[发明专利]一种提高朗肯循环热效率的装置

说明书

技术领域

本发明涉及热处理及设备技术领域，具体为一种提高朗肯循环热效率的装置。

背景技术

将蒸汽热能转换为机械能的蒸汽机和汽轮机的蒸汽动力循环，其工质的状态变化过程是按郎肯循环进行的，其中郎肯循环主要由锅炉、汽轮机、发电机、凝汽器及给水泵组成，从锅炉出来的蒸汽通过管道进入汽轮机，蒸汽的部分热能在其中转换为机械能带动发电机发电，作了功的低压乏汽进入凝汽器，对冷却水放出汽化潜热后凝结成水，最后凝结水由给水泵送回锅炉，至此，工质完成了一个封闭过程，即郎肯循环，但是在这一循环过程中，作了功的低压乏汽对外界放出了热量，损失了乏汽的几乎全部热能，降低了郎肯循环热效率。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种提高朗肯循环热效率的装置，其可以回收部分乏汽，且有效利用乏汽的热能，减少外部热量的输入以节省能源，从而减少乏汽的热能损失，提高郎肯循环热效率。

其技术方案是这样的：其包括锅炉、汽轮机、发电机、凝汽器、给水泵，所述锅炉进口与所述给水泵出口连接，所述锅炉出口与所述汽轮机进口连接，其特征在于，其还包括循环泵、混合水箱、汽液分离器、加压机，所述汽轮机出口分别与所述汽液分离器、凝汽器进口连接，且所述汽轮机与所述发电机之间通过传动轴连接，所述凝汽器出口分别与所述循环泵进口、汽液分离器出口连接，所述循环泵出口与所述混合水箱相应一侧的液体进口连接，所述混合水箱的蒸汽进口与所述加压机出口连接，所述混合水箱另一侧的液体出口与所述给水泵进口连接，所述汽液分离器蒸汽出口与所述加压机进口连接，所述凝汽器的冷却介质进、出口分别与冷源连接。

本发明的有益成果是，锅炉出来的蒸汽经汽轮机分别进入凝汽器、汽液分离器中，汽液分离器内的一部分低压乏汽进行汽液分离，分离后的汽体进入加压机加压，提高分离汽体的压力及温度，在凝汽器内的另一部分低压乏汽对冷却介质进行放热，放出汽化潜热后凝结成液体，随后凝结液体与从汽液分离器中分离出来的液体进行混合，混合液体经由循环泵送入混合水箱，冷却介质由冷源过来，在凝汽器内吸热后再送回冷源冷却，形成冷却循环，在混合水箱中，从加压机过来的汽体对混合液体进行加热，提高液体的温度，其汽体放热后凝结成液体并入混合液体中，温度提高后的液体从混合箱出来，由给水泵送入锅炉进行加热，成为高温高压蒸汽，然后高温高压蒸汽继续进入汽轮机作功，以此完成蒸汽动力循环，其中加压输入的动能又远小于提高效率后增加部分的动能，从而实现了以少量能源就能利用乏汽的大量热能，不仅提高了进入锅炉的结水温度，又减少了锅炉的能源输入，减少了冷却介质的循环量及动能的输入，从而大大提高了朗肯循环的热效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括锅炉1、汽轮机2、发电机3、凝汽器4、循环泵5、混合水箱6、给水泵7、汽液分离器8、加压机9，其中，锅炉1是能量转换设备，输入能源加热液体以产生蒸汽；汽轮机2是蒸汽热能转变为机械能的装置并带动发电机3发电；凝汽器4是乏汽冷却装置，乏汽在冷却介质的作用下冷却成液体；循环泵5为工质循环提供动力；混合水箱6液体加热及贮存设备，混入蒸汽直接加热液体；给水泵7为工质循环提供动力；汽液分离器8起汽、液分离作用；加压机9是蒸汽增压升温设备；锅炉1进口通过管道与给水泵7出口连接，锅炉1出口通过管道与汽轮机2进口连接，汽轮机2出口通过管道分别与汽液分离器8、凝汽器4进口连接，且汽轮机2与发电机3之间通过传动轴连接，凝汽器4出口通过管道分别与循环泵5进口、汽液分离器8出口连接，循环泵5出口通过管道与混合水箱6相应一侧的液体进口连接，混合水箱6的蒸汽进口通过管道与加压机9出口连接，混合水箱6另一侧的液体出口通过管道与给水泵7进口连接，汽液分离器8蒸汽出口通过管道与加压机9进口连接，凝汽器4的冷却介质进、出口分别与冷源连接。

本发明的工作原理是，从锅炉1出来的蒸汽通过管道进入汽轮机2，蒸汽在汽轮机2内绝热膨胀作功，蒸汽的部分热能在其中转换为机械能带动发电机3发电，作了功的低压乏汽通过管道分别进入凝汽器4、汽液分离器8，在汽液分离器8内的一部分低压乏汽进行汽液分离，分离后的汽体通过管道进入加压机9加压，提高分离汽体的压力及温度，同时在凝汽器4内的另一部分低压乏汽对冷却介质进行放热，放出汽化潜热后凝结成液体，随后凝结液体与从汽液分离器8中分离出来的液体进行混合，混合液体通过管道经由循环泵5送入混合水箱6，冷却介质由冷源过来，在凝汽器4内吸热后再送回冷源冷却，形成冷却循环，在混合水箱6中，从加压机9过来的汽体对混合液体进行加热，提高液体的温度，其汽体放热后凝结成液体并入混合液体中，温度提高后的液体从混合箱6出来，通过管道由给水泵7送入锅炉1进行加热，成为高温高压蒸汽，然后高温高压蒸汽通过管道进入汽轮机2，至此，完成了一个新的蒸汽动力循环，即在本发明的朗肯循环中，利用具有汽化潜热的一部分乏汽，经过加压升温后与另一部分乏汽凝水混合升温，提高锅炉的结水温度，而提高锅炉结水温度可以有效提高蒸汽动力循环热效率。