专利名称：电站、锅炉余热汽重力压缩机及微泵微耗超节能给补水系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电站、锅炉余热汽重力压缩机及微泵微耗超节能给补水系统新技术，尤其是把现行电站无法有效回收而只能白白浪费的余热能量进一步回收而相对节能20---50％，具体由压缩机闭合吸纳并压缩汽轮机尾汽(或工业锅炉负载管网终端尾汽)再经等压罐与罐箱阀管网系统、冷却系统的有机换热形成超高温供(补)水的饱和水流及实现无(微)泵无(微)耗热向锅炉闭路给、补水而大量避免冷凝弃热和设计性丢热的综合节能设备。
目前，已知的抽汽冷凝式发电、抽汽背压式发电的汽轮机抽汽行为主要是为了预热入炉给水、空气及向用户供热，而没有也很难采用压缩机技术对冷凝式发电站进行原汽轮机等实现热效率60--70％，锅炉节能20--50％的技术补充或配套，而大都是以提高工作压力为手段，从亚临界的16.8Mpa提高到24.12Mpa的超临界压力，其供电效率才提高1.4个百分点(即便是IGCC“燃气—蒸汽”联合循环电站的供电效率也只有45％左右)。热电厂由于汽轮机的效率低，余热弃损严重，一般是经济运行参数不够高，甚至极低，造成了极大的能源浪费和大气污染……与本发明的技术得以应用或配套改造后比较，仅就我国用于发电(工业锅炉)的煤炭中(每年约10亿吨)每年的余热弃(丢)损可利用量折合2--5亿吨，正是由于这种浪费和污染的无奈，国家才不得不采取一系列限制或取缔中、小热电厂发展的政策措施。
本发明的目的是通过电站、锅炉蒸汽余热(汽水)回收的压缩递进热交换(冷却)或直接临界压缩定、加压超低冷却闭路过热给水技术把汽轮机尾汽大部(或全部)压缩为授定加(超)压饱和水继而经过罐箱阀管网系统连续(或渐断)地随借(借后随还)锅炉蒸汽与微泵压头推其入炉，实现各类工业锅炉系统的余热有效回收，以此节约燃煤20--50％，走出一条大幅度节缩燃煤基数的动力环保之路。
本发明的目的是这样实现的以竖垂布置若干全等的各自独立电动传输系统的底位设铸钢对应缸筒并体，其缸筒深达一至若干米，甚至十几米，底部设四孔入、出汽口底缸盖(底部准座式)，缸筒口内顶向上竖延下探连筒内自底而上伸设竖“连杆”的竖向住复联动于缸筒内设有3--5道橡胶石棉(或金属动配合游隙的)活塞环的压汽竖活塞，活塞上竖连“连杆”继上过缸筒口外设配重杆段(段环仓阔宽)并有层层配重块，杆段上延继接竖齿条杆，杆穿上平台，台上设与竖齿条合而共定轴的被动双齿轮(大轮为增速介轮，小轮为初速介轮)，轮中小齿轮固定于大齿轮同心构成为竖齿条对应大介轮与水平横齿条经小齿轮齿合，横齿条延杆横连“活塞—缸筒”之横向往复横缸筒滑道内与横“活塞”顶联为一体，“活塞”于缸筒道的内侧与“曲柄—连杆”机构销轴连动为一体(机构由电动主轴输动力并转密闭溅油式润滑在油底壳内)，对应横缸筒滑道的连杆成构介动曲轴之电动竖活塞而配重上下往复的抽压余热蒸汽之尾汽，汽流若干缸系等时等量等速等配重定压互为接力的重力压缩机系统，系统的缸盖下对应每缸两两四口式入、压汽口而两口接入汽逆止通来汽轮机尾汽横联管上，两口逆止通联管、尾汽道；压汽联管通各逆止管道，道道并联(式)通至各等压罐的中、下部管(口)道，各罐顶部设管道口又逆止通向对应孪体组罐底管(口)逆止向下互通，同时各两孪罐分为一组(整个系统或分二至若干组别，每组每罐分别通向两借热管道