压后输送至锅炉1，作为锅炉的给水。
权利要求1.一种带乏汽换热系统的电厂汽水系统，包括锅炉(1)、过热器O)、汽轮机(3)、直接空冷系统G)、凝结水泵(5)、凝结水精处理装置(6)、轴封冷凝器(17)、低压加热器(7)、除氧器(8)、给水泵(9)和高压加热器(10)，锅炉(1)、过热器O)、汽轮机(3)、直接空冷系统 ⑷、凝结水泵(5)、凝结水精处理装置(6)、低压加热器(7)、除氧器⑶、给水泵(9)、高压加热器(10)通过管路依次连接，所述直接空冷系统(4)包括凝汽器(11)、冷却风机和凝结水箱(13)，其特征在于汽轮机(3)和直接空冷系统的连接管路上设有乏汽引出管路(22)，乏汽引出管路02)与热泵系统(12)连接，热泵系统(12)通过管路与凝结水箱 (13)连接；热泵系统(12)还通过进水管道(18)和出水管道(19)与低压加热器(7)或轴封冷凝器(17)连接。
2.根据权利要求1所述的一种带乏汽换热系统的电厂汽水系统，其特征在于所述热泵系统(12)包括蒸发器(14)、压缩机(15)和冷凝器(16)，蒸发器(14)、压缩机(15)和冷凝器(16)通过管路依次连接，蒸发器(14)的进汽端与乏汽引出管路0 连接，蒸发器(14) 的出口端通过管路与凝结水箱(1 连接；冷凝器(16)的进液口通过进水管道(18)与低压加热器⑵的入口端连接，冷凝器(16)的出液口通过出水管道(19)与低压加热器(7)的出口端连接。
3.根据权利要求2所述的一种带乏汽换热系统的电厂汽水系统，其特征在于低压加热器(7)包括一级低压加热器(71)、二级低压加热器(72)、三级低压加热器(73)，冷凝器 (16)的进液口通过进水管道(18)与一级低压加热器(71)、二级低压加热器(7 或三级低压加热器(7 中的任意一级低压加热器的入口端连接，冷凝器(16)的出液口通过出水管道(19)与该级加热器的出口端连接。
4.根据权利要求1所述的一种带乏汽换热系统的电厂汽水系统，其特征在于所述热泵系统(12)包括蒸发器(14)、压缩机(15)和冷凝器(16)，蒸发器(14)、压缩机(15)和冷凝器(16)通过管路依次连接，蒸发器(14)的进汽端与乏汽引出管路0 连接，蒸发器(14) 的出口端通过管路与凝结水箱(1 连接；冷凝器(16)的进液口通过进水管道(18)与轴封冷凝器(17)的入口端连接，冷凝器(16)的出液口通过出水管道(19)与轴封冷凝器(17) 的出口端连接。
5.根据权利要求2或4所述的一种带乏汽换热系统的电厂汽水系统，其特征在于与冷凝器(16)的出液口连接的出水管道(19)上设有加压泵00)。
专利摘要本实用新型公开了一种带乏汽换热系统的电厂汽水系统，锅炉、过热器、汽轮机、直接空冷系统、凝结水泵、凝结水精处理装置、低压加热器、除氧器、给水泵、高压加热器通过管路依次连接，所述直接空冷系统包括凝汽器、冷却风机和凝结水箱，汽轮机和直接空冷系统的连接管路上设有乏汽引出管路，乏汽引出管路与热泵系统蒸发器侧连接，热泵系统通过管路与凝结水箱连接；热泵系统冷凝器侧通过进水管道和出水管道与某级低压加热器或轴封冷凝器连接。本实用新型可以有效降低电厂热能的浪费，并且能够有效降低电厂汽水系统和直接空冷系统的能量消耗。
文档编号F22D11/06GK202195714SQ20112026574
公开日2012年4月18日 申请日期2011年7月26日 优先权日2011年7月26日
发明者王昕 , 翁燕珠, 邢苍, 闫平 申请人:华电重工股份有限公司