[发明专利]多功能真空循环水仓

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护、节能、减排、降耗、设备保护、安全生产技术领域，更具体地说是涉及水及蒸汽排放、回收、发电设备技术领域。

背景技术

目前，利用蒸汽进行发电的方法技术在我国甚至世界上广泛应用，表现为火力发电、核能发电等，火力发电是世界上最大的污染源之一，它需要耗费大量的水资源，排放的污染物对空气、土地和水源等人类生存环境造成严重的影响。目前，火力发电热系统中普遍存在热效率低、耗水量惊人、需要大量的化学药剂、排污严重，其设备存在腐蚀、水垢、高噪音等问题，即使是当今世界最高水平的燃煤发电厂的热效率也达不到送进锅炉的煤完全燃烧时所能发出的总热量的1/3。如图1，我国哈尔滨汽轮机厂600MW火电机组的热系统，该机组的锅炉为亚临界，一次再热循环筒锅炉最大连续出力1803.6t/h，给水温度为273.4℃，主蒸汽压力为16.67Mpa，温度为538℃，再热蒸汽压力为3.323Mpa，汽轮机排气温度36.2℃，压力0.006Mpa，热耗率7829.8KJ/(KW·h)，汽耗率3.005Kg/(KW·h)，由于该机组将其热焓高达2330.9KJ/Kg作功后的低温低压水蒸汽排到凝汽器变成36.2℃，其热焓只有151.5KJ/Kg的冷凝水，这不但需要重量达到其50～80倍的冷却水通过凝汽器进行冷凝，造成巨大的热量损失和浪费大量宝贵的水；另外，还可能会因凝汽器在运行中产生的铜离子对锅炉水产生污染和凝汽器出现故障而发生严重事故。以下是该机组从汽轮机排放出来的水蒸汽在凝汽器中凝结成水所带来的热量损失：锅炉在运行一小时中的总热量为1803.6×1000×(3397.3-1198.8)+1516.84×1000×(3538-3027.3)＝4738676398KJ，作功后的低温、低压水蒸汽通过凝汽器变成水所失去的热量为1073.54×1000×(2330.9-151.5)+85.88×1000×(2448.8-151.5)＝2526965200KJ，作功后的蒸汽在凝汽器中冷却成凝结水失去的热量与锅炉一小时产生蒸汽总热量的百分比为2526965200÷4738676398×100％＞53％。从600MW火电机组的热系统图中可以看出，锅炉每小时产出1803.6吨，压力为16.76Mpa，温度538℃的水蒸汽，但作功后到达凝汽器的水蒸汽只有1159.42吨(1073.54+85.88＝1159.42)，中途有644.6吨高温高压的水蒸汽变成了凝结水和废蒸汽，其原因是：其一，高温高压水蒸汽在汽轮机通流部分流动过程中由于摩擦力等种种原因，产生凝结水；其二，每小时数量达到1803.6吨，而且温度只有36℃左右的水，被这些蒸汽加热到了273.4℃的高温水进入锅炉，是产生大量凝结水的主要原因；其三，利用蒸汽除氧和其它调节中也使用了大量的水蒸汽。在核能发电方面，如图2所示，我国CPWR-1000核电机组作功之后在凝汽器中凝结成水所带来的热量损失：核反应堆在一小时中，加热水所产生水蒸汽的总热量为5808.2×1000×(2773-972.6)＝10457083280KJ，作功后的水蒸汽通过凝汽器变成水所失去的热量为2975.1×1000×(2350.5-168.8)＝6490775770，在凝汽器中凝结成水所失去的热量占蒸汽从核反映堆获得的总热量的百分比为6490775770÷10457083280＞62％。从以上两个厂的数字可以看出，当前的发电工艺流程浪费极其严重，单是作功后的水蒸汽在凝汽器中凝结成水所损失的热量就大大超出推动汽轮机作功所耗用的热量，而且，作功后排出1Kg的水蒸汽，需要50～80Kg的冷却水量。为此，如何实现作功后的水蒸汽的热量循环利用，以增加热效率和降低耗水量已成为现今世界各国急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种不仅热效率高、发电成本低、安全环保，而且能大大延长锅炉等设备的使用寿命的多功能真空循环水仓。

本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种多功能真空循环水仓，其特征在于：它包括分别与汽轮发电机组以及蒸汽回收仓连接的循环水仓，循环水仓上设有若干个连接有抽气设备的进气口和抽气口，进气口和抽气口分别与汽轮发电机以及蒸汽回收仓相连通，循环水仓通向蒸汽回收仓的管道上设有单向阀，循环水仓内气压设置在0.004Mpa以下。

作为上述方案的进一步说明，所述汽轮发电机组包括汽轮机以及锅炉，循环水仓内部设有容水腔，该容水腔的腔体上设有若干个开口与汽轮机以及锅炉的凝结水和废蒸汽输出管相连。