[发明专利]汽轮机发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及发电设备结构技术领域，尤其涉及一种汽轮机发电系统。

背景技术

目前国内利用蒸汽发电的汽轮机组，对汽轮机排汽的冷却通常采用传统的湿冷冷却系统。传统的湿冷冷却系统主要是自然通风冷却塔冷却系统和机力通风冷却塔冷却系统，其工艺流程是：汽轮机的排汽通过表面式凝汽器与循环冷却水进行热量交换，以将其凝为凝结水，凝结水经由凝结水泵送到水处理中心进行过滤、除氧等处理，之后再送到锅炉进行再生产高压蒸汽用于发电，进行循环利用。在上述换热过程中，循环冷却水经过表面凝汽器的管程，温度升高吸收热量，经循环水泵送入自然通风冷却塔或机力通风冷却塔，将其冷却循环利用。汽轮机排汽的凝结是靠循环冷却水的温升带走热量，循环冷却水再通过自然通风塔或者机力通风塔的水分蒸发而带走热量，来达到换热的效果，整个换热过程经过两次换热。

采用上述的传统湿冷冷却系统，存在以下不足：(1)系统复杂，传统湿冷系统是由多个部件组成的系统工程，如水冷凝汽器、冷却塔、循环水泵、管线以及凝汽器清洗系统等，系统结构复杂。（2）冷却循环水量需求大，1kg水升高1℃带走1kcal热量，1kg凝汽放出570kcal热量，假设循环水温升8℃，则冷凝1kg蒸汽需要70kg循环水，用水量比较庞大。（3）耗电量大，为了达到冷凝排汽的效果，需求较大的冷却循环水量，这就要求水泵扬程和功率必须足够大（通风塔所需循环水泵扬程一般为22～26m）；机力通风塔系统还需加上强制通风系统的功率消耗，耗电量更大。（4）耗水量大，系统的循环冷却水损失主要由三部分组成：蒸发损失、风吹损失和排污损失，总耗水量一般为循环水量的3～5%左右。（5）系统对水质要求高，如果水质不好，会造成凝汽器管内结垢堵塞频繁，存在清洗工作比较困难，清洗劳动强度大等问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种汽轮机发电系统，旨在简化汽轮机发电系统的结构同时降低耗水量和耗电量。

为实现上述目的，本发明提供一种汽轮机发电系统，包括汽轮机、锅炉、蒸发式凝汽器、水箱以及水泵装置，其中，所述汽轮机的排气口通过排气管道与所述蒸发式凝汽器的入口连接，所述蒸发式凝汽器的出口通过凝结水管与所述水箱连接，所述水箱通过管道经所述水泵装置与所述锅炉连接，所述锅炉通过管道与所述汽轮机的进气口连接，所述锅炉将水加热后经其排气口通过管道输送至所述汽轮机，所述蒸发式凝汽器设有换热管束，所述换热管束的一端与所述排气管道连接，所述换热管束的另一端与所述凝结水管连接，循环冷却水在所述换热管束的外表面布满水膜，所述汽轮机的排汽通过所述排气管道进入所述换热管束内，在与所述换热管束外的水膜进行换热后，形成凝结水经所述凝结水管进入所述水箱。

优选地，所述蒸发式凝汽器设置有多个，多个所述蒸发式凝汽器并联设置，多个所述蒸发式凝汽器的入口均与所述汽轮机的排气口连通，多个所述蒸发式凝汽器的出口均与所述水箱连通。

优选地，所述锅炉与所述汽轮机的进气口之间还设有过滤器。

优选地，所述水箱与所述锅炉之间还设有用于过滤水中杂质的水处理设备，所述水泵装置包括位于所述水箱与所述水处理设备之间的凝结水泵，以及位于所述锅炉与所述水处理设备之间的给水泵。

优选地，所述给水泵与所述锅炉之间还设有高压加热器。

优选地，所述给水泵与所述水处理设备之间还设有低压加热器。

优选地，所述低压加热器与所述给水泵之间还设有除氧器。

优选地，所述蒸发式凝汽器上还设有与所述排气管道连通的抽真空管。

本发明提出的汽轮机发电系统，省略了大功率循环水泵和冷却塔等设备设施，使本汽轮机发电系统的结构更简单，系统总体功耗比机力通风冷却塔冷却系统低50%左右，系统运行费用低。另外，因蒸发式凝汽器使用的冷却水是布置于换热管束的外部，在换热管束的外表面布满水膜而不是在换热管内的水通道与蒸汽通道进行换热，故蒸发式凝汽器不存在管内结垢堵塞，对水质要求不高，节约了水处理费用，同时因不存在水在管内结垢，因此，换热管束的清洗比较简单，降低了劳动强度。另外，蒸发式凝汽器相对于传统湿冷冷却系统，其具有占地面积小、耗水量小的优点。因循环冷却系统水的流失主要由三方面引起，即蒸发损失、风吹损失和排污损失，采用本汽轮机发电系统循环水量约为传统水冷系统的1/5，补充水量约为传统水冷系统的50%~60%。另外，由于蒸发式凝汽器采用的是一次换热，水膜在负压下蒸发，因此可以获得比传统通风塔水冷系统更低的背压，换热效果更显著。

附图说明