專利名稱:一種用于微冷凝發(fā)電的汽水往復加熱、冷卻內循環(huán)泵系給水裝置的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一種用于微冷凝發(fā)電的汽水往復加熱、冷卻內循環(huán)泵系給水裝 置,尤其是帶有汽輪機排汽的汽與汽或汽與水兩相往復內循環(huán)鍋爐給水流的冷 卻與蓄熱同步實現(xiàn)的鍋、罐、閥、彎、泵、套管管網(wǎng)等有機組合為汽輪機排汽 微冷凝閉合循環(huán)泵系的鍋爐給水的隨機各型,在準絕熱保溫環(huán)境下代替常規(guī)冷 卻塔和冷凝性換熱供熱系統(tǒng)的電站余熱全回收發(fā)電的準等于鍋爐效率的超高發(fā) 電效率的輔機配套系統(tǒng)和微冷凝發(fā)電技術。
背景技術:
目前,公知的全世界所有的熱力發(fā)電廠凡采用汽輪機發(fā)電技術,則無一不 是釆用冷卻塔系統(tǒng)或冷凝換熱供熱管網(wǎng)系統(tǒng),系統(tǒng)只能是把汽輪機尾汽冷卻到 水泵安全給水的溫度和密度標準后方可進行正常的鍋爐給水,否則,將無法運 轉。因此,全球無論科技發(fā)達程度如何所發(fā)得二次能源的電力都必須白白損失 半數(shù)以上的一次能源為前提代價,既造成了有限礦物能源的浪費和資源銳減, 又嚴重污染大氣和加劇地球溫室效應并帶來了諸如地球升溫、兩極冰山融化、
海平面上升(全球80%的大城市周居在沿海)、氣候反常的災害日漸加重等等, 嚴重地影響和制約了全球人類社會的可持續(xù)發(fā)展,更間接地激化了能源危機為 爆發(fā)點的地區(qū)爭端乃至局部戰(zhàn)爭。據(jù)統(tǒng)計,我國全國熱電廠的平均發(fā)電效率值 不足百分之四十。在全球,最高發(fā)電效率發(fā)電水平的電站是燃氣輪機聯(lián)合循環(huán) 超超臨界鍋爐(33Mpa/70(TC)僅只52%,我國新建的上海120萬千瓦裝機容 量的燃機聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的天然氣等電站的發(fā)電效率也不過設計到60%,而發(fā)達 國家的新建的非燃機聯(lián)合循環(huán)的電廠發(fā)電效率一般為50%左右。如此,似乎是 說只有進一步提高到臨界、超臨界壓力等才能高效發(fā)電,然而超超臨界等超高 壓發(fā)電不僅使電站設備成本高昂,而且使安全運行等管理成本過高……面對全國現(xiàn)行熱力發(fā)電技術和設備都不可避免地要把50 80^的一次能源和被稱為全 球第五能源的一次余熱資源冷卻掉或者經(jīng)過低能量密度負載耗熱冷卻之后才能 獲得20 50%二次能源轉換率的現(xiàn)狀,我們不可能把這些滯后發(fā)展的技術和幾 十年建造的巨大社會"輜重"的大批設備在短期內全部淘汰再全面更新?lián)Q代, 必須研究出臺適合我國國情和世界現(xiàn)實情況的改進與提高方案來;再如,我國 水泥行業(yè)等的雖然是處在國際領先水平的水泥生產(chǎn)線熟料或高溫窯爐煙氣余熱 純低溫發(fā)電技術,仍然是效率低下,僅以水泥生產(chǎn)線余熱發(fā)電為例每噸熟料至 少有六十萬大卡以上的余熱總量卻只發(fā)出30 50度電量,原因是除了現(xiàn)行余熱 鍋爐技術在對流熱交換方面還遠遠沒有避免"熱交換相位重疊"和"煙氣余熱 回收工程中,煙氣溫度下降曲線與余熱器工質水溫度升溫曲線永不相交"理論 的束縛等造成余熱鍋爐出力的能量密度過低之外,主要的原因還有現(xiàn)水平的汽 輪機效率參數(shù)將隨著初汽能量密度的小幅降低而大幅度減小的"致命性"缺 陷;又如,現(xiàn)行太陽能聚熱性的鍋爐汽輪機循環(huán)發(fā)電技術無法降低十分昂貴的 設備造價和有效提高發(fā)電效率,近二十年來仍停滯在美國西部的十五萬千瓦太 陽能發(fā)電的試驗站水平之上沒有明顯提高和得到商業(yè)推廣——二次能源轉換效 率普遍過低包括任何發(fā)達國家在內俱都是無一例外!
