一种凝汽器直接地冷汽轮发电装置的制作方法

1.本发明涉及一种汽轮发电系统，特别涉及一种汽轮发电系统的汽水冷却装置。


背景技术：

2.现有的凝汽式火力发电系统是基于郎肯循环原理，其动力汽水系统包括锅炉、过热器、汽轮机、凝汽器、凝结水泵、低温加热器、给水泵。该动力汽水系统的工作原理是：水在锅炉中被加热成蒸汽，首先进入过热器变为高温高压的蒸汽，再进入汽轮机推动汽轮机的叶片做功发电，接着离开汽轮机变为乏汽，然后进入凝汽器，一方面，在凝汽器内，乏汽经过冷却水冷却后，变成凝结水，凝结水离开凝汽器后，经凝结水泵进入低温加热器预热，紧跟着经给水泵加压，最后又进入锅炉加热成蒸汽，这样周而复始，不断地循环；另一方面，在凝汽器内，冷却水吸收乏汽的热量离开凝汽器后，需要释放大量的热量。在水源比较丰富的地方，发电厂的冷却水可以采用“开式”，即用水泵从江河取水用于冷却后再排放到江河中。而在水源紧缺地区，发电厂的冷却水需要采用“闭式”循环，即把使用过的冷却水经过冷却塔降温后再反复使用。冷却水通过冷却塔将热量释放给大气，大气是散热的冷端。采用这种“闭式”循环的问题是：在夏季，由于气温过高，发电机组会因散热困难而降低发电效率，甚至报警停机；在冬季，由于气温过低，发电机组又存在冷却水的防冻问题。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供一种汽轮发电装置，该装置发电安全稳定，效率更高。
4.为了解决上述存在的技术问题，本发明采用下述技术方案：.一种凝汽器直接地冷汽轮发电装置，包括汽水系统由汽轮机、凝汽器、给水泵、锅炉和循环水泵组成，还包括蓄水池和热交换水渠，所述蓄水池和所述热交换水渠都设置在地下，所述凝汽器的冷却水管道的出口，所述热交换水渠，所述蓄水池，所述循环水泵，所述凝汽器的冷却水管道的进口依次连接成闭合的冷却水循环回路。
5.本发明还可以：所述热交换水渠中设置有地热交换池，所述地热交换池设置在地下。所述地热交换池还可以是冷水筛选池，所述冷水筛选池设置有进水口、水槽、出水口以及挡水板，所述挡水板设置在所述出水口前面，所述挡水板的下面设置有冷水通道。为了更好地形成层流，所述进水口和出水口的横截面积可以远小于所述水槽的横截面积。在所述凝汽器和给水泵之间设置有凝结水泵和低温加热器，所述低温加热器为热泵，所述热泵由压缩机、蒸发器、节流阀和冷凝器组成，所述凝汽器凝结水通道出口、所述凝结水泵、所述热泵冷凝器的凝结水通道、所述给水泵依次连接。所述热泵蒸发器通道可以串接进入所述冷却水循环回路中，即：所述热泵蒸发器出口、所述热交换水渠入口、所述冷水筛选池、所述蓄水池，所述循环水泵、所述凝汽器冷却水通道、所述热泵蒸发器进口依次连接成闭合回路；所述热泵蒸发器通道也可以并接进入所述冷却水循环回路中，即：所述热泵蒸发器出口与所述蓄水池出口以及所述循环水泵进口相连接，所述热泵蒸发器进口与所述热交换水渠入
口以及所述凝汽器冷却水通道出口相连接。
6.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
①
由于地表下面不存在酷暑严寒，因此，以大地作为冷端，冷却水的温度容易调节，能够为凝汽器提供最佳的凝汽温度，提高汽轮机的效率，确保发电安全稳定；
②
无需冷却塔，设施简单，投资少；
③
传热水渗入土壤可以大幅度提升土壤的导热率；
④
由于土壤所含水分饱和后，水分流失少，另外，闭式水渠循环通道加盖后，水分蒸发少，因此，系统用水少；
⑤
冷却水独立，维护简单，故障少；
⑥
热泵可以吸收乏汽中的热量，降低凝汽器的温度，减小其压力，提高汽轮机的效率；
⑦
用热泵吸收的热量预热凝结水，可以节约燃料，减小对环境的污染。
附图说明
7.下面结合附图对本发明作进一步的描述。
8.图1为凝汽器直接地冷汽轮发电装置原理图。
9.图2为冷水筛选池的纵向剖视原理图。
10.图3为凝汽器直接地冷汽轮发电装置串接热泵蒸发器的原理图。
11.图4为凝汽器直接地冷汽轮发电装置并接热泵蒸发器的原理图。
12.图中：进水口1 水槽2 大地3 冷水通道4 挡水板5 出水口6 盖板7 。
具体实施方式
13.在图1、图2中，一种凝汽器直接地冷汽轮发电装置由汽轮机、发电机、凝汽器、给水泵、锅炉、过热器、循环水泵、热交换水渠、冷水筛选池和蓄水池组成。所述热交换水渠设置在地下。所述的冷水筛选池也设置在地下，并设有进水口1 、水槽2、冷水通道4、挡水板5、出水口6以及盖板7，其中进水口1和出水口6的横截面积远小于水槽2的横截面积。凝汽器的凝结水通道出口、给水泵、锅炉、过热器、汽轮机、凝汽器的乏汽进口依次连接。根据发电机组功率，以及与大地交换热量的实际需求，选择相适配的若干个冷水筛选池经过串并联后，按照顺序与蓄水池、循环水泵和凝汽器的冷却水通道组成闭合的冷却水循环回路。将自来水作为冷却水设置在闭合的冷却水循环回路中。
14.在本装置中，部分冷却水可以通过热交换水渠和冷水筛选池以及蓄水池渗透到周围的土壤中，土壤所含水分将会饱和，另外，盖板7能够阻止水分蒸发，因此本装置节水。一方面，由于水分挤占了土壤中空气的位置，极大地提高了土壤的导热率，有利于冷却水与大地交换热量。另一方面，由于冷水筛选池的进出口的横截面积远小于水槽2的横截面积，水在水槽2中的流速非常缓慢，可以自然形成层流，下面的低温冷却水可以从冷水筛选池的下部经冷水通道4从出水口6筛选出来，而高温冷却水则被拦截下来与大地交换热量，因此可以进一步提高冷却水与大地交换热量的效率。
15.为了进一步提高发电效率，节省燃料，可以在凝汽器和给水泵之间设置凝结水泵和低温加热器，所述低温加热器为热泵，所述热泵由压缩机、蒸发器、节流阀和冷凝器组成。所述凝汽器凝结水通道出口、所述凝结水泵、所述热泵冷凝器的凝结水通道、所述给水泵依次连接。如图3所示，所述热泵蒸发器通道可以串联接入冷却水循环回路，即：所述热泵蒸发器出口、热交换水渠、所述冷水筛选池、所述蓄水池、所述循环水泵、所述凝汽器冷却水通道、所述热泵蒸发器进口依次连接成闭合回路。如图4所示，所述热泵蒸发器通道还可以并
联接入冷却水循环回路，即：所述热泵蒸发器出口与所述蓄水池出口以及所述循环水泵进口相连接，所述热泵蒸发器进口与所述热交换水渠进口以及所述凝汽器冷却水通道出口相连接。
16.接入热泵后，热泵的蒸发器可以通过冷却水吸收凝汽器中乏汽的热量，降低乏汽的温度，减小凝汽器的压力，提高汽轮机的效率，同时热泵的蒸发器吸收的热量还可以通过热泵冷凝器预热凝结水用于发电，减少燃料的消耗，另外，还可以减轻对大地热污染。