，两道上各设劳逸互为接力或有备用组别的借汽的即劳待逸和即逸待劳作息的电磁阀，每组每罐罐底、侧管口、道对应设下行饱和水逆止管道而共通给水主管道，管闭合入、出于等压罐，出罐后入锅炉供补水主管道，道中给水流或返行于各等压罐内的滑塞游动腔下部的螺旋盘管，罐内盘管或另系通入冷却水流以获得适宜密度的饱和水)，组与补水系的罐组又有有机补水联系，水流低温流经供水系各对应组内罐内的盘管逐渐升至高温状态的定压或高压入炉水流……这样，当汽轮机吐来尾汽(配重杆按设计定压重力调整正常)，尾汽由压缩机竖活塞上复被、主动合力吸纳，纳缸至“满”活塞上止而下往(入汽结束)，尾汽阀自动关闭(对应缸筒竖活塞活正接力上复纳汽)而压汽阀自动打开，竖活塞以其重力并电动合力主动施压压缩所纳之汽入未满汽的等压罐中，待对应各孪罐组的即逸作息阀未借锅炉之汽的罐满状态或施以更大设计压力(临界压力的定压尾汽可以加压超过锅炉工作压力而直接向锅炉供水，中、高压定压尾汽则可以施定压重力之外的微压合力而只能靠借汽入高压罐上滑塞游动的借还热汽腔过程之中由盘管中冷却水汽平稳吸收罐中因未临界压的汽水焓差方可以获得适宜饱和水密度下的锅炉预备供水的中继罐水源)获得相应密度比容和饱和水焓热指标后，给电“开机”启动供水系(补水系)，系内即劳作息阀(原即逸作息阀本身)则借锅炉之汽入等压罐之顶部，隔滑塞向罐内饱和水施以正压推力(该推力叠加有高压罐位势正功并合有微压泵的微水头0.2-0.6Mpa力)向主供水阀供水，与此同时，对应孪罐内的饱和水亦渐渐储满，待即逸作息阀打开的该即劳作息阀关闭而接力供水，如此劳逸互补接力稳流供水不断；当系统内循环网路丢水则按需调整补水系补水流(工作原理同供水系)，流由常规软水源经除氧器罐、等压罐劳逸、借还热管网有机止开开止各阀而稳定流量流经供水系等压罐中的盘管内(管内的原冷却水则相应减小冷却流或增大压力而使补水流经的盘管吸收足够的余热)。拿一台130T/h锅炉来讲，如果是5.88Mpa工作压力、容量为36.1kg/s、汽轮机排汽定压为1.27Mpa的纯冷凝发电锅炉，汽轮机热效率只能在30％左右，采用本发明方案，压缩机的配重杆重力设计完全耗用的是定压余热作功，而电动机传动来的外压在0.1--0.2Mpa的标准内的话则所耗电折合一次能源的仅占压缩机总功率9.8MW的10％左右，如此，便可以把等压罐中盘管热交换器的总设计冷却强度规定在(666-198)×36.1Kcal/s，而实现余热回收利用率约26％左右(净回收余热16％左右)；如果本锅炉设计了亚临界压力工况，汽轮机尾汽定压10Mpa的话便可获得310.96℃的饱和水入罐温度，冷却强度则降为(652-336)×36.1Kcal/s而压缩机耗用余热功率降为6.8MW左右，实现余热回收利用率约52％(净回收余热45％左右)；假若该锅炉为超临界压力，汽轮机尾汽定压为临界压力，则冷却强度为0，而压缩机耗用余热功率降为2.6MW左右，实现余热净回收率96％，如此以来，原锅炉实际上变成一个不是过热器的过热器，相应地设计本发明配套的电站锅炉制造成本还将大幅度地等比降低……。关于无(微)泵无(微)耗热自动给水，利用了“借热”“还热”机理而稍微施加泵压便可以取代了大、小锅炉的高压水泵给水，实现了95-99％地节电(一般地次中压锅炉，每供一吨水，水泵耗电约1.3度左右)又为工业锅炉节能开辟一个巨大的降耗空间。