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是通過現(xiàn)役熱電廠的取代冷卻塔的鍋、罐、閥、彎、泵、 套管網(wǎng)的微冷凝發(fā)電的泵系給水裝置把凡是汽輪機排汽的余熱準全效回收,并 將其同步利用在一次能源燃燒的鍋爐發(fā)電循環(huán)的純低溫低壓蒸汽出力或中、高、 超高壓蒸汽出力乃至于亞臨界、臨界、超臨界、超超臨界壓力的蒸汽出力之中, 作為鍋爐再熱性"產(chǎn)熱"出力循環(huán)的泵給水"余熱平臺"的基數(shù),使全球各地
的熱電廠降耗30 80%,達到一次能源的準全效發(fā)電。與此同時,把全球新生 產(chǎn)的熱力發(fā)電的設備工作壓力標準降至中高壓水準而實現(xiàn)60 90%的發(fā)電效 率。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的在主承壓串并的主管道各管兩端設法蘭平管板和攏流凹管板,板板密集鉆孔并過主管道內腔穿若干內細管管束,束兩端均 勻地焊接或脹接在兩端管板之上,管束內腔與承壓主管道腔互為兩個相對閉合 系。管束內腔的給水流管道是經(jīng)與其彼此單元聯(lián)通或直接、彎接、套管連接等 管件接頭的平、凹管板或聯(lián)接總成的法蘭對接構成;主管道設由各管道單元兩 端的聯(lián)接法蘭聯(lián)通主管道,道單元自閉合唯由管道單元的法蘭外聯(lián)管彼此單元 首、尾聯(lián)接相通構成相對于管束內腔的反向排汽流的排汽流管道;主管道單元 與主管道彼此以單管平(首)、凹(尾)法蘭一一延直、彎、上、下、左、右三 維方向的順次接蹤式或并設若干串并聯(lián)的彼此首尾接蹤式伸延連接體的統(tǒng)一相 對閉合對流組體管道,管道組體兩端分為高溫端(設排汽入流口座和給水出流 口座)和低溫端(設排汽出流口座和給水入流口座)。高溫端的排汽入流口座接 來現(xiàn)役熱電廠發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)的汽輪機排汽管道而相應停止向冷卻塔或冷凝系排 汽(關閉塔截閥),高溫端的給水出流口座(打開給水閥)接去鍋爐(或反應堆); 低溫端的排汽出流口座接入一至若干個彼此串并的微冷罐(罐內設有水冷閉合 夾層或橫豎流水或盤旋另系閉合流水的微水冷盤管或蛇管熱交換器),罐繼接去 給水泵,泵閉合接通低溫端的給水入流口座,座引給水流泵壓推水進入攏流腔, 給水流管道等直至高溫端的高溫端帽腔罐上的給水出流口座,座接去給水聯(lián)管, 管通與設有入水逆止系統(tǒng)和安全補水系統(tǒng)并聯(lián)式通入鍋爐或者鍋爐里再熱水集 箱;微小型發(fā)電系統(tǒng)設有雙套管(排汽流自高溫端外套管口通入并過若干聯(lián)接 法蘭連接的雙套管盤管單元至低溫端的外套管口引出并閉合通入微冷罐繼進給 水泵,泵續(xù)閉合推出給水流并接入低溫端的內套管口進系統(tǒng)內套管內形成正向 于外套管內排汽流的反向流的給水流,流至系統(tǒng)高溫端的內套管口順以引給水 聯(lián)管泵壓推向鍋爐的"微型太陽能鍋爐,汽輪機發(fā)電機組*微冷凝循環(huán)發(fā)電" 的前后單向通內外定向通系統(tǒng)循環(huán)總通的汽水往復熱加、卸載遞進內循環(huán)泵系 給水系統(tǒng))的內循環(huán)泵系給水裝置;大容量或純低溫發(fā)電系統(tǒng)配套還設有雙半 圓管道通流單元組合體微冷凝發(fā)電(上下雙半圓管道沿橫向中位水平上下對扣 焊接在熱管管板,板中垂向對稱勻布超導熱管管束的給水與排汽雙流互為反向隔管板上下流動而彼此直、彎單元接蹤式組合體,體高溫端下口通入汽輪機排 汽流,上口引出泵壓給水流;體低溫端下口引出排汽流并閉合進入微冷罐繼而 供入給水泵,泵續(xù)以閉合"返回性"推水接入低溫端上口的給水入流口座進入 上半圓管道內形成熱加載給水流構成微冷凝發(fā)電的前后單向通、內外定向通、 系統(tǒng)循環(huán)總通的汽水往復熱加、卸載遞進內循環(huán)泵系給水系統(tǒng)的雙半圓管熱管 束管板系統(tǒng))等適型設計而最終整體準絕熱360°保溫后包裝成型(當然,給水 泵電動機等動力設備和閥門設備及自動儀表要作常規(guī)處理)。