一种蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器的制造方法
【专利摘要】一种蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器，属火力发电领域。传统的火力发电蒸汽轮机凝汽器，为了获得循环泠凝水及维持蒸汽轮机的有效朗肯循环，水冷凝汽器以大量的冷却水强制将做过功后的高品质中低压蒸汽热能，高速冷却转换成低温废热水，并需将废热水热量通过凉水池或冷却塔耗散至周边环境，造成巨大的能源浪费及环境热污染。本发明采用热能逆流阶梯换热理论，采取将凝汽器在全面保温的条件下，改变废热蒸汽降温行程结构，形成具有阶梯降温环境的换热空间，并将可生活用自来水通过盘旋的阶梯升温通道，可在不影响原蒸汽轮机发电效率的情况下，将废热全部转换成可二次发电并可取代工业及生活用低压蒸汽与高温热水。
【专利说明】
一种蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器
技术领域
[0001]本发明属于火力发电领域，涉及一种蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器。
【背景技术】
[0002]自欧洲第二次工业革命至今，蒸汽轮机(蒸汽式涡轮发动机)火力发电一直是全世界各国主要的发电模式，而且仍占有近70%的发电量，火力发电在巨量消耗不可再生能源的同时所排放的气体污染、热污染、粉尘污染也是目前环境污染的主要来源，然而两个多世纪以来，在发电工艺流程虽有不断的进步，但在节能及环保方面并没有重大的技术突破。
[0003]凝汽器是蒸汽轮机发电技术的主要设备(包括核电的后热力发电程序)，以水冷表面式凝汽器为例，为了获得循环泠凝水及维持蒸汽轮机的有效朗肯循环，传统的凝汽器需用大量的冷却水强制将做过功后的，仍处于高品质的中低压蒸汽热能，高速冷却转换成不足摄氏50°废热水，为了维持连续的循环冷却，该冷却水还要再降温至摄氏35°以下，其中的低温温差热量，需耗散至电厂周边环境，导致局部或大面积空气、河流或部分海域热污染。而在另一个领域，我们的城市却需要大量的锅炉生产低压蒸汽及热水，来满足工业生产、生活的必需。如果能在保持原火电发电效率的同时，将传统火电工艺中凝汽器巨量的废热直接转换成(超过摄氏120°)低压蒸汽及高温热水，必将会在免除火电厂冷却水散热污染的同时，冲销人类低压锅炉用于加工热水的近全部耗能，而且转换出的低压蒸汽及热水在进入生活用热水使用前，可采用螺杆膨胀机发电技术再次获得二次发电收益。
【发明内容】
[0004]为克服现有技术的不足，本发明目的是提出一种蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器。
[0005]为实现上述发明目的采用如下技术方案:
本发明所述的一种蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器，采用
【发明人】总结的《热能逆流阶梯换热》理论，该理论经多项专利产品实践印证，在合适的条件下，可使低温被导热流体从高温导热体获得超过95%的热质(温度)与超过95%的热量(功率)，总效率符合热力学第二定律。
[0006]本发明所述的一种蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器，由钢板结构组成分体式凝汽器壳体，并与壳内凝汽器换热管组装排列成散热单元，可采取积木式结构，组装排列成具有足够长度空间的(数倍于传统凝汽器)的凝汽换热行程。
[0007]本发明所述的一种蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器，为实现阶梯换热过程及保持原蒸汽气阻指标，在凝汽器换热空间或分体散热单元内，采取了传统换热管低汽阻排列及鱼型换热通道等多方案措施;该蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器，换热用水选用可直接生活用自来水作为水源，硬水地区需增加软化措施，也可根据转换出热能的特殊用途采用其他材料液体作为导热中介。
[0008]本发明所述的一种蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器，水路从靠近收集冷凝水的热井处开始，通过经冷水进口，穿过分组的管热管道，并经过水流左右导向通道形成与蒸汽降温相反方向盘旋的阶梯温升换热通道，在热水出口处获得高品质低压蒸汽及高温热水。
[0009]所述的一种蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器，为保证最高的热质量效率，外部全面保温是重要的措施，可采用如图4的分体式外附加保温层的保温工艺及图1所显示的整体真空腔保温工艺。
[0010]所述的一种蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器技术方案可使用于新装发电设备或用于传统火电的凝汽器改造，由于获取的热水中已经获得了最佳废热转换热焓，在使用于改造设备时原设备节能措施，如中部抽气措施及原凝汽器喉部二次加温措施可保留或重新布局。
[0011]所述的一种蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器，不同于热电联产的低效背压机供热及压缩发电能力的抽气供热方案，原凝汽式蒸汽轮机热电联产厂改造后，原热电联产供热模式将有新供热模式取代。
[0012]本发明所述的一种蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器，由于该换热方式减少了数倍的水量，原循环水栗将以增量模式转换为增压模式。
[0013]由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性:
?所述的蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器，以最高的效率将造成环境污染的低温废热直接转换成人类生活及生产必须的财富。
[0014].所述的蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器，在不影响原发电效率的基础上，可增加使用螺杆膨胀机发电的二次发电效率。
?该技术的实施，可使目前受火电污染的人类生存环境得到大幅改善。
【附图说明】
[0015]图1、是本发明一种蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器结构原理图；
图2、是本发明蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器内部减少蒸汽气阻方案之一的鱼型换热通道工作原理示意图；
图3、是本发明蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器内部减少蒸汽气阻方案之一的采用传统换热管排列方案工作原理示意图；
