[實用新型]一種沒有乏汽潛熱的汽輪機設備

有效

• 申請號: 201822100879.3
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN209385189U
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 翁志遠
• 申請（專利權）人: 北京宏遠佰思德科技有限公司
• 主分類號: F01K17/02
• 分類號: F01K17/02;F01K9/00;F01K21/00;F01D11/00;F01D15/10;F01D25/08
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本實用新型實施例提供一種沒有乏汽潛熱的汽輪機設備，屬于汽輪機設備領域，尤其涉及一種低溫工質汽輪機設備。同時也包括膨脹機、氣動機和其他相類似的透平機械和設備。為了提高汽輪機或膨脹機設備發電效率，將汽輪機或膨脹機從工質臨界溫度點去掉。去掉汽輪機或膨脹機尾部臨界溫度以下部分，就沒有乏汽潛熱形成，汽輪機或膨脹機出氣端連接乏汽回熱器，與低溫液體泵輸出的液體發電工質換熱，令汽輪機或膨脹機設備輸出的乏汽冷凝還原成為液體。另外，本實用新型實施例還提供一種缸體密封，以解決低溫工質汽輪機或膨脹機設備軸端泄漏的技術難題。這種沒有乏汽潛熱的汽輪機或膨脹機結構緊湊，體積較小，但驅動扭矩力強勁。

技術領域

本實用新型提供一種沒有乏汽潛熱的汽輪機設備，屬于汽輪機設備的技術領域。尤其涉及一種低溫工質汽輪機設備，同時也包括膨脹機、氣動機和其他相類似的透平機械和設備。

背景技術

1882年瑞典工程師拉瓦爾設計制造出了第一臺單級沖動式的汽輪機，汽輪機是一種以蒸汽為動力，并將蒸氣的熱能轉化為機械功的旋轉機械，是現代火力發電廠中應用最廣泛的原動機。汽輪機具有單機功率大、效率高、壽命長等優點，被廣泛應用在電站、航海和大型工業中。

為了提高汽輪機設備的功率和效率，130多年我們也不斷在進行改進，進氣溫度和壓力也在不斷的提高，從低壓汽輪機到高壓汽輪機，再從亞臨界到超臨界汽輪機，汽輪機的功率最高做到1200MW，進氣溫度達到650℃，壓力達到25MPa；純凝式汽輪機低壓缸排氣溫度低至30-45℃，排氣壓力低至10-13kPa，人們通過不斷的提高汽輪機輸入的進氣溫度和壓力，和盡可能的降低汽輪機的排氣溫度和壓力，可獲得最大的焓差和最大的輸出功率，這也是我們現有大型汽輪機設備提高發電效率的最重要途經。

現在發電站應用的純冷凝汽輪機設備輸出的乏汽溫度，遠低于水的沸點溫度(低至約30℃)，排氣壓力也是真空壓，目的是為了提高發電效率，盡可能多的發電輸出，但其直接的后果就是造成大量的低品位乏汽潛熱無法回收利用。因此，造成乏汽潛熱所占的熱量約為已利用熱量的2～3倍，例如：某高壓汽輪機進汽含熱量約3433kJ/kg，這些熱量中只有約837kJ/kg 是做功的，凝結水中含有約126kJ/kg熱量，每公斤水約有2240kJ潛熱能量是被冷卻系統的冷卻水帶走，損失能量相當5倍0℃水加熱到100℃的熱水所吸收的能量；這是一個非常巨大的損失和浪費。其產生的大量低品位乏汽潛熱需要用大量的水或者空氣進行冷卻，即不節能也不經濟。

這些低品位潛熱能量需通過冷卻塔、空冷島等冷卻設備釋放到環境中的空氣或者水中，不但造成極其巨大的能量浪費，而且這些熱能量釋放到環境中還將會對環境造成熱污染，冷卻塔釋放能量和蒸發大量水，這些水蒸汽蒸發并匯聚到一起后，就會形成大暴雨和洪災。我們燃燒大量的煤炭，不但造成大量的發電成本白白的浪費；大量的煤炭燃燒后，煙囪所釋放出來的極其大量的二氧化碳，二氧化硫等有害氣體也嚴重破壞著我們的環境，全世界各地的發電廠都是發電功率龐大，因此也是形成霧霾和溫室效應的一個極其重要原因，并造成環境變暖，冰川融化等極其嚴重的惡果。

我們發電就是將燃燒的煤炭熱能量轉為電能輸出，為何要排放掉這樣巨大體量的潛熱和能量呢，申請人經過二十多年苦心探索，找到問題核心，人們為了獲得更多的發電輸出，不斷的提高進氣溫度和壓力，同時盡可能的降低乏汽溫度和壓力，現在的發電站乏汽溫度已經遠遠低于其標準沸點，排氣壓力為負的真空壓，在獲取更多發電輸出同時，乏汽中也形成極其巨大的低品位潛熱能量無法被利用，只能夠把潛熱釋放掉才能夠實現乏汽冷凝成為水，同時這樣做也導致汽輪機的末級葉片和次末級葉片長度增加，汽輪機體積龐大，汽輪機末端需維持高度真空，末級次末級葉片容易遭受冷凝水侵蝕等一系列的問題。本實用新型申請就是針對這些難題進行解決。

實用新型內容