這樣,當"鍋 爐*汽輪機,汽水往復熱加、卸載遞進內循環(huán)泵系,冷卻塔"或者是"鍋 爐*汽輪機'往復熱加、卸載遞進內循環(huán)泵系*冷凝器"乃至于本發(fā)明未來配 裝的"再熱性高中低壓鍋爐,高中低壓汽輪機,往復熱加、卸載遞進內循環(huán)泵 系"甚至是"燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)超超臨界再熱鍋爐,汽輪機*往復熱加、卸載 遞進內循環(huán)泵系"發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)運行正常,則所有的冷卻塔和冷凝器一律被本 發(fā)明取代或被短路循環(huán)在本發(fā)明之中。如此以來,系統(tǒng)閉合循環(huán)而來的任何程 度的真空和水質將不發(fā)生任何改變或影響,凡是汽輪機任何參量要求穩(wěn)定的排 汽之蒸汽只能通入本發(fā)明的高溫端的對應外主管道或外套管或下半圓管道內通 流的排汽入流口座內而唯一順沿在主管道腔內反向排流又逐一熱卸載性降溫, 比及接近本發(fā)明的低溫端流終段之時已接近100'c或達到既定設計壓力下的飽 和水或密度約等于1的給水泵的安全水源狀態(tài)時,主管道腔通流熱卸載遞進式 接力降溫流來的汽輪機的相對低壓排汽流,繼而閉合通入微冷罐頂內(罐體設 水冷夾層或水冷盤管將通流飽和水流冷卻為溫差略低1 10(tc,微冷罐底通入 常規(guī)型的發(fā)電鍋爐給水泵內形成鍋爐給水,給水壓力略高于鍋爐工作壓力形成
高壓給水、流,^;又閉合推水經(jīng)由低溫端的給水入流口座,座對應通去逐過各平、 凹管板對接內細管管束內,熱加載性升溫給水流,由于剛剛經(jīng)過微冷罐的i ioot的微降溫處理,便是在一開始受泵推入內細管管束之初就形成了與管束壁 面之外的反向熱卸載而來的相對高溫水流對應載熱段上的即時熱交換相位構成 熱差的即時低溫吸熱段(段上內細管管束內給水流水體在穩(wěn)速泵壓之下一段段逐一按1 10(TC溫度差吸收即時熱卸載的授熱段上的余熱熱量而一段段升溫, 比及在對應熱卸載段上排汽流汽化段時,則管束內的給水流已是滯續(xù)若干個即 時漸次熱加載的非汽化熱相位段上的密度約等于1而在有條件穩(wěn)定給水壓力和 流量的前提下恪守1 100。C溫差"秩序"予以一段段逐一熱加載吸熱(這里, 給水流自入泵為界便形成了泵推高壓流,只有在吸熱超過對應壓力下的汽化臨 界點之后才能漸致汽化)推進,這就使得給水流在相對超壓條件下集中了更多 的待吸熱水汽分子強化了對排汽流所授之熱吸收的效果,同時,由于給水流超 壓于鍋爐工作壓力,必然使熱加載在管束腔內的汽化段一如純低溫發(fā)電循環(huán)甚 至能夠滯后到本發(fā)明的高溫端給水出流口座接近的給水熱加載的各遞進相位段 上,設計合理的話完全可以把微冷罐的冷卻量級盡可能地縮小而實現(xiàn)盡可能地 準全效余熱回收,至少可以使給水流溫度保持略低于排汽流初始熱卸載相位段 溫值10 10(TC的溫度狀態(tài)進入鍋爐(從安全角度考慮,本發(fā)明回收余熱的給 水流入鍋,應避開鍋爐的輻射受熱面方可半汽化安全給水或者配套設計再熱水 集箱或者配套設計全新的再熱鍋爐相配套)。在純低溫發(fā)電循環(huán)中,本發(fā)明還可 以配套本人另外在前發(fā)明的"一種模塊式組裝的再熱性余熱蒸汽鍋爐"(專利 申請?zhí)?00710088707公開號CN101021306A),能夠從諸如水泥熟料余熱和 各種工業(yè)鍋窯爐高溫煙氣余熱回收的角度實現(xiàn)"余熱鍋爐蒸汽出力的能量密度 提高到略低于原爐排放煙氣余熱溫度值10 2(TC水平"(該技術用在純低溫 發(fā)電系統(tǒng)中的發(fā)電量是等比常規(guī)技術的3 5倍);而本發(fā)明則另外貢獻地可以 把所配套的純低溫發(fā)電循環(huán)的汽輪機排汽的發(fā)電余熱準全效回收。對于低微容 量造型的太陽能鍋爐,只要蒸汽出力達到0. 7 1. 2Mpa壓力便可采用本發(fā)明實 現(xiàn)鍋爐出力率下總出力值的90%左右的發(fā)電效率。不僅如此,本發(fā)明還將取代 和取締現(xiàn)行熱電廠的冷卻塔技術,大大地簡化電站設備成本和降低運行成本。 另外,本發(fā)明取代了常規(guī)電站的給水設備,不僅大量回收了余熱,而且由于本 發(fā)明中的給水泵推水閉合給水流過程的"全循環(huán)水水源"一側的系統(tǒng)排汽流壓 力的存在相對降低了鍋爐給水用以克服鍋爐工作壓力所需的絕對阻力參數(shù),使給水泵功耗比照常規(guī)電站等比給水泵降低了三分之二或多(一般常規(guī)情況下,
