[發明專利]一種新型火力發電系統及工作方法

有效

• 申請號: 201410085665.7
• 申請日: 2014-03-10
• 公開（公告）號: CN103821571A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 茍仲武
• 申請（專利權）人: 茍仲武
• 主分類號: F01K11/02
• 分類號: F01K11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于火力發電領域，具體涉及一種新型火力發電系統及工作方法。

背景技術

目前火電廠選用的介質是水，其特點是環保、容易獲取、循環使用，沸點高、臨界溫度高、汽化熱高；冷凝散熱比例大；目前火電廠能利用的熱源有限，必須高于100℃，幾乎都是新增能源消耗。

目前火電、核電發電環節工作溫度過高，熱電轉換效率較低、低溫的凝結熱很難利用，無法直接補熵。

采用部分蒸汽冷凝得到的水用于作為補熵的媒介，利用流體力學原理實現用高溫高壓蒸汽熱能直接抽/壓乏汽補熵，并采用熱泵技術回收再利用這部分凝結熱，并采用煙氣與蒸汽熱交換充分利用鍋爐煙氣余熱，實現全熱利用，沒有熱排放環節，熱電轉換效率將大幅度提升。

發明內容

本發明針對上述問題，提供一種新型火力發電系統及工作方法。

根據本發明的一個方面，提供了一種新型火力發電系統，包括：冷凝水儲罐、高壓水泵、射流引流器、高壓汽水管路、高壓鍋爐、高壓蒸汽管路、蒸汽混合引流器、中壓蒸汽管路、汽輪機、發電機、乏汽管路、凝汽器、冷凝水管路、冷凝水泵、燃料輸入管路、由蒸汽擴張段、蒸汽換熱器、蒸汽收縮段組成的煙氣回收補熵換熱器、冷媒高壓管路、冷凝換熱器、熱泵壓縮機、膨脹節流閥、射流回汽管路、高溫煙氣管路、低溫煙氣排出管路、補水管路、抽真空排氣裝置及冷媒低壓管路；所述高壓水泵輸入端連接冷凝水儲罐；所述高壓水泵輸出端連接射流引流器；所述高壓鍋爐通過高壓汽水管路連接射流引流器；所述高壓鍋爐通過高壓蒸汽管路連接蒸汽混合引流器；所述高壓鍋爐通過高溫煙氣管路連接煙氣回收補熵換熱器；所述蒸汽混合引流器通過中壓蒸汽管路連接汽輪機；所述發電機設置在汽輪機后端，所述發電機連接汽輪機；所述蒸汽擴張段連接乏汽管路的輸出端；所述乏汽管路的進氣端連接汽輪機；所述蒸汽換熱器設置在蒸汽擴張段的上方并和蒸汽擴張段連接；所述氣體收縮段設置在蒸汽換熱器的上方，所述蒸汽收縮段的上端和蒸汽混合引流器連接，下端和蒸汽換熱器連接；所述高溫煙氣管路和低溫煙氣排出管路分別連接蒸汽換熱器；所述射流回汽管路輸出端連接射流引流器，所述射流回汽管路另一端連接蒸汽收縮段；所述冷凝換熱器設置在冷凝水儲罐中；所述冷凝換熱器連接冷媒高壓管路；所述冷媒高壓管路通過膨脹節流閥連接凝汽器；所述抽真空排氣裝置輸入端連接凝汽器；所述冷媒低壓管路輸入端連接凝汽器，輸出端連接熱泵壓縮機；所述熱泵壓縮機輸出端連接冷凝換熱器；所述冷凝水管路輸出端連接冷凝水輸送泵，輸入端連接凝汽器；所述冷凝水泵輸出端連接冷凝水儲罐；所述冷凝換熱器、冷媒高壓管路、膨脹節流閥、凝汽器、冷媒低壓管路、熱泵壓縮機、組成壓縮式熱泵系統。

根據本發明的又一方面，提供了一種新型火力發電系統工作方法，包括以下步驟：

S1，所述高壓水泵把冷凝水儲罐中的冷凝水抽出，以10～30MPa以上的壓力輸送；

S2，高壓的低溫的水到達射流引流器，吸入從射流回氣管路輸送來的蒸汽，混合后形成較低溫度的汽液混合物；

S3，10～30MPa以上的高壓的較低溫的汽液混合物通過低溫氣液管路進入到高壓鍋爐，從高壓鍋爐燃料輸入管路引入燃料，在高壓鍋爐中燃燒，釋放熱量，升溫的高壓汽水受熱、沸騰、膨脹、成為高壓高溫的蒸汽，高壓高溫的蒸汽通過高壓蒸汽管路進入到蒸汽混合引流器；

S4，在蒸汽混合引流器，少量高壓蒸汽流帶動10倍以上大量低壓蒸汽流一起流動，熱量、壓力混合交流，形成較蒸汽流量的中壓蒸汽汽流，這個汽流氣壓在0.5MPa到5MPa之間；

S5，較大蒸汽流量的中壓蒸汽汽流通過中壓蒸汽管路進入汽輪機工作，通過共軸輸出，帶動發電機發電；

S6，汽輪機排出的低溫低壓乏汽經過乏汽管路，百分之十以下進入到凝汽器冷凝成水循環再利用，另外一部分到達由蒸汽擴張段、蒸汽換熱器、蒸汽收縮段組成的煙氣回收補熵換熱器，在蒸汽擴張段，由于容器橫截面積增加，汽流壓力減小，流速減小，溫度降低，更有利于換熱；汽流到蒸汽換熱器部分，與從高溫煙氣管路引入、低溫煙氣排出管路排出的含有熱量的煙氣進行熱交換，繼續升溫、升壓、補熵，做好下一個循環的準備狀態，降溫的煙汽，通過低溫煙氣排出管路排出；

S7，通過補熵達到盡可能大的壓力和更高溫度的汽流，汽體到蒸汽收縮段后，容器橫截面積減小，壓力、溫度上升，形成更高溫度的汽體；該汽體部分通過射流回汽管路被射流引流器吸入，與低溫高壓水汽混合后得到利用，另外大部分將通過蒸汽混合引流器，和從高壓蒸汽管路輸送來的高壓高溫汽流帶動、推動、混溫、混壓后，形成0.5MPa到5MPa的工作中溫、中壓汽流；