由于采用了上述方案，本发明不仅实现了电站汽轮机尾汽冷凝过程中大量余热再利用前提下的净回收率15-96％，相当于提高锅炉热效率11-45％(即相应减少锅炉11.6％到46.9％的煤耗)，如果说我国现行热电行业耗煤每年10亿吨，则节能潜力留游于本发明的市场空间是1.16-5亿吨标准煤(折合人民币为200-1000亿元/年，相当于不低于400-2000亿元国民生产总值而“拉动”2001年国民生产总值10万亿人民币的0.4-2％)全球将因此少开采煤炭4-16亿吨；同时，在供补水系节电90-99％，实现了代替高压泵，提高供水安全指数，大大降低工业锅炉运行成本的目的。全国年节能值约合人民币100亿元之多，实现了减少燃煤的动力环保之目的。因此，本发明将开辟一条动力业节能而大幅度减少燃烧基数(无论热电、核电、燃油、燃气、燃煤等凡是以蒸汽为介质或工质的工业锅炉)实现最优环保的工业锅炉新时代。
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。
图1，是本发明第一个实施倒的竖横齿条轮配重连杆活塞重力压缩机及给补水系统局剖(示意)图。
图2，是图1的I-I剖位上视(示意)图。
图3，是图1孪罐(罐内滑塞，盘管)结构局剖及借热、还热、吸热三行水有机入炉给水系管网结构示意图。
图4，是本发明第二个实施例的超临界压力汽轮机发电尾汽临界定压超压缩外力汽水热闭路无冷却过热性直炉循环重力压缩机(简临界尾汽重力压缩机)结构及给水系统示意图。
图中1，横向活塞筒道内往复活塞的连杆主动齿条段(简横齿条)；2，“缸筒—活塞”油润滑(或纳米润滑剂)介动活塞(简介动活塞)；3，竖向柱状连杆受轨独立动源被动齿条段(简被动齿条或竖齿条)；4，齿条段下延配重重力平台(夹具，紧固方圆台)柱状连杆环腔仓架段(简配重连杆或配重段)；5，纵横紧固联体螺栓杆(简紧固杆)；6，摆式特长连杆(简摆杆)；7，主动力与传动设备安装平台(简平台)；8，曲柄单缸对应曲轴、曲柄溅油润滑“油底壳”电动机变速传动变动负载输出转轴系统(简转轴)；9.连杆内端摆动(旋转)曲轴(简摆轴)；10.锅炉设计水位(简水位)；11.锅炉；12.锅炉出力管；13.汽轮机；14.汽轮机尾汽联通管道(简尾汽道)；15.尾汽逆、截止双阀(简尾汽阀)；16.单缸尾汽通道(简缸汽通)；17.对应各压汽独立电动机传动系竖行活塞缸筒底部四孔口缸盖(简缸盖)；18.压缩机压缩单缸汽道(简缩汽道)；19.压缩汽对应缸逆、截止双阀(简压汽阀)；20.压缩汽联通管道(简压汽联管)；21.待运行高压水泵预备给水(原常规设计给水)保障系统(简待行泵)；22.预备(双)阀；23.0.2---0.6Mpa微压头高温螺杆(或非离心式)泵(简微泵)；24.预备(常规泵)给水管道；25.微压头泵给水逆止主管道(简给水主管道)；26.主给水(旁路并设)逆、截止两双阀(简给水阀)；27.外备系联管；28.缸盖螺钉；29.铸钢诸筒联并缸体(筒缸筒)；30.橡胶石棉(或金属)活塞准封环(简活塞环)；31.相对独力电力传动变动负载垂直升降竖向连杆推压活塞(简竖活塞)；32.竖探缸杆往复传动联段销轴(简竖杆销轴)；33.游塞缸膛；34.大、小、方、圆、扇诸形厚薄配重“法码”块(简配重块)；35.适延段；36.发电机；37.微泵微耗热罐箱阀管准绝热保温网络给水(单元)系统(简给水系或供水系)；38.