每向電站鍋爐給一噸水大約要耗3 5度電,而采用了本發(fā)明后僅就鍋爐給水功 耗約降低到1Kwh/t左右水準, 一座130t/h的鍋爐應用本發(fā)明后僅給水節(jié)省耗 電為230 450萬度/年)。
如上一施,一臺新設計20T/H容量的2. 5Mpa工作壓力的熱效率90%的再 熱工業(yè)鍋爐(不再使用常規(guī)的過熱器技術、汽輪機抽汽再熱技術、冷卻塔技術), 用以匹配適型號的汽輪機與本發(fā)明低壓循環(huán)微冷凝小型發(fā)電的話。假定"鍋 爐》汽輪機*冷凝發(fā)電機組"(循環(huán)系統(tǒng)暫不計算豐發(fā)明的"余熱平臺"之貢 獻)仍為常規(guī)的發(fā)電效率之20%左右,則本發(fā)明所能回收的汽輪機排汽余熱大 致設計在96% (約相當于仍有4%微冷散熱),茲為鍋爐承擔的"發(fā)熱總量"約 相當于這個小電廠匹配鍋爐的3倍或多的容量,即可認定"增容了 60T/H的不 須燃耗能源的余熱平臺系統(tǒng)"。那么,這座低壓發(fā)電廠比照實際20T/H鍋爐運 行所耗能分析,其發(fā)電效率達到80%以上,憑空地提高了約相當60T/H常規(guī)鍋 爐增容后的發(fā)電量,但本發(fā)明配套使用的微冷凝發(fā)電的汽水往復熱加、卸載遞 進內循環(huán)泵系鍋爐給水的發(fā)電輔機的設備造價約相當于一個月節(jié)能的價值。如 此以來,這項成果將影響我國低壓發(fā)電設備的全面改造而一舉提高到國際領先 的發(fā)電水平之上,尤其是電力行業(yè)從此告別超高壓以上電站昂貴投資而開辟國 家超廉價電力大發(fā)展與低溫發(fā)電自備電廠蓬勃發(fā)展同興并舉的新時代。
如上二施, 一座100萬千瓦裝機容量的熱電廠,假定現(xiàn)運行發(fā)電效率為35 %的超高壓發(fā)電循環(huán)與冷卻塔冷凝配套系統(tǒng),改用本發(fā)明而完全取代冷卻塔之 后,可以在本發(fā)明切入閉合循環(huán)正常給水的熱加載流"穩(wěn)定泵壓泵水"之時, 相應減少燃煤量以降低原鍋爐爐膛溫度或者采用輻射受熱面半水冷襯膛和更換 小面積爐床、排的綜合措施把鍋爐簡易改成適應汽水供給水質量的安全運行的 再熱性鍋爐。這樣,該電站在保持原上網(wǎng)電量不變的出力工況之下,利用本發(fā) 明把原本經(jīng)冷卻塔冷卻棄損的大約占到一次能源耗用總量60%以上的余熱給 90%回收并用以該電站發(fā)電效率再大幅提高,使其電站的總發(fā)電效率最高約為(35+53) %=88%。經(jīng)濟性分析是假設該電廠的熱耗率為412g/kwh標準煤的 話,則每年耗煤總量約為350萬噸/年,因本發(fā)明取代了冷卻塔的微冷凝的汽 水往復熱加、卸載遞進內循環(huán)泵系給水技術貢獻,節(jié)煤211萬噸/年(500元/ 噸計算,年節(jié)能效益為10.5億元左右),而整個微冷凝的汽水往復熱加、卸載 內循環(huán)泵系給水工程投資約1580萬元(20G管、板鋼材按6000元/噸計),約 節(jié)能運行六天便可因回收余熱之純利回報全部工程成本。
如上三施,如果面對一座計劃建設供熱的城市熱網(wǎng)配套的30萬千瓦現(xiàn)行 熱電廠改為熱電聯(lián)產(chǎn)的城市居民采暖供熱工程p假定該電站發(fā)電效率為35%, 聯(lián)產(chǎn)供熱總出力約為18000萬大卡/小時,而熱網(wǎng)投資大約6000萬元左右。采 用了本發(fā)明后,把發(fā)電效率從35%提髙到88%,以此投入480萬元而相對減少 5500萬元固定資產(chǎn)投資為前提,結果是節(jié)能65萬噸/年標準煤(可供社會拿這 些節(jié)能的煤隨便去干什么都行,即使是用去城市冬季供暖也相當于在華北地區(qū) 儲備了可供18000萬大卡/小時總供暖功率的設備燃用2. 5年的充足燃料)或者 是由節(jié)能增產(chǎn)了 15億度電量(0. 38元/kwh標準價計約折合5. 7億元人民幣) 的饋贈。這里應該指出,即使是該電廠的全部余熱都可以按工業(yè)用商品熱現(xiàn)價 出售(按浙江省杭州地區(qū)的每噸工業(yè)用汽售價124元/噸計),全年也只不過是 3億元左右。
