[发明专利]一种新型火力发电系统及工作方法

说明书

技术领域

本发明属于火力发电领域，具体涉及一种新型火力发电系统及工作方法。

背景技术

目前火电厂选用的介质是水，其特点是环保、容易获取、循环使用，沸点高、临界温度高、汽化热高；冷凝散热比例大；目前火电厂能利用的热源有限，必须高于100℃，几乎都是新增能源消耗。

目前火电、核电发电环节工作温度过高，热电转换效率较低、低温的凝结热很难利用，无法直接补熵。

采用部分蒸汽冷凝得到的水用于作为补熵的媒介，利用流体力学原理实现用高温高压蒸汽热能直接抽/压乏汽补熵，并采用热泵技术回收再利用这部分凝结热，并采用烟气与蒸汽热交换充分利用锅炉烟气余热，实现全热利用，没有热排放环节，热电转换效率将大幅度提升。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种新型火力发电系统及工作方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种新型火力发电系统，包括：冷凝水储罐、高压水泵、射流引流器、高压汽水管路、高压锅炉、高压蒸汽管路、蒸汽混合引流器、中压蒸汽管路、汽轮机、发电机、乏汽管路、凝汽器、冷凝水管路、冷凝水泵、燃料输入管路、由蒸汽扩张段、蒸汽换热器、蒸汽收缩段组成的烟气回收补熵换热器、冷媒高压管路、冷凝换热器、热泵压缩机、膨胀节流阀、射流回汽管路、高温烟气管路、低温烟气排出管路、补水管路、抽真空排气装置及冷媒低压管路；所述高压水泵输入端连接冷凝水储罐；所述高压水泵输出端连接射流引流器；所述高压锅炉通过高压汽水管路连接射流引流器；所述高压锅炉通过高压蒸汽管路连接蒸汽混合引流器；所述高压锅炉通过高温烟气管路连接烟气回收补熵换热器；所述蒸汽混合引流器通过中压蒸汽管路连接汽轮机；所述发电机设置在汽轮机后端，所述发电机连接汽轮机；所述蒸汽扩张段连接乏汽管路的输出端；所述乏汽管路的进气端连接汽轮机；所述蒸汽换热器设置在蒸汽扩张段的上方并和蒸汽扩张段连接；所述气体收缩段设置在蒸汽换热器的上方，所述蒸汽收缩段的上端和蒸汽混合引流器连接，下端和蒸汽换热器连接；所述高温烟气管路和低温烟气排出管路分别连接蒸汽换热器；所述射流回汽管路输出端连接射流引流器，所述射流回汽管路另一端连接蒸汽收缩段；所述冷凝换热器设置在冷凝水储罐中；所述冷凝换热器连接冷媒高压管路；所述冷媒高压管路通过膨胀节流阀连接凝汽器；所述抽真空排气装置输入端连接凝汽器；所述冷媒低压管路输入端连接凝汽器，输出端连接热泵压缩机；所述热泵压缩机输出端连接冷凝换热器；所述冷凝水管路输出端连接冷凝水输送泵，输入端连接凝汽器；所述冷凝水泵输出端连接冷凝水储罐；所述冷凝换热器、冷媒高压管路、膨胀节流阀、凝汽器、冷媒低压管路、热泵压缩机、组成压缩式热泵系统。

根据本发明的又一方面，提供了一种新型火力发电系统工作方法，包括以下步骤：

S1，所述高压水泵把冷凝水储罐中的冷凝水抽出，以10～30MPa以上的压力输送；

S2，高压的低温的水到达射流引流器，吸入从射流回气管路输送来的蒸汽，混合后形成较低温度的汽液混合物；

S3，10～30MPa以上的高压的较低温的汽液混合物通过低温气液管路进入到高压锅炉，从高压锅炉燃料输入管路引入燃料，在高压锅炉中燃烧，释放热量，升温的高压汽水受热、沸腾、膨胀、成为高压高温的蒸汽，高压高温的蒸汽通过高压蒸汽管路进入到蒸汽混合引流器；

S4，在蒸汽混合引流器，少量高压蒸汽流带动10倍以上大量低压蒸汽流一起流动，热量、压力混合交流，形成较蒸汽流量的中压蒸汽汽流，这个汽流气压在0.5MPa到5MPa之间；

S5，较大蒸汽流量的中压蒸汽汽流通过中压蒸汽管路进入汽轮机工作，通过共轴输出，带动发电机发电；

S6，汽轮机排出的低温低压乏汽经过乏汽管路，百分之十以下进入到凝汽器冷凝成水循环再利用，另外一部分到达由蒸汽扩张段、蒸汽换热器、蒸汽收缩段组成的烟气回收补熵换热器，在蒸汽扩张段，由于容器横截面积增加，汽流压力减小，流速减小，温度降低，更有利于换热；汽流到蒸汽换热器部分，与从高温烟气管路引入、低温烟气排出管路排出的含有热量的烟气进行热交换，继续升温、升压、补熵，做好下一个循环的准备状态，降温的烟汽，通过低温烟气排出管路排出；

S7，通过补熵达到尽可能大的压力和更高温度的汽流，汽体到蒸汽收缩段后，容器横截面积减小，压力、温度上升，形成更高温度的汽体；该汽体部分通过射流回汽管路被射流引流器吸入，与低温高压水汽混合后得到利用，另外大部分将通过蒸汽混合引流器，和从高压蒸汽管路输送来的高压高温汽流带动、推动、混温、混压后，形成0.5MPa到5MPa的工作中温、中压汽流；