[實用新型]一種輔助熱力電站凝汽式汽輪機排汽冷卻裝置

無效

• 申請號: 200920254015.5
• 申請日: 2009-10-14
• 公開（公告）號: CN201531280U
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發明（設計）人: 論立勇;王松嶺;謝英柏;劉迎福
• 申請（專利權）人: 華北電力大學(保定)
• 主分類號: F01D25/12
• 分類號: F01D25/12;F01K11/02
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 李羨民;周曉萍

技術領域

本實用新型涉及一種能夠提高凝汽設備真空并保證機組出力穩定的輔助熱力電站凝汽式汽輪機排汽冷卻裝置，屬發電技術領域。

背景技術

蒸汽動力裝置的基本循環是朗肯循環，該循環的工質為水蒸汽。水先被加熱成飽和蒸汽，再經過熱器繼續加熱為過熱蒸汽，這個過程為定壓吸熱過程。過熱蒸汽引入汽輪機內膨脹做功，這個做功過程一般視為絕熱膨脹過程。在汽輪機內做完功的乏汽排入凝汽設備內，在凝汽設備內被冷卻放出凝結潛熱并凝結成水，這個過程為定壓放熱過程。排汽冷凝為凝結水后通過汽輪機回熱系統預熱，再次進入鍋爐，開始蒸汽的下一個動力循環。為保證工質在凝汽設備內定壓放熱必須要有一個起冷源作用的冷端裝置。在現代大型電站凝汽式汽輪機組的熱力循環中，這個冷端裝置一般由在真空狀態下定壓放熱的凝汽設備和能夠及時帶走凝結潛熱的冷卻系統組成，其工作性能的好壞直接影響整個機組的熱經濟性和安全性。根據冷卻系統冷卻介質不同，目前凝汽設備冷卻方法主要有兩種：濕冷和空冷。所謂濕冷即用循環冷卻水帶走凝汽設備中的蒸汽凝結潛熱，在冷卻塔內循環水以“淋雨”方式與空氣直接接觸進行熱交換，其整個過程處于“濕”的狀態，因此其冷卻系統稱為濕冷系統。目前常規電廠多采用這種冷卻方式。濕冷技術比較成熟，熱經濟性比較好，但從耗水量來看，凝汽設備用水量約占電廠總耗水量的42.8％～79.5％，這對缺水地區電廠來說是非常嚴重的問題。

相對濕冷系統，耗水量極少的空冷系統得到了越來越廣泛的重視與發展。空冷系統也稱干冷系統，是相對濕冷系統而言的。它是利用空氣直接或間接冷卻汽輪機排汽所必需的設備、裝置及其附件等完整組合的統稱。空冷發電廠的空冷塔，其循環水與空氣是通過散熱器間接進行熱交換的，整個冷卻過程處于“干”的狀態，所以空冷塔又稱為干式冷卻塔或干冷塔。按照空氣和排汽進行熱交換方式的不同，空冷系統分為：直接空冷系統，采用表面式凝汽設備的間接空冷系統(即哈蒙式)，采用混合式凝汽設備的間接空冷系統(即海勒式)。同容量的空冷機組與濕冷機組相比，其冷卻系統本身可節水97％以上，全廠性節水約65％以上，是火電廠節水量最多的一項技術。建設一座濕冷電站的耗水量可以建設4～10座同容量空冷電站，空冷機組由于其顯著的節水效應，被世界各國尤以富煤缺水地區普遍采用，對減緩世界性水荒，起到舉足輕重的作用。但是從環境溫度，風速及防凍考慮，空冷機組運行背壓普遍遠高于濕冷系統。在機組通常的背壓范圍內，凝汽設備壓力每改變士1kPa，汽輪機功率改變士1％～2％。對一臺亞臨界300MW機組，凝汽設備真空每降低1kPa，機組熱耗率約上升0.8％，供電煤耗約增加2.5g/kW·h，這在電廠中是相當可觀的。空冷機組運行背壓相對于常規濕冷機組而言背壓變化幅度大。特別在直接空冷系統中，汽輪機排汽直接由空氣進行冷卻凝結，空冷凝汽設備的換熱效果直接受環境溫度、風速、風向等因素的影響。直接空冷系統在風速大幅增加時，其背壓變化可達10kPa左右，而海勒系統當風速大幅增加時背壓變化在5～6kPa，這將嚴重影響機組出力穩定性。另外由于背壓大幅度變化的影響，末級葉片經常工作在過渡區，蒸汽中的鹽份在末級葉片上時而沉積，時而被沖刷，從而降低了葉片材料的許用應力，這就要求限制葉片的應力水平。又由于低壓末級排汽溫度變化大，葉片連接部位應有良好的熱膨脹性。因此，對直接空冷機組對末級葉片有更高的要求。綜上所述，雖然空冷系統可以大大降低熱力電站水資源的損耗，但配有空冷系統的空冷機組，一次性投資較高，發電標準煤耗較大，夏季短暫時間還要限制機組出力，此外還有占地和噪聲等方面的問題，這些都影響了空冷系統的推廣與發展。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種采用混合冷卻方式、能提高凝汽設備真空并保證機組出力穩定的輔助熱力電站凝汽式汽輪機排汽冷卻裝置。

本實用新型所稱問題是由以下技術方案解決的：

一種輔助熱力電站凝汽式汽輪機排汽冷卻裝置，其特別之處是：它包括位于凝汽器內的噴水機構、制冷循環設備、凝結水泵、循環泵、風冷散熱器及相應的連接管路和閥門，所述制冷循環設備包括制冷壓縮機、小汽輪機、蒸發器、冷凝器和膨脹閥，所述凝汽器熱井的排水口分別連通冷卻水分路和鍋爐供水回輸分路，所述冷卻水分路上設有循環泵，冷卻水分路經風冷散換熱器、蒸發器與噴水機構連通，構成閉式循環，所述鍋爐供水回輸分路設有凝結水泵，鍋爐供水回輸分路經冷凝器通入電站鍋爐給水管路，鍋爐供水回輸分路還設有直接連通熱力發電供水管路的支路。

上述輔助熱力電站凝汽式汽輪機排汽冷卻裝置，所述冷卻水分路在風散換熱器出口處還設有直接連通噴水機構的支路。