如上四施,可以把我國兩千多座計劃分步關停的中小型煤耗過髙的小火電 廠逐步進行本發(fā)明技術設備配套,以此實現(xiàn)劃時代的節(jié)煤技術升級并盤活全國 各地還具備固定資產(chǎn)盤活條件的所有中小熱電廠。假定這些所有處于盤活目標 電廠的總裝機容量為5000萬千瓦,按建設成本為2000元/千瓦標準計算的話, 估計總固定資產(chǎn)盤活額約為1000億元。采用本發(fā)明統(tǒng)一配套的總投資額約為 7.9億元,全部在網(wǎng)運行的話(若原來各電廠平均發(fā)電效率為30%,提高到88 %計算),年可發(fā)電4380億度,其中本發(fā)明的凈利潤貢獻是2888億度電量約 合1098億元人民幣/年節(jié)能價值。
如上五施,全國熱電裝機總容量50000萬千瓦,各電廠平均發(fā)電效率39
14%的話,本發(fā)明全配套后的發(fā)電效率仍按88%其總節(jié)煤潛力約折合9. 5億噸標 準煤,若按0. 38元/kwh計節(jié)煤總價約為9268億元/年。然而,全國電力配套 本發(fā)明的一次成本僅約158 300億元(平均可在本發(fā)明配套運行后的十天左右 節(jié)煤收回全部技改投資)……。
如上六施,全世界各國總熱電裝機(包括核電在內)假如是50億千瓦裝 機容量且平均發(fā)電效率是45%的話,若采用本發(fā)明配套所有的電站節(jié)能工程(實 現(xiàn)全球節(jié)能按0. 38 0. 56元/kwh人民幣值的平價計總值,大約為8 11.84萬 億元/年人民幣價值的純節(jié)能利潤,并且使全球電力降耗50%,使《京都議定 書》所制定的全球溫室氣體減排目標提前幾十年完成);我們也可以著重發(fā)展全 球超超節(jié)能電力產(chǎn)業(yè),爭取盡可能的全球能源戰(zhàn)略優(yōu)勢。如果可能……我國將 因此繼續(xù)保持和大幅提高國民經(jīng)濟發(fā)展速度以及逐步成為世界能源戰(zhàn)略的重 心。
由于采用了上述方案,本發(fā)明相當于為常規(guī)的高中低壓或者超高壓鍋爐發(fā) 電的各地熱電廠搭起了一座座永不耗用的足可以減少60%以上煤耗而超超節(jié)能 的余熱循環(huán)利用的平臺而全面取締對應電廠里的冷卻塔或冷凝器系統(tǒng),或者說 是在不增加任何能源耗費前提之下成倍地提高了常規(guī)熱電廠的發(fā)電量,同時還 在代替鍋爐給水泵之后相對減少了與常規(guī)電站鍋爐給水等比70%的功耗;在亞 臨界、臨界、超臨界、超超臨界鍋爐發(fā)電和核熱力發(fā)電的汽輪機與冷卻塔循環(huán) 網(wǎng)路上適用了本發(fā)明,可以提高20 50%的發(fā)電效率。本發(fā)明將為世界范圍內
的溫室氣體減排和大幅度節(jié)能作出重大貢獻,也將為我國成為未來世界的電力 技術革命和能源戰(zhàn)略重心奠定知識產(chǎn)權的基礎。
下面結合說明書附圖對本發(fā)明作進一步說明。
圖1,是本發(fā)明第一個實施例的塔式直、豎、縱、橫隨機延接平、凹管板 法蘭聯(lián)接若干主管道管束單元總成組合體的鍋、機、塔、罐、閥、彎、泵、套 管網(wǎng)等泵系局剖結構與微冷凝內循環(huán)給水示意圖。圖2,是本發(fā)明第二個實施例給水流與排汽流熱加、卸載對流換熱內循環(huán) 主管道管束總成立體彎接陣式組合結構上視圖。 圖3,是圖2的I-I剖位、局剖結構示意圖。
圖4,是本發(fā)明第三個實施例的上、下半圓管道中平管板豎詢超導熱管管 束延聯(lián)串并單元結構示意圖。
圖5,是圖4的A-A剖位側視圖。
圖6、是本發(fā)明的管束單管式結構的盤管單元之間四法蘭連接的雙套管給 水泵系單元聯(lián)接總成結構示意圖。
圖中1、元鍋爐(或核電站反應堆);2、汽輪機;3、冷卻塔;4、發(fā)電機; 5、汽輪機排汽管道;6、塔輪通汽截止切換閥(簡塔截閥);7、泵輪通汽啟開 切換閥(簡泵開閥);8、高溫端減壓安全系;9、高(低)溫端帽腔罐;10、外
