[其他]中間再熱雙工質(zhì)混合循環(huán)動力裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85106257
• 申請日: 1985-08-10
• 公開（公告）號: CN85106257A
• 公開（公告）日: 1987-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何泰年
• 申請（專利權(quán)）人: 何泰年
• 主分類號: F02C7/00
• 分類號: F02C7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種動力裝置，特別是一種以中間再熱雙工質(zhì)混合循環(huán)工作的動力裝置。

雙工質(zhì)混合循環(huán)的特點(diǎn)是有兩種工質(zhì)混合在一起作功的工作過程，今主要是蒸汽燃?xì)饣旌涎h(huán)，又名蒸汽燃?xì)廨啓C(jī)，它比燃?xì)廨啓C(jī)效率高，比蒸汽燃?xì)饴?lián)合循環(huán)投資費(fèi)用少。

現(xiàn)有技術(shù)的雙工質(zhì)混合循環(huán)主要是把從鍋爐或其他型式的蒸汽發(fā)生器出來的蒸汽，直接與燃?xì)廨啓C(jī)混合在一起作功，膨脹到接近大氣壓力，這樣的循環(huán)可稱之為簡單雙工質(zhì)混合循環(huán)。這種想法提出已百余年，上世紀(jì)末俄國庫斯明斯基已作過試驗。五十年代以來，隨著燃?xì)廨啓C(jī)的應(yīng)用推廣，蘇、美、日、中及本人都在研究。1976-1981，美國Cheng????Dah????Yu獲得四個有關(guān)此技術(shù)的專利，專利號是3.978.661，4.128.994，4.128.996，4.265.713，并進(jìn)行了試驗。1984年7月份的《Journal????of????Engineering????For????Gas????Turbine????and????Power》有專文報導(dǎo)。

現(xiàn)有的簡單混合循環(huán)包括Cheng的專利不足之處，是蒸汽的膨脹比受燃?xì)廨啓C(jī)膨脹比的限制，目前燃?xì)廨啓C(jī)的技術(shù)水平還不能將空氣壓縮到蒸汽所能達(dá)到那樣高的壓力，蒸汽可獲大焓降的潛力未能充份發(fā)揮。

本發(fā)明的目的就是提供一種能使蒸汽獲得較大焓降，以一種不同于現(xiàn)有技術(shù)的循環(huán)-中間再熱雙工質(zhì)混合循環(huán)工作的動力裝置，這種裝置比現(xiàn)有技術(shù)有更高的效率。

本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)的共同點(diǎn)是都有雙工質(zhì)混合在一起作功的過程，不同于現(xiàn)有技術(shù)的特征是：

1.以中間再熱循環(huán)工作。

首先，溫度較低而壓力較高的一種工質(zhì)（如蒸汽），在兩種工質(zhì)混合之前，全部先單獨(dú)膨脹作功，然后兩種工質(zhì)混合，蒸汽通過與高溫燃?xì)饣旌隙虚g再熱，這樣可用較高的蒸汽壓力并利用高壓一段的焓降，功率可輸出也可用來壓縮空氣，增加燃?xì)廨啓C(jī)的壓比。能量轉(zhuǎn)換可通過背壓式汽輪機(jī)，旋轉(zhuǎn)或往復(fù)式蒸汽機(jī)或壓力交換器（如氣波機(jī)）來完成，有不同的方案。

還有，為了提高混合工質(zhì)在余熱鍋爐進(jìn)口的溫度，滿足一定蒸發(fā)量的需要，可對經(jīng)過混合的工質(zhì)進(jìn)行中間再熱;蒸汽以二次中間再熱，燃?xì)庖砸淮沃虚g再熱循環(huán)工作。

2.通過降低氣體渦輪出口背壓來提高焓降，辦法是在混合工質(zhì)排氣出口，用冷凝器對排氣中的蒸汽成分冷凝，這樣水可回收，對余下經(jīng)過冷卻的燃?xì)庥谜婵毡贸槌?，雖然真空泵要消耗功率，但一則蒸汽冷凝之后工質(zhì)流量減少了，二則燃?xì)庖牙鋮s到100℃以下，遠(yuǎn)低于渦輪中工質(zhì)的溫度，由于渦輪背壓降低而增加的功率，遠(yuǎn)超過真空泵消耗的功率，裝置的效率得到進(jìn)一步提高。

今結(jié)合附圖，對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)與原理進(jìn)一步詳細(xì)說明。

附圖1????裝置系統(tǒng)圖

附圖2????循環(huán)IS圖

參照圖1，從燃?xì)廨啓C(jī)〔1〕出來的混合工質(zhì)，進(jìn)入余熱鍋爐〔3〕或蒸汽發(fā)生器中回收熱量，發(fā)生蒸汽。給水經(jīng)過水處理設(shè)備〔5〕，用給水泵〔4〕打入鍋爐，經(jīng)過給水預(yù)熱器，蒸發(fā)受熱面及過熱器產(chǎn)生的過熱蒸汽，全部送到能量轉(zhuǎn)換器中作功（大功率裝置的能量轉(zhuǎn)換器用背壓式汽輪機(jī)，小功率裝置用旋轉(zhuǎn)或活塞式蒸汽機(jī)，通過進(jìn)一步開發(fā)大小功率都可用氣波增壓器）。蒸汽膨脹到略高于燃燒室的壓力（壓差足夠克服阻力為度），噴入燃燒室或渦輪前。對于用壓力交換器（如氣波機(jī)）的方案，則可將蒸汽通到氣波機(jī)中，使壓氣機(jī)出口的空氣增壓，然后燃燒與蒸汽混合。

噴入燃燒室的蒸汽中的一部分，經(jīng)燃料噴嘴外環(huán)噴出，可改善燃料霧化品質(zhì)，減少污染物HO_X的形式，混合工質(zhì)在燃?xì)廨啓C(jī)中作功。

渦輪出口的混合工質(zhì)進(jìn)入余熱鍋爐，鍋爐出口的混合工質(zhì)若排到大氣中可稱之為第一種中間再熱循環(huán)，結(jié)構(gòu)較簡單。若排到冷凝器中，今稱為第二種中間再熱循環(huán);效率進(jìn)一步提高，并可進(jìn)行再次中間再熱，以滿足合理的蒸汽蒸發(fā)量的需要。

由于混合工質(zhì)中蒸汽含量比例不大，一般不到總工質(zhì)的15%，單位重量工質(zhì)冷凝時放出潛熱的熱量比純蒸汽少得多，而凝結(jié)水再進(jìn)鍋爐還得處理，因此有條件采用工質(zhì)與冷卻水直接接觸的接觸式冷凝器，不必用昂貴的列管熱面式冷凝器。接觸式冷凝器可用淋灑式，引射式，或其他特殊設(shè)計的型式。蒸汽冷凝后余下的燃?xì)?，用真空泵抽到大氣中。真空泵根?jù)機(jī)組容量及真空度來選擇，大功率用羅茨式或葉片式，小功率可用滑板式。