图4、是本发明蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器三维结构工作原理示意图。
[0016]图中:1、冷水进口，2、水流左导向通道，3、分体式凝汽器壳体，4、水流方向指示，5、热水出口，6、凝汽器蒸汽进口，7、蒸汽流动方向指示，8、凝汽器喉部，9、凝汽器换热管，10、水流右导向通道，11、保温，12、热井，13、凝汽器尾部。
【具体实施方式】
[0017]结合附图对本发明结构加以说明:
本发明所述的一种蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器，采用钢板结构组成分体式凝汽器壳体(3)，并与壳内凝汽器换热管(9)组装排列成散热单元，可采取积木式结构，组装排列成具有足够长度空间的(数倍于传统凝汽器)的凝汽换热行程。
[0018]本发明所述的一种蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器，为实现阶梯换热过程及保持原蒸汽气阻指标，在凝汽器换热空间或分体散热单元内，采取了传统换热管低汽阻排列及鱼型换热通道等多方案措施(图2图3所示)。
[0019]本发明所述的一种蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器，换热用水选用可直接生活用自来水作为源，硬水地区需增加软化水措施，也可根据热能的特殊用途采用其他材料液体作为导热中介;本发明所述的一种蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器，水路从靠近收集冷凝水的热井(12)处开始，通过经冷水进口(1)，穿过分组的凝汽器换热管(9)，并经过水流左右导向通道(2)(10)形成与蒸汽降温相反方向盘旋的阶梯温升换热通道，在热水出口(5)处获得高品质低压蒸汽及高温热水。
[0020]所述的一种蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器，为保证最高的热质量效率，外部全面保温是重要的措施，可采用如图4(11)的分体式外附加保温层的保温工艺及图1(11)所显示的整体真空腔保温工艺。
[0021]所述的一种蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器技术方案可使用于新新装设备或用于传统火电的凝汽器改造，所述的一种蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器由于获取的热水中已经获得了最佳废热转换热焓，在使用于改造设备时原设备节能措施，如中部抽气措施及原凝汽器喉部二次加温措施可保留或重新布局。
[0022]所述的一种蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器，不同于热电联产的低效背压机供热及压缩发电能力的抽气供热方案，原凝汽式蒸汽轮机热电联产厂改造后，原热电联产供热模式将有新供热模式取代。
[0023]本发明所述的一种蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器，由于该换热方式减少了数倍的水量，原循环水栗将以增量模式转换为增压模式。
[0024]所述的一种蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器工作原理如下:来自蒸汽轮机出口做过功的蒸汽以蒸汽流动方向(7)从凝汽器蒸汽口(6)进入经凝汽器喉部(8)进入凝汽器，分布在凝汽器内部的凝汽器换热管(9)，如图2图3方法以最小的排列阻力，形成阶梯温蒸汽降温换热行程，低温(自来水)冷水从靠近凝汽器尾部(13)处冷水进口(I)进入，经凝汽器换热管
(9)低温换热后进入水流右导向管道(10)，回到另一组阶梯凝汽器换热管(9)，阶梯升温换热后，由水流左导向管道(2)再次回到温差阶梯向上的不同组凝汽器换热管(9)，依次按照水流方向指示(4)阶梯换热，最终获得最高全部热能至热水出口(5)输出；蒸汽经阶梯降温至凝汽器尾部(13)处转换成低温蒸馏水，进入热井(12)，成完成整个阶梯换热过程，该过程在发电过程中连续进行。
【主权项】
1.一种蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器，包括由凝汽器壳体(3)，并与壳内凝汽器换热管(9)组装排列成散热单元;为保证低气阻(图2图)3所示;水路从热井(12)处，通过冷水进口(I)，凝汽器换热管(9)，左右导向通道(2)(10)形成与蒸汽降温相反方向盘旋的阶梯温升换热通道，在热水出口(5)处获得高品质低压蒸汽及高温热水;采取有图1、(11)图4(11)的保温措施。2.根据权利要求1所述的散热单元，其特征是采用钢板结构组成分体式凝汽器壳体(3)，并与壳内凝汽器换热管(9)组装排列成散热单元，可采取积木式结构，组装排列成具有足够长度空间的(数倍于传统凝汽器)的凝汽换热行程。3.根据权利要求1所述散的热单元，为实现阶梯换热过程及保持原蒸汽气阻指标，在凝汽器换热空间或散热单元内，采取了传统换热管低汽阻排列及鱼型换热通道等多方案措施(图2图3所示)。4.根据权利要求1所述散的蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器换热水，选用可直接生活用自来水源，硬水地区最好增加软化措施，也可根据热能的特殊用途采用其他材料液体作为导热中介。5.根据权利要求1所述散的水路结构特征是从靠近收集冷凝水的热井(12)处开始，通过经冷水进口(1)，穿过分组的凝汽器换热管(9)，并经过水流左右导向通道(2)(10)形成与蒸汽降温相反方向盘旋的阶梯温升换热通道，在热水出口(5)处获得高品质低压蒸汽及高温热水。6.根据权利要求1所述散的所述的一种蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器，可采用如图4(II)的分体式外附加保温层的保温措施及图1(11)所显示的整体真空腔保温措施。7.根据权利要求1所述的一种蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器技术方案可使用于新设备或用于传统凝汽器改造;所述的一种蒸汽轮机高温阶梯换热凝汽器由于获取的热水中已经获得了最佳废热转换热焓，在使用于改造设备时原设备节能措施，如中部抽气措施及原凝汽器喉部二次加温措施可保留或重新布局。
【文档编号】F28B1/02GK106091718SQ201610609487
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月29日 公开号201610609487.2, CN 106091718 A, CN 106091718A, CN 201610609487, CN-A-106091718, CN106091718 A, CN106091718A, CN201610609487, CN201610609487.2
【发明人】袁世俊, 袁昭
【申请人】洛阳文森科技有限公司