(套)圓(或下半圓熱管傳熱管道或外套管)管排汽流主承壓(或每設有勞逸 有致的水冷夾層和外周盤制的水冷盤管)管道體(簡主管道或稱排汽流道);11、 內細管泵壓給水流管(單個內管或上半圓熱管傳熱管道)束管道(簡管束或稱 給水流管道);12、越法蘭過流外閉合的單元接力90至180度弧管排汽流聯(lián)遞 相通的法蘭對接管(簡法蘭外聯(lián)管);13、攏流腔底或頂、側底板的穿焊管束的 凹管板(簡凹管板或稱攏流腔);14、通流對接攏流腔的(法蘭)平管板(簡平 管板);15、主管道(外套管或下半圓管道)排汽流或相對設行反向流內高壓腔
(簡主管道腔);16、對接管束(內套管或上半圓管道)且攏流過流的對應正向 給水流(或相對設行排汽流)凹管板超高壓管束通腔(簡管束凹攏腔或給水流 通腔);17、低溫端泵系給水入流口法蘭座(簡給水入流口座);18、低溫端排 汽流出流口法蘭座(簡排汽出流口座);19、髙溫端給水流出流口法蘭座(簡給 水出流口座);20、高溫端排汽流入流口法蘭座(簡排汽入流口座);21、排汽 泵系聯(lián)管;22、給水泵;23、自系閉合入出水水冷盤管(簡水冷盤管);24、微 水冷過水豎罐(簡微冷罐);25、給水逆止閥;26、補水軟水泵;27、軟水水源; 28、給水聯(lián)管;29、給水閥;30、排汽水聯(lián)管;31、豎罐入水頂口法蘭座(簡頂口座);32、底口座;33、泵推聯(lián)通管;34、隨機直、彎、橫、縱主管道管束 分塔單元串連貫通示意段(簡示意單元串貫段);35、超導熱管管束;36、橫平 通設中隔兩流上下半圓管道組合上下相對給、排水流的超導熱管板(簡熱管管
板);37、"呂"字口法蘭排汽流下連通口 (簡連通排汽流下口或稱下口); 38、 外聯(lián)排汽流遞通焊接豎、橫兩彎、直頭聯(lián)管(簡遞通豎管);39、彎頭聯(lián)箱;40、 聯(lián)接法蘭;41、準絕熱保溫層(簡保溫層);42、"呂"字口法蘭面板;43、"呂"
字口法蘭給水流上連通口 (簡連通給水流上口或稱上口); 44、彎出單管法蘭口;
45、單管聯(lián)通法蘭180°彎頭(簡單管彎頭);46、若干雙套管直、盤單元汽水 往復熱加、卸載內循環(huán)泵系給水系統(tǒng)及每兩單元體套管首、尾連接段(簡雙套
管盤體或稱雙套管組合系統(tǒng));47、再熱給水管;48、待改進的鍋爐增設的再熱 汽水給水集箱(簡再熱水集箱);49、自控溫調流的冷卻水系冷水入口 (簡冷卻 水入口); 50、冷卻熱水出口; 51、汽輪機排汽方向或排汽流(簡排汽流);52、 泵推給水流方向或給水流(簡給水流);53、彎頭中剖即時繼往入流截面示意(簡 彎入流);54、出流指示;55、入流指示;56、遞通管排汽流即時繼往出流截面 示意(管出流);57、上下兩半圓管道中位水平焊接管束管板的給水與排汽雙流 互為反向流動的雙半圓管熱管束管板系統(tǒng)管道件組合的基本單元總成(簡雙半
圓管道單元總成或稱雙半圓管道);58、法蘭孔;59、反向排汽流的外套管(簡 外套管);60、正向給水流內套管(簡內套管);61、外套管口通入排汽流,流
向低溫端,而內套管內通有反向流的給水流,流至系統(tǒng)高溫端的內套管口順以 引給水泵泵壓推流向鍋爐的微型"鍋爐,汽輪機發(fā)電機組,微冷凝循環(huán)發(fā)電" 的雙套管單元聯(lián)接的雙過流總成(簡雙套管聯(lián)接總成)。
具體實施例方式
在圖1中,元鍋爐1出力通入汽輪機2工藝不變,唯是在汽輪機2通向冷 卻塔3的汽輪機排汽管道5之上加設塔截閥6,閥6的前部道5支設排汽泵系 聯(lián)管21的泵開閥7,管21接入主管道10組合體的高溫端一側的排汽入流口座 20;道10每單元兩端分別設凹管板13和平管板14,本單元道10的板13與板14過主管道腔15內閉合穿過焊接通腔在兩端板(13、 14)外向為主管道管束 單元與上下兩向組合的若干延聯(lián)管束單元每每以聯(lián)接法蘭40聯(lián)接的板板(14、 13)直通成正向給水流52接力通過的系統(tǒng)單向給水流管道11,而每上下各單 元的道腔15各自閉合唯由各法蘭外聯(lián)管12聯(lián)接彼此構成系統(tǒng)而統(tǒng)一通流反向 