熱泵型汽輪機凝汽器凝汽加熱系統的製作方法

2023-11-10 15:56:42

本發明涉及一種熱泵型汽輪機凝汽器凝汽加熱系統，屬於動力工程領域。

背景技術：

熱力發電廠大多是利用鍋爐產生的高壓蒸汽驅動蒸汽輪機轉動再帶動發電機發電。凝汽式汽輪機運轉都離不開凝汽器，作完功的蒸汽必須在凝汽器內被冷卻水冷卻為凝結水後經低壓加熱器、除氧器及高壓加熱器預熱後才能送往鍋爐產生高壓蒸汽形成蒸汽動力循環。汽輪機凝汽器使用的冷卻水溫度由環境溫度而定，這使得汽輪機循環複雜且熱效率隨季節氣候變化很大，能耗高。

技術實現要素：

為了解決上述技術問題，本發明提供一種熱泵型汽輪機凝汽器凝汽加熱系統，利用熱泵工質的高熱效率優勢，提升汽輪機凝汽器的凝結水溫度到低壓加熱器出水溫度以取代現有的低壓加熱器，能耗低，且冷卻循環系統簡單。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：一種熱泵型汽輪機凝汽器凝汽加熱系統，包括熱泵凝結器和循環冷卻水源，其特徵在於：所述熱泵凝結器的工質入口與熱泵壓縮機的工質出口相連，所述熱泵凝結器的工質出口通過熱泵節流閥與熱泵蒸發器的工質入口相連，所述熱泵蒸發器的工質出口與熱泵壓縮機的工質入口相連；

所述循環冷卻水源通過管道與循環水泵相連，所述循環水泵的出口管線分成兩個支管，其中一個支管與熱泵蒸發器的水側進口相連，另一個支管與汽輪機凝汽器供水閥相連，所述熱泵蒸發器水側出口出來的水與汽輪機凝汽器供水閥出來的水混合後進入汽輪機凝汽器的冷卻水進口，所述汽輪機凝汽器的冷卻水出口通過管道與循環冷卻水源相連；

所述汽輪機凝汽器的凝汽器蒸汽入口與蒸汽輪機的蒸汽出口相連，所述汽輪機凝汽器的凝結液出口通過汽輪機凝結水泵與熱泵凝結器的水側入口連通，所述熱泵凝結器的水側出口與除氧器相連。

熱泵工質選用r1234ze(四氟丙烯)，熱泵壓縮機將熱泵工質r1234ze壓縮後溫升至110℃送進熱泵凝結器，將來自汽輪機凝汽器的凝結水升溫至104℃後，直送往除氧器以代替原低壓加熱器，能耗低。

從熱泵凝結器排出的液態工質經熱泵節流閥降壓後流入熱泵蒸發器，在30℃下蒸發，同時使從冷卻水循環水泵流來的循環冷卻水降溫，從熱泵蒸發器出來的循環冷卻水與汽輪機凝汽器供水閥送來的冷卻水混合後送往汽輪機凝汽器，冷凝由凝汽器蒸汽入口流入的蒸汽，隨後循環冷卻水排往循環冷卻水源。如此循環對蒸汽輪機的蒸汽進行凝結，然後利用工質對凝結水水加熱，取代現有的低壓加熱器。冷卻循環系統簡單，能耗低。

上述方案中：所述蒸汽輪機的傳動軸與熱泵壓縮機的主軸相連。熱泵壓縮機由蒸汽輪機驅動，其汽源取自0.2mpa、抽汽溫度140℃的蒸汽輪機末級抽汽管，作功後的乏汽排往汽輪機蒸汽入口進行凝結。這樣只須耗1.25t/h蒸汽輪機末級抽汽便可將凝結水從40℃提升到104℃，並可取代原低壓加熱器的功能。低壓加熱器原需供汽5.6t/h，而現僅耗1.25t/h蒸汽，能耗節省77.6％。

上述方案中：所述汽輪機凝汽器的冷卻水出口與循環冷卻水源相連的管道上設置有凝汽器出口水閥。

上述方案中：所述循環冷卻水源來自冷卻水塔。

上述方案中：所述循環冷卻水源直接來自江河流域。這樣系統更簡單。

有益效果：本發明利用熱泵工質的高熱效率，將經熱泵凝結器的汽輪機凝結水加熱至100℃以上再送往除氧器，這既不影響汽輪機凝汽器的凝汽又可節省原供低壓加熱器的能耗，循環冷卻水系統簡單、成本低，能耗低。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明：

本發明的上、下、左、右等方位詞僅代表圖中的相對位置，不表示產品的絕對位置。

實施例1，如圖1所示：本發明的熱泵型汽輪機凝汽器凝汽加熱系統由熱泵節流閥1、熱泵凝結器2、除氧器3、凝汽器蒸汽入口4、汽輪機凝汽器5、凝汽器出口水閥6、熱泵壓縮機7、蒸汽輪機8、汽輪機凝結水泵9、循環冷卻水源10、循環水泵11、汽輪機凝汽器供水閥12、熱泵蒸發器13組成。

熱泵凝結器2的工質入口與熱泵壓縮機7的工質出口相連，熱泵凝結器2的工質出口通過熱泵節流閥1與熱泵蒸發器13的工質入口相連，熱泵蒸發器13的工質出口與熱泵壓縮機7的工質入口相連。

循環冷卻水源10通過管道與循環水泵11相連，循環水泵11的出口管線分成兩個支管，其中一個支管與熱泵蒸發器13的水側進口相連，另一個支管與汽輪機凝汽器供水閥12相連，熱泵蒸發器13水側出口出來的水(水被冷卻)與汽輪機凝汽器供水閥12出來的水混合後進入汽輪機凝汽器5的冷卻水進口，汽輪機凝汽器5的冷卻水出口通過管道與循環冷卻水源10相連，汽輪機凝汽器5的冷卻水出口與循環冷卻水源10相連的管道上設置有凝汽器出口水閥6。循環冷卻水源10來自冷卻水塔。也可以循環冷卻水源10直接來自江河流域，這樣系統更加簡單。蒸汽輪機8的傳動軸與熱泵壓縮機7的主軸相連。利用蒸汽輪機8驅動熱泵壓縮機7，能耗低。汽輪機凝汽器5的凝汽器蒸汽入口4與蒸汽輪機8的蒸汽出口相連，汽輪機凝汽器5的凝結液出口通過汽輪機凝結水泵9與熱泵凝結器2的水側入口連通，熱泵凝結器2的水側出口與除氧器3相連。

本發明不局限於上述具體實施例，應當理解，本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本發明的構思做出諸多修改和變化。總之，凡本技術領域中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護範圍內。