赊(借)、还(返)、逆止热孪罐接力劳逸态对应开关(双)阀(简借热阀或还热逆止阀)；39.给水(双)阀；40.主压汽(孪双罐上、下一组四罐)道；41.水位监视传感器补(供)水借热电磁阀电开、电关互为联动系统(简水位传感器)；42.电关(对应开)即逸作息电磁阀(简即逸作息阀)；43.电开(对应关)正供水即劳作息电磁阀(简即劳作息阀)；44.尾汽入缸口(简尾汽口)；45软水水源管；46.横活塞连杆销轴(简横杆销)；47.变速双(大、小)轮定轴；48.轮齿；49.探缸竖杆段；50.压汽缸膛；51.借汽管道；52.供、还(压)汽(水、热)罐底(侧)并联通罐底管道(简罐底管)；53.还热逆止孪罐下底交臂对应罐顶联通管道(简还热管)；54.罐内隔热延时平推滑移活塞(简滑塞)；55.滑塞、盘管等压呼吸储水、供水劳逸罐(简等压罐)；56.单(元)罐(系)供(补)水(逆、截止双)阀；57.孪罐组连续供水管道(简孪水管)；58.单(元)罐压汽(电磁截止、逆止)阀(简单汽阀)；59.压汽出口；60.锅炉赊(热)汽管管道(简赊汽管)；61.段杆节套销接头；62.主动(小介动)齿轮；63.被动(变动负载，大介动)双齿轮(机构)；64.曲柄；65.法兰；66.冷却、补水(毛细管束)流出极至百、十兆帕压头出、入吸热流口(简吸热口)；67.自罐瞬压水返罐吸热电磁阀(简返吸热阀)；68.盘管(束)热交换器(简盘管)；69.吸热管；70.罐壁；71.过热器集箱压汽联管(简过热箱管)；72.临(超)界尾汽定压重力块合铸体(简临界定压块)；73.超临界定压储水罐稳供压汽出入管(筒出入汽管)；74.稳压平衡储汽水罐；75.罐内通底供水管；76.借、还热汽腔；77.定压饱和水腔；78.罐侧(底)入压汽水管(简侧入管)；79.油润滑横轨平动活塞无盖式缸筒道(简横缸筒)；80.总盖；81.极至百十兆帕重力压缩机压水直流经盘管(毛细管束)吸热补水或罐阀箱管网微泵微耗热补水系统(简补水系)；82.软水除氧器罐(简软水罐)；83.软水无塔供水泵(简软水泵)；84.过热管电磁阀。
在图1中，竖直上中下分三部分，自上而下的平台之上装有与竖齿条3齿合并变速传动于横齿条1的固定轴47上主动齿轮62(而齿条1受曲轴8之上曲柄64上的摆轴9传输电动动经连杆6、杆6由横杆销46推拉介动活塞2)向竖齿条3传输上下往复动力的被动齿轮63的动力系统，系统经齿条3竖向平台7下经段杆节套销接头61接配重段4，段4仓内层层叠装配重块34并延下经段节套销接头61探缸竖杆段49，段49延下经竖杆销轴32连游塞缸膛33内与竖活塞31而同步上下往复于压汽缸膛50之间，缸膛33体与膛50体的缸筒29分若干节段由紧固螺杆5叠合一体，缸底设缸盖17，盖17开有尾汽口44和压汽出口59；口44左侧向通尾汽逆止管道16过尾汽逆止阀15、尾汽道14与汽轮机13的尾汽道14相通，口59侧向右对应通压缩汽道18、压汽逆止阀19、压缩汽联通管道20、压汽组缸罐的主压汽管道40，道40并联分经各压汽阀39通四只且两两孪体的等压罐55，罐55每对应底部罐底管52亦并联接各分罐补水阀56去给水至管道25，并联还热阀38还汽、热来于孪罐体顶部借汽管道51；四罐55(两孪体组)每顶与对应孪体罐设并联管道51，道51每两条有劳逸对应共通锅炉锅筒或分汽缸的即逸作息阀42和即劳作息阀43；孪罐55组每两分罐供水阀56并联后又两组孪水管57并联在设有微泵23的给水主管道25，道25并入待行泵21的入炉预备阀22之后通向给水阀26供补水向锅炉11。