接力引去汽輪機排汽流51自高溫端一側的排汽入流口座20,且流51曲折遞通 到主管道組合體的低溫端一側的排汽出流口座18,座18繼外接排汽水聯(lián)管30 續(xù)入微冷罐24的頂口座31,罐24內設水冷盤管23,管23自冷卻水入口 49閉 合入水,水又從冷卻熱水出口 50閉合引出系統(tǒng)之外,水冷盤管23閉合體外的 排汽流51,流51向罐24底部的底口座32排去接管通入給水泵22,泵22繼接 泵推聯(lián)通管33,管33續(xù)接入主管道組合體的低溫端對應系統(tǒng)末端攏流凹腔的 通流的給水入流口座17,座17向主管道組合體內的相對統(tǒng)一閉合的組合給水 流管道11而從低溫端閉正向于管道11熱交換壁外的主管道腔15內的反向熱卸 載排汽流51推行泵壓熱加載給水流52直至主管道10組合體的高溫端頂部的高 溫端帽腔罐9上部的給水出流口座19外推經(jīng)給水聯(lián)管28進入元鍋爐1或者是 進入改設有再熱水集箱48的元鍋爐1的微冷凝發(fā)電的前后單向通內外定向通系 統(tǒng)循環(huán)總通的汽水往復熱加、卸載遞進內循環(huán)泵系給水系統(tǒng)。
在圖2中,是若干主管道10和若干彎頭聯(lián)箱39的立體組合成準絕熱保溫 41設備包裝環(huán)境內的微冷凝發(fā)電的汽水往復熱加、卸載遞進內循環(huán)泵系給水系 統(tǒng)。其始于前部上頂右端起設高溫端帽腔罐9左向法蘭40 —接置主管道10的 第一單元全等體,體左側法蘭40 二接垂下彎頭聯(lián)箱39折180°自左向右于一單 元正投影下方二置主管道10的第二單元全等體,體再右端三接垂下彎頭聯(lián)箱 39折180°自右向左于投影下方三置主管道10的第三單元全等體,體復四接垂 下彎頭聯(lián)箱39折180°自左向右于投影下方四置主管道10的第四單元全等體, 體又五接垂下彎頭聯(lián)箱39折180°自右向左于投影下方五置主管道10的第五單 元全等體,體于最下方前部左端六接水平折后彎頭聯(lián)箱39折180°自左向右于 下方水平六置主管道10的第六單元全等體,體于右端垂上彎頭聯(lián)箱39折180°
18自右向左于投影上方七置主管道10第七單元全等體……如此向后上下每五置 道io為縱折聯(lián)且復以四縱排的最后是第二十單元全等體組合的最終于后部上 頂右端接低溫端帽腔罐9的微冷凝發(fā)電的汽水往復熱加、卸載遞進內循環(huán)泵系 給水系統(tǒng)主體;系統(tǒng)主體的高,顯端帽腔罐9引出給水出流口座19,低溫端帽腔 罐9引開給水入流口座17,唯是高溫端的最上道10的右端體上引開排汽入流 口座20和低溫端的最上道10的右端體上引出排汽出流口座18而同此在自高溫 端起將每一個上下順序設計連通的道10內道腔15于前尾(單元)后首(單元) 同側遞通豎管38的通流組合體。
在圖3中,主管道10單元的兩端均為平管板14,管束11左右穿道腔15 串焊兩板14并與主管道腔15相對獨立閉合;高溫端帽腔罐9向上引出給水出 流口座19是經(jīng)由底部的彎入流53處泵壓推至向上五接置道10間過四只半彎頭 聯(lián)箱39五彎而來;上頂部道10右端側上引開的排汽入流口座20是流至底部的 管流面56處經(jīng)由四根遞通豎管38間聯(lián)向下出流56而去。
在圖4中,是若干主管道10的上下兩半圓管道對扣式中位水平焊接熱管 管板36,通板橫位隔開了兩相對閉合而又形成上半圓熱管傳熱管道11給水流 向與下半圓熱管傳熱管道10排汽流向相反,唯由超導熱管管束35自下部流體 中向上部流體內傳導授(受)熱的各單元全等體組合的,每每是上道11獨立直、 彎相對閉合聯(lián)通和下道10獨立直、彎相對閉合聯(lián)通的雙半圓管道單元總成57。
在圖5中,水平橫設有上下穿為一體的超導熱管管束35的熱管管板36, 下半圓熱管傳熱管道10的下半圓管與上半圓熱管傳熱管道11的上半圓管全對 稱扣合焊接在板36之上,對應道10與道11的"呂"字口法蘭板面板42之下、 上分別開的是連通排汽流口 37和連通給水流口 43的兩橢圓形扁口。
