[發明專利]布列頓-抽汽式蒸汽朗肯聯合循環發電裝置

有效

• 申請號: 201310029368.6
• 申請日: 2013-01-27
• 公開（公告）號: CN103075251A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 王海波
• 申請（專利權）人: 南京瑞柯徠姆環保科技有限公司
• 主分類號: F02C6/18
• 分類號: F02C6/18;F01K23/02;F01K25/00;F27D17/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 張蘇沛

技術領域

本發明涉及一種布列頓-抽汽式蒸汽朗肯聯合循環發電裝置，具體屬火力發電廠動力裝置技術領域。

背景技術

燃氣一蒸汽聯合循環因其熱效率高、啟動速度快、環保條件好、安裝周期短、投資費用低等一系列優點，加上近年來燃氣輪機技術的飛速發展，燃氣輪機單機功率也不斷加大，聯合循環研究已經引起世界各國的重視和實施。

國外聯合循環發電技術的研究始于上個世紀60年代末，經過幾十年的發展，目前，美國、英國、日本等許多發達國家的燃氣一蒸汽聯合循環發電技術已比較成熟，其供電效率已達到50％以上。如美國CE公司為53％左右；ABB公司為48％～51.9％；三菱重工為5l％?～52％。許多公司(如美國Texco公司、比利時CMI公司等)都具有比較成熟的聯合循環余熱鍋爐性能設計、系統優化、結構優化、生產制造技術，而且已經完全掌握了聯合循環余熱鍋爐的熱力特性和運行特性。燃氣-蒸汽聯合循環以及目前正在開發中的雙流體循環-燃氣輪機回注蒸汽的程氏循環和在燃氣輪機的壓氣機出口噴水蒸發的回熱循環，正是這種技術發展的代表，前者已經發展成熟，取得了巨大的經濟效益，后兩者正在加緊研究之中，?而程氏循環已有應用實例和正式產品。

以水蒸汽為工質的火力發電廠，是大規模地進行著把熱能轉變成機械能，并又把機械能轉變為電能的工廠。發電廠應用的循環很復雜，然而究其實質，主要是由鍋爐、汽輪機、凝汽器、水泵等設備所組成的朗肯循環來完成，其工作原理是：給水先經給水泵加壓后送入鍋爐，在鍋爐中水被加熱汽化、形成高溫高壓的過熱蒸汽，過熱蒸汽在汽輪機中膨脹做功，變為低溫低壓的乏汽，最后排入凝汽器凝結為冷凝水，重新經水泵將冷凝水送入鍋爐進行新的循環。至于火力發電廠使用的復雜循環，只不過是在朗肯循環基礎上，為了提高熱效率，加以改進而形成的新的循環即回熱循環、再熱循環等，朗肯循環已成為現代蒸汽動力裝置的基本循環。

現代大中型蒸汽動力裝置毫無例外地全都采用抽汽加熱給水回熱循環、蒸汽再熱循環技術，從而提高了加熱平均溫度，除了顯著地提高了循環熱效率以外，汽耗率雖有所增加，但由于逐級抽汽使排汽率減少，這有利于實際做功量和理論做功量之比即該循環的相對內效率η_oi的提高，同時解決了大功率汽輪機末級葉片流通能力限制的困難，凝汽器體積也可相應減少。但蒸汽在凝汽器中凝結時仍釋放出大量的汽化潛熱，需要大量的水或空氣進行冷卻，即浪費了熱量、造成熱污染，又浪費了電能、水資源。因此如何有效利用凝汽器中蒸汽凝結時釋放的大量的汽化潛熱，值得深入研究。

電站鍋爐生產過程中排放出大量的煙氣，其中可回收利用的熱量很多。雖然這部分余熱資源浪費巨大，但回收利用有較大的難度，其主要原因是：（1）余熱的品質較低，未找到有效的利用方法；（2）回收這部分的余熱，往往對鍋爐原有熱力系統做出較大改動，具有一定的風險性；（3）熱平衡問題難以組織，難以在工廠內部全部直接利用，往往需要向外尋找合適的熱用戶，而熱用戶的用熱負荷往往會有波動，從而限制了回收方法的通用性。

因此如何利用蒸汽朗肯循環火力發電廠的熱力學基本規律，保留基于朗肯循環原理的動力裝置技術的優點,探討新的聯合循環理論，真正找到大幅度提高蒸汽朗肯循環動力裝置熱效率的新途徑，成為該領域研究的難點。

發明內容

本發明的目的為解決上述蒸汽朗肯循環存在的問題，提出一種新的火電廠復合循環流程，即布列頓-抽汽式蒸汽朗肯聯合循環發電裝置，能夠在保留傳統的蒸汽朗肯循環再熱循環技術優點的同時，大幅度回收抽汽的汽化潛熱，使傳統朗肯循環凝汽器的負荷大幅度減輕，根據抽氣量的大小，減輕的絕對幅度值可達10%，從而實現有效提高整個聯合循環機組的熱效率，最終達到節能降耗、提高系統熱效率的目的。

本發明的目的是通過以下措施實現的：

一種布列頓-抽汽式蒸汽朗肯聯合循環發電裝置，該裝置包括布列頓循環、高壓端蒸汽朗肯循環和低壓端蒸汽朗肯循環，其特征在于：

空氣28經壓氣機29送入燃燒設備30，與進入的燃料33充分燃燒，生成的高溫煙氣進入燃氣輪機31，拖動燃氣輪機發電機34發電，完成燃氣輪機機組布列頓循環。

所述的燃氣輪機31排出的高溫煙氣32作為抽汽式蒸汽朗肯聯合循環系統的熱源，高溫煙氣32沿煙道20經余熱鍋爐本體1、低壓過熱器15、高壓過熱器3、高壓給水加熱器8、低壓給水加熱器11降溫后排出。