在图2中，以六至若干缸筒29的各压汽缸膛50同轴线并铸钢为一体，缸膛50之正下部缸盖17开有四孔两两为尾汽口44和压汽出口59并分别于缸膛50合铸体的左侧每膛50的两尾汽口44引设两尾汽阀15通尾汽道14，右侧每膛50的两压汽出口59引设两设通压汽阀19的压汽联管20。
在图3中，孪罐55内下部盘旋各设有盘管68(左罐管68左上入接罐法兰65闭合引吸热管69而来的水流经右下出罐法兰65流出左孪罐55复又闭合接入右孪罐左上的入右罐法兰65通入右罐盘管68闭合吸热引来吸热管69自上吸热口66之入水流出右罐右侧底部法兰65接至吸热口66之出冷却水流去另组孪罐55的盘管68或者用热单位及特别供水管网)、滑塞54；塞54上下游移平动、上方向游升罐55的内空间为借、还热汽腔76通借汽管道51，下方向游落罐55的内空间为定压饱和水腔77通罐底管52；每管52并联对应孪罐还热阀38和供水阀39(而孪罐组每阀39并入管25，每阀38对应接孪罐顶部的借汽管51)，阀39并联又支通返吸热阀67同接给水主管道25，而左、右孪罐体每侧外中下部设侧入管78，管78每过单罐压汽阀58而并接入主压汽管道40引压缩机压汽缸膛50而来的饱和水入罐55，左罐55之滑塞54至顶处待劳即逸作息阀42电关的满水状态，右罐55之滑塞54下移临止至底处待逸即劳作息阀43电开的即将还热给水状态，而管69处于常备稳流冷却状态。
在图4中，是一台被动齿轮机构(63)齿合竖齿条3连临界定压块72受重力下行经探缸竖杆段49压外电动力过界1.5-5倍于竖活塞31推挤压汽缸膛之饱和水以30-100Mpa之压头过压汽阀19(并通储水罐74)、压汽联管20直接连续循环由六至若干缸膛31联体压缩机接受尾汽阀15、尾汽道14而引来汽轮机13临界定压稳流尾汽送入锅炉11或过热箱管71的临界定压闭合压缩给水机的结构线路图。
权利要求
1.一种电站、锅炉余热汽重力压缩机及微泵微耗超节能给补水系统，其特征是由横、竖齿条(1、3)变速联接传输油底壳内油溅润滑曲轴(8)的曲柄(64)连杆(6)介动活塞(2)横缸筒(79)六至若干机构之各对应接力的独立电力，是经主、被动齿(变速双轮)轮(62、63)齿合推齿条(3)而使上、下往复连接变动负载的配重连杆(4)、配重块(34)、探缸竖杆段(49)经竖杆销轴(32)推拉竖活塞(31)垂直升降运行于对应缸筒(29)内；塞(31)筒(29)系统并列若干彼此接力的独立电动、重力，缸筒准密封汽水润滑抽纳压缩汽轮机(13)尾汽每于这联体并铸的缸筒(29)，并体且总盖(80)对应各筒(29)的缸盖(17)开设各有的两两尾汽口(44)和压汽出口(59)，两口(44)过尾汽阀(15)、尾汽道(14)通来汽轮机(13)的尾汽，两口(59)接缩汽道(18)、压汽阀(19)、压汽联管(20)稳流压出尾汽之经压缩、热交换而成饱和水(汽)流，流去入给水系(37)或直接超压入炉或复合启动补水系(81)入炉的用于冷凝水回收、余热回收、定压补水流吸热冷却等压罐(55)并高温持热饱和水状态供锅炉(11)之系(37)、系(81)、塞(31)筒(29)系单、并工程应用的给水、闭路循环给水、临界或超临界压缩闭路循环给水和过热器给水的节能降耗装置。
2.根据权利要求1所述的超节能给补水系统。其特征是给水系(37)以双孪四罐(55)为单元中心，每孪(上下孪组全等)罐(55)左、右并联底(上)组对应罐(55)的罐底管(52)，管(52)分通还热阀(38)、单罐压汽阀(58)、分罐供水阀(56)或阀(58)与罐(55)分通还热阀(38)、单罐压汽阀(58)、分罐供水阀(56)或阀(58)与罐(55)侧设的侧入管(78)相通；孪罐(55)顶设借汽管道(51)各分接阀(38)、即逸作息阀(42)或对应电磁阀开关关开联动的即劳作息阀(43)，阀(42、43)通锅炉(11)的赊汽管(60)；道(25)接去给水阀(26)，阀(26)又分别旁通并联单元补水阀(56)和预备阀(22)，待行泵(21)、阀(38)、阀(56)之单、复设置的管网系通来经给水系(37)的各罐(55)内或设盘管(68)闭合串经对应(两路线劳逸接力)各罐(55)吸热行来的由罐箱阀管网借还热，定压水饱和吸热供水的微泵微耗热给补水系统和各类工业锅炉无(微)泵无(微)耗热自动给水系统。
3.根据权利要求1所述的给补水系统，其具体特征是等压罐(55)内设有底部盘管(68)吸热的饱和水压缩式与上中部隔热滑塞(54)上下借锅(11)蒸汽平推式交替叠压入、出水结构。
4.根据权利要求1所述的电站、锅炉余热汽重力压缩机，其具体特征是竖活塞(31)是设计定压重力参量下变动负荷量级的配以配重块(34)定压重力与电动源复合作功往复上、下的所有余热、冷凝水回收的蒸汽机(13)尾汽闭路循环技术相关的重力压缩机或无重力压缩机。
5.根据权利要求1所述的电站、锅炉余热汽重力压缩机，其特征是所有巨型配重块(34)临界、亚临界压力、超临界压力设定汽轮机(13)尾汽定压的竖活塞(31)各对应若干独立电力传动竖齿条(3)的缸筒活塞系统接(合)力压缩汽轮机(13)尾汽直接过供水阀(39)、压汽联管(20)入锅炉(11)或分(本)通储水罐(74)复经罐(74)内所设通底(顶)供水管(75)受过热管电磁阀(84)制控去过热箱管(71)的临界(超临界)定压闭路压缩尾汽的电站余热特种水循环超低冷却或无冷却过热给水设备。
6.根据权利要求1所述的给补水系统，其特征是软水罐(82)而来待行泵(21)超高压推补水流闭合入对应罐(55)获取高密度余热入炉(或换热冷却)的补水系(81)或与给水系(37)无(微)泵无(微)耗热自动给水并行的余热回收设备。
全文摘要
一种电站、锅炉余热汽重力压缩机及微泵微耗超节能给补水系统新技术，它是由汽轮机尾汽定压重力与电力传动合力压缩机结合等压罐为中心的罐箱阀管网微泵微耗热自动给补水系统组合或分别配置工业锅炉余热水、汽回收设备的相机成系的既可以对一般工业锅炉的系统余热汽水高效回收，又可以对一般热电厂(核电站)汽轮机尾汽闭路性余热汽水回收，又能够对超临界压力电站锅炉的汽轮机的尾汽临界定压或超临界加压合功准回收超低(无)冷却弃热的节能20－50％，提高供电效率10－30％的动力非燃烧性节能的综合设备，具有全球电站(尝试超界特压锅炉)、工业锅炉节能降耗而3—6个月收回成本的重大意义。
文档编号F01K19/00GK1456792SQ03120348
公开日2003年11月19日 申请日期2003年3月15日 优先权日2003年3月15日
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