在圖6中,左、右兩若干組雙套管盤體首、尾段46的全對稱的首、尾兩 頭,每頭外套管59由聯(lián)接法蘭40直對接,而兩單元的內套管60則從各自所在 的外套管59的管壁閉合同向彎出管59體外一側并各設彎出單管法蘭口 44,爾 后以單管彎頭45聯(lián)接兩單元的內套管60的單管法蘭口 44雙套管聯(lián)接總成61。
權利要求
1、一種用于微冷凝發(fā)電的汽水往復加熱、冷卻內循環(huán)泵系給水裝置,是在常規(guī)的元鍋爐(1)、汽輪機(2)、發(fā)電機(4)、冷卻塔(3)的冷凝發(fā)電技術和設備之上把汽輪機排汽短路循環(huán)實現(xiàn)取締冷卻塔(3)的微冷凝發(fā)電,其特征是在機(2)與塔(3)的汽輪機排汽管道(5)上設塔截閥(6),閥(6)之前支設排汽泵系聯(lián)管(21),管(21)順次通入主管道(10)通流單元組合體高溫端的排汽入流口座(20),繼進由若干法蘭外聯(lián)管(12)連通若干主管道(10)通流單元組合體的主管道腔(15),腔(15)遞通到低溫端的排汽出流口座(18),座(18)向外通經(jīng)排汽水聯(lián)管(30)入內另系入、出冷卻水水冷盤管(23)的微冷罐(24)內,罐(24)底口座(32)接給水泵(22)的入水口,泵(22)的出水口接泵推聯(lián)通管(33)續(xù)入系統(tǒng)低溫端的給水入流口座(17),座(17)通入排汽入、出流經(jīng)過的若干主管道通流單元組合體內與道(15)相對閉合的管束由若干彼此聯(lián)接單元組體的攏腔凹管板(13)與平管板(14)連通的給水流管道(11)而直至高溫端帽腔罐(9)上的給水出流口座(19),座(19)過給水聯(lián)管(28)進入元鍋爐(1)之內的元鍋爐(1)、汽輪(發(fā)電)機(2)、主管道腔(15)、管束給水流管道(11)等微冷凝泵系發(fā)電的或者具有主管道(10)、兩平管板(14)與管束(11)構成主管道管束基本結構通流單元并由彎頭聯(lián)箱(39)、聯(lián)接法蘭(40)、排汽入流口座(20)、給水出流口座(19)、排汽出流口座(18)、泵(22)、給水入流口座(17)等結構特征的汽水往復內循環(huán)泵系給水系統(tǒng);或者上下雙半圓管道(57)中位水平焊接熱管管板(36)的給水與排汽雙流互為反向流動而彼此直、彎單元接蹤式組合體,體高溫端的連通排汽流下口(37)通入汽輪機排汽流(51)排去下半圓管道的主管道腔(15),高溫端的連通給水出流上口(43)引出泵壓給水流(52)引自于上半圓管道的給水流通腔(16)而來,是體低溫端下口引出排汽流(51)并閉合進入微冷罐(24)繼而供入給水泵(22),泵(22)續(xù)以閉合“返回性”推給水流(52)接入低溫端上口的給水入流口座(17)進入上半圓管道的腔(16)而形成雙半圓管道汽水內循環(huán)泵系給水往復系統(tǒng);或者排汽流(51)自高溫端外套管(59)口通入并過若干通流單元由雙套管聯(lián)接總成(61)聯(lián)接至低溫端的外套管(59)口引出并閉合通入微冷罐(24)繼進給水泵(22),泵(22)續(xù)閉合形成給水流(52)推出并接入低溫端的內套管(60)口進入系統(tǒng)內套管(60)內形成正向于外套管(59)內排汽流(51)反向流的給水流(52),流(52)至系統(tǒng)高溫端的內套管(60)口順以引水推向鍋爐的“微型太陽能鍋爐·汽輪機發(fā)電機組·微冷凝循環(huán)發(fā)電”的雙套管汽水內循環(huán)泵系給水往復系統(tǒng)的前后單向通內外定向通系統(tǒng)循環(huán)總通的微冷凝發(fā)電的汽水往復熱加、卸載遞進內循環(huán)泵系給水原理指導下的現(xiàn)行熱電廠超超節(jié)能技術和新型電廠的超高效率發(fā)電技術。
2、根據(jù)權利要求1所述的內循環(huán)泵系給水裝置,其具體特征是主管道 (10)內穿管束(11)并在兩端分別焊定平管板(14)和凹管板(13)的聯(lián)接 法蘭(40),而束(11)穿道(10)的主管道腔(15)并分別串板(14)與板(13) 焊接或脹接為腔(15)自密閉唯經(jīng)兩端每開引的法蘭外聯(lián)管(12)側向互通為 系統(tǒng)腔(15),腔(15)內的管束給水流管道(11)則唯徑向直通于各板(13、 14)前后單向互通內外單向接力互通的汽水往復熱加、卸載內循環(huán)系統