技术特征：
1.一种凝汽器直接地冷汽轮发电装置，包括汽水系统由汽轮机、凝汽器、给水泵、锅炉和循环水泵组成，其特征是：还包括蓄水池和热交换水渠，所述蓄水池和所述热交换水渠都设置在地下，所述凝汽器的冷却水管道的出口，所述热交换水渠，所述蓄水池，所述循环水泵，所述凝汽器的冷却水管道的进口依次连接成闭合的冷却水循环回路。2.根据权利要求1所述的凝汽器直接地冷汽轮发电装置，其特征是：所述热交换水渠中设置有地热交换池，所述地热交换池设置在地下。3.根据权利要求2所述的凝汽器直接地冷汽轮发电装置，其特征是：所述地热交换池为冷水筛选池，所述冷水筛选池设置有进水口、水槽、出水口以及挡水板，所述挡水板设置在所述出水口前面，所述挡水板的下面设置有冷水通道。4.根据权利要求3所述的凝汽器直接地冷汽轮发电装置，其特征是：所述进水口和出水口的横截面积远小于所述水槽的横截面积。5.根据权利要求4所述的凝汽器直接地冷汽轮发电装置，其特征是：在所述凝汽器和给水泵之间设置有凝结水泵和低温加热器，所述低温加热器为热泵，所述热泵由压缩机、蒸发器、节流阀和冷凝器组成，所述凝汽器凝结水通道出口、所述凝结水泵、所述热泵冷凝器的凝结水通道、所述给水泵依次连接，所述热泵蒸发器出口、所述热交换水渠入口、所述冷水筛选池、所述蓄水池，所述循环水泵、所述凝汽器冷却水通道、所述热泵蒸发器进口依次连接成闭合回路。6.根据权利要求4所述的凝汽器直接地冷汽轮发电装置，其特征是：在所述凝汽器和给水泵之间设置有凝结水泵和低温加热器，所述低温加热器为热泵，所述热泵由压缩机、蒸发器、节流阀和冷凝器组成，所述凝汽器凝结水通道出口、所述凝结水泵、所述热泵冷凝器的凝结水通道、所述给水泵依次连接，所述热泵蒸发器出口与所述蓄水池出口以及所述循环水泵进口相连接，所述热泵蒸发器进口与所述热交换水渠入口以及所述凝汽器冷却水通道出口相连接。

技术总结
本发明公开了一种凝汽器直接地冷汽轮发电装置，旨在提供一种发电安全稳定，效率更高的汽轮发电装置。它包括汽水系统由汽轮机、凝汽器、给水泵、锅炉和循环水泵组成，还包括蓄水池和热交换水渠，所述蓄水池和所述热交换水渠都设置在地下，所述凝汽器的冷却水管道的出口，所述热交换水渠，所述蓄水池，所述循环水泵，所述凝汽器的冷却水管道的进口依次连接成闭合的冷却水循环回路。本发明适用于凝汽式火力发电厂。力发电厂。力发电厂。


技术研发人员：宋惠军 宋惠民 宋强 宋劲松 宋扬 宋欢
受保护的技术使用者：武汉市无穷大能源科技有限公司
技术研发日：2021.12.18
技术公布日：2023/6/20