[发明专利]复叠式蒸汽朗肯联合循环发电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种复叠式蒸汽朗肯联合循环发电装置，具体属火力发电厂动力装置技术领域。

背景技术

以水蒸汽为工质的火力发电厂，是大规模地进行着把热能转变成机械能，并又把机械能转变为电能的工厂。发电厂应用的循环很复杂，然而究其实质，主要是由锅炉、汽轮机、凝汽器、水泵等设备所组成的朗肯循环来完成，其工作原理是：给水先经给水泵加压后送入锅炉，在锅炉中水被加热汽化、形成高温高压的过热蒸汽，过热蒸汽在汽轮机中膨胀做功，变为低温低压的乏汽，最后排入凝汽器凝结为冷凝水，重新经水泵将冷凝水送入锅炉进行新的循环。至于火力发电厂使用的复杂循环，只不过是在朗肯循环基础上，为了提高热效率，加以改进而形成的新的循环即回热循环、再热循环等，朗肯循环已成为现代蒸汽动力装置的基本循环。

现代大中型蒸汽动力装置毫无例外地全都采用抽汽加热给水回热循环、蒸汽再热循环技术，从而提高了加热平均温度，除了显著地提高了循环热效率以外，汽耗率虽有所增加，但由于逐级抽汽使排汽率减少，这有利于实际做功量和理论做功量之比即该循环的相对内效率η_oi的提高，同时解决了大功率汽轮机末级叶片流通能力限制的困难，凝汽器体积也可相应减少。但蒸汽在凝汽器中凝结时仍释放出大量的汽化潜热，需要大量的水或空气进行冷却，即浪费了热量、造成热污染，又浪费了电能、水资源。因此如何有效利用凝汽器中蒸汽凝结时释放的大量的汽化潜热，值得深入研究。

电站锅炉生产过程中排放出大量的烟气，其中可回收利用的热量很多。虽然这部分余热资源浪费巨大，但回收利用有较大的难度，其主要原因是：（1）余热的品质较低，未找到有效的利用方法；（2）回收这部分的余热，往往对锅炉原有热力系统做出较大改动，具有一定的风险性；（3）热平衡问题难以组织，难以在工厂内部全部直接利用，往往需要向外寻找合适的热用户，而热用户的用热负荷往往会有波动，从而限制了回收方法的通用性。

因此如何利用蒸汽朗肯循环火力发电厂的热力学基本规律，保留基于朗肯循环原理的动力装置技术的优点,探讨新的联合循环理论，真正找到大幅度提高蒸汽朗肯循环动力装置热效率的新途径，成为该领域研究的难点。

发明内容

本发明的目的为解决上述蒸汽朗肯循环存在的问题，提出一种新的火电厂复合循环流程，即复叠式蒸汽朗肯联合循环发电装置，能够在保留传统的蒸汽朗肯循环技术的优点的同时，大幅度回收传统蒸汽朗肯循环凝汽器的汽化潜热，使传统朗肯循环凝汽器的负荷较大幅度减轻，相同发电量的情况下，减轻的绝对幅度值可达20%，从而实现有效提高整个联合循环机组的热效率，最终达到节能降耗、提高系统热效率的目的。

本发明的目的是通过以下措施实现的：

一种复叠式蒸汽朗肯联合循环发电装置，该装置包括高压端蒸汽朗肯循环、低压端蒸汽朗肯循环，其特征在于：

所述的高压端蒸汽朗肯循环，是指由锅炉本体1出来的饱和蒸汽2，经高压过热器3形成高压过热蒸汽3-1，送入高压汽轮机4带动发电机发电；高压汽轮机4出来的乏汽在高压凝汽器5凝结成凝结水6，凝结水6经高压给水泵7送入高压给水加热器8、锅炉本体1，锅炉本体1再产生饱和蒸汽，从而形成高压端蒸汽朗肯循环回路。

所述的低压端蒸汽朗肯循环，是指由低压蒸发器14出来的蒸汽，经低压过热器15形成低压过热蒸汽16，送入低压汽轮机17带动发电机发电；低压汽轮机17出来的乏汽在低压凝汽器18凝结成低压端凝结水9，凝结水9经凝结水泵10、低压给水加热器11、除氧器12、低压给水泵13，送入低压蒸发器14，低压蒸发器14再产生蒸汽，从而形成低压端蒸汽朗肯循环回路。

所述的高压凝汽器5的蒸汽凝结侧采用正压运行方式，即高压汽轮机4出来的乏汽的压力高于大气压力。

所述的高压端蒸汽朗肯循环回路的高压凝汽器5即低压端蒸汽朗肯循环回路的低压蒸发器15，从而将高温端蒸汽朗肯循环和低温端蒸汽朗肯循环有机复合在一起，高效回收高温端蒸汽朗肯循环的蒸汽冷凝时释放的汽化潜热用于低温端蒸汽朗肯循环发电。

燃料燃烧产生的高温烟气经锅炉本体1、低压过热器15、高压过热器3、高压给水加热器8、低压给水加热器11降温后排入大气；或经锅炉本体1、高压过热器3、低压过热器15、高压给水加热器8、低压给水加热器11降温后排入大气。