[發(fā)明專利]一種回收汽輪機乏汽余熱供熱的系統(tǒng)和使用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811077856.3
• 申請日: 2018-09-16
• 公開（公告）號: CN110905617A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高婧怡;高國慶;高怡紅
• 申請（專利權(quán)）人: 高婧怡
• 主分類號: F01K17/02
• 分類號: F01K17/02;F24D3/02;F24D3/18
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發(fā)明名稱一種回收汽輪機乏汽余熱供熱的系統(tǒng)和使用方法摘要本發(fā)明提供一種回收汽輪機乏汽余熱供熱的系統(tǒng)和使用方法。包括供熱系統(tǒng)及跨臨界二氧化碳循環(huán)系統(tǒng)，供熱系統(tǒng)包括汽輪機、發(fā)電機、循環(huán)水泵以及尖峰加熱器；跨臨界二氧化碳循環(huán)系統(tǒng)包括凝汽器、蒸發(fā)器、壓縮機、氣冷器以及膨脹閥。本發(fā)明通過跨臨界二氧化碳循環(huán)系統(tǒng)和水蒸汽朗肯循環(huán)系統(tǒng)及供熱系統(tǒng)的結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)比現(xiàn)有的供熱機組綜合效益更高、適用范圍更廣、更節(jié)能環(huán)保的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于節(jié)能領(lǐng)域，具體涉及一種回收汽輪機乏汽余熱供熱的系統(tǒng)和使用方法。

背景技術(shù)

火電廠鍋爐產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽在汽輪機內(nèi)做功后，大量的汽輪機的排汽由于能量品質(zhì)低，無法直接利用，只能通過水或者空氣直接排放到環(huán)境中，被排放掉的乏汽中蘊含著50%左右的熱量，這不僅造成了能源的巨大浪費，也對環(huán)境造成了極大的影響。

現(xiàn)有回收汽輪機排汽能量的方法或裝置，通常采用對汽輪機低壓缸進行改造實現(xiàn)汽輪機高背壓運行供熱，主要運用在北方冬季采暖供熱上。例如，公告號為CN107202355A的中國發(fā)明專利，公開了“高背壓雙轉(zhuǎn)子電熱機組供熱系統(tǒng)”，其通過在冬季供熱期間，汽輪機組高背壓運行，將凝汽器作為供熱系統(tǒng)的基本熱網(wǎng)加熱器，利用機組低壓缸排汽的汽化潛熱對熱網(wǎng)循環(huán)水進行一次加熱。

此種通過采取汽輪機高背壓運行，凝汽器作為供熱系統(tǒng)的基本熱網(wǎng)加熱器來減少汽輪機排汽余熱損失的方法存在一定的局限性和缺陷：非供熱季以及南方全季節(jié)時間該余熱無法利用；采暖尖末寒期該余熱無法全部利用，機組高背壓運行造成冷源損失增加，存在機組熱效率降低的問題；濕冷機組改供熱機組存在初期投資巨大等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種優(yōu)于目前常用的汽輪機高背壓運行供暖技術(shù)的回收汽輪機乏汽余熱供熱的系統(tǒng)和使用方法，該系統(tǒng)通過跨臨界二氧化碳循環(huán)系統(tǒng)和水蒸汽朗肯循環(huán)系統(tǒng)及供熱系統(tǒng)的結(jié)合，亞臨界的二氧化碳兩相流體在蒸發(fā)過程中吸取汽輪機乏汽余熱變成氣態(tài)，氣態(tài)的二氧化碳在壓縮至超臨界過程中，溫度壓力得到提高，通過換熱器與供熱系統(tǒng)的循環(huán)水進行熱交換，實現(xiàn)了汽輪機乏汽余熱回收供熱。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種回收汽輪機乏汽余熱供熱的系統(tǒng)。包括汽輪機、與汽輪機連接在一起的發(fā)電機、凝汽器，還包括蒸發(fā)器、壓縮機、氣冷器、膨脹閥，還包括尖峰加熱器、熱用戶與循環(huán)水泵。

進一步的，所述的凝汽器，在其內(nèi)部的管束上方安裝有二氧化碳蒸發(fā)器。

進一步的，所述的蒸發(fā)器的出口管道上設(shè)置有壓縮機。

進一步的，所述的蒸發(fā)器、壓縮機、氣冷器氣側(cè)、膨脹閥、蒸發(fā)器通過管道順序連接，構(gòu)成二氧化碳循環(huán)系統(tǒng)。二氧化碳在系統(tǒng)中完成吸熱蒸發(fā)、壓縮升溫升壓、放熱、降壓降溫的全過程。

進一步的，所述的氣冷器水側(cè)出口管道上設(shè)置有尖峰加熱器。

進一步的，所述的氣冷器水側(cè)、尖峰加熱器、熱用戶與循環(huán)水泵、氣冷器水側(cè)通過管道順序連接，構(gòu)成供熱系統(tǒng)，通過循環(huán)水泵將熱水送往熱用戶。

進一步的，所述的尖峰加熱器汽側(cè)進口管道上設(shè)置有蒸汽流量調(diào)節(jié)閥。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種回收汽輪機乏汽余熱供熱系統(tǒng)的使用方法，包括汽輪機、發(fā)電機、蒸發(fā)器、凝汽器、壓縮機、氣冷器、膨脹閥、溫控器、調(diào)節(jié)閥、熱用戶、循環(huán)水泵、尖峰加熱器。汽輪機與凝汽器連接；蒸發(fā)器、壓縮機、氣冷器氣側(cè)與膨脹閥通過管道順序連接，構(gòu)成二氧化碳循環(huán)系統(tǒng)；氣冷器水側(cè)、熱用戶與循環(huán)水泵順序連接 ，構(gòu)成供熱系統(tǒng)。

二氧化碳在膨脹閥中進行跨臨界膨脹轉(zhuǎn)換為氣液兩相流流體，流體經(jīng)蒸發(fā)器等壓吸熱。這時凝汽器的熱負荷變小，乏汽冷凝過程中放出的熱量經(jīng)冷卻塔或空冷風機排放至環(huán)境中損失的熱量也就相應(yīng)變小。

二氧化碳經(jīng)壓縮機壓縮至高溫高壓狀態(tài)，經(jīng)氣冷器等壓冷卻。