[发明专利]一种提高汽轮机效率的改进朗肯循环动力系统

说明书

本发明涉及蒸汽动力领域，涉及一种提高汽轮机效率的改进朗肯循环动力系统，其包括加压泵、加热器、膨胀涡轮、冷凝器以及工质液，所述加压泵、加热器、膨胀涡轮、冷凝器首尾依次闭合连接构成回路，所述膨胀涡轮与发电机相连接，所述的加热器与膨胀涡轮之间设有汽汽引射增压器，加热器的出汽口与汽汽引射增压器的主引射进汽口相连接，汽汽引射增压器的出汽口与膨胀涡轮的进汽口相连接，膨胀涡轮中间级设有支路出汽口，支路出汽口与汽汽引射增压器的被引射进汽口相连接。本发明通过增加一台汽汽引射增压器，使得循环中有一部分支路的循环工质可以不用冷凝，直接被高温高压蒸汽引射加温加压，从而完成不冷凝循环，使得该改进的朗肯循环效率要比传统的朗肯循环有显著的提高。

技术领域

本发明涉及蒸汽动力领域，具体而言，涉及一种部分工质循环过程不冷凝为特征的用于汽轮机的改进朗肯循环动力系统。

背景技术

蒸汽动力循环(朗肯循环)作为传统的动力循环，是以水或有机物作为工质的外热闭式动力循环，在工业的能源供应中起着举足轻重的作用，并被用于传统的大型燃煤火力发电站和核动力电站中，以及以蒸汽作为动力的舰船中，并且近年来随着有机朗肯循环的兴起，更被广泛用于低品位热源能量的利用中。多年来，作为很成熟的热力循环，现在提高循环热效率的方法主要是采用提高蒸汽的温度和压力，目前已经实现了超临界和超超临界甚至更高的水蒸汽温度和压力，提高了朗肯循环的热效率，但同时也带来了动力系统设备成本的急剧升高，但提高的热效率的幅度却很有限。

目前以水为工质的典型朗肯循环的热转换效率，在超临界和超超临界的参数下最多能达到43％左右，这样循环中有57％以上的热量散失主要是循环中由汽轮机的乏蒸汽冷凝为液态工质的相变过程中大量气化潜热的散失，从而造成整个朗肯循环的热效率不是很高。朗肯循环中蒸汽工质进行冷凝的主要目的是为了使工质能在液态下进行高效的增压，因为工质在循环中的高增压比(增压比可达几千)采用气态压缩，在能耗上是无法承受的，目前工业上也没有能够实现这种高增压比的气体压缩机。

发明内容

本公开的发明解决的一个技术问题是提供一种新型提高汽轮机效率的改进朗肯循环动力系统，本系统只有部分循环工质冷凝的改进朗肯循环，而让部分的气态循环工质不冷凝，让其通过本发明增设的引射器，利用那部分被冷凝、增压、吸热变成的高温高压蒸汽作为引射器的主引射蒸汽，对汽轮机排出的低温低压蒸汽进行引射增压，生成中压蒸汽，再热后变成高温中压蒸汽送入汽轮机做功。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，包括加压泵、加热器、膨胀涡轮、冷凝器以及工质液，所述加压泵、加热器、膨胀涡轮、冷凝器首尾依次闭合连接构成回路，所述膨胀涡轮与发电机相连接，其技术特征在于，所述的加热器与膨胀涡轮之间设有汽汽引射增压器，加热器的出汽口与汽汽引射增压器的主引射进汽口相连接，汽汽引射增压器的出汽口与膨胀涡轮的进汽口相连接，膨胀涡轮的中间级设有支路出汽口，支路出汽口与汽汽引射增压器的被引射进汽口相连接。

在其中一个实施例中，所述的支路出汽口设置在膨胀涡轮的中间级，在膨胀涡轮的中间级设置一个出汽口作为膨胀涡轮的支路出汽口，该支路出汽口将膨胀涡轮中间级的蒸汽引入汽汽引射增压器。

在其中一个实施例中，所述的支路出汽口为膨胀涡轮出汽口的支路出汽口，将膨胀涡轮的尾部出汽口分成两路，一路与冷凝器的进汽口相连接，另一路与汽汽引射增压器的被引射进汽口相连接。

在其中一个实施例中，所述的汽汽引射增压器与膨胀涡轮之间设有过热器。

此外，本发明中，所述的工质液为任何具有从液相变成气相的物质。

此外，本发明中，所述加热器采用锅炉。

此外，本发明中，所述膨胀涡轮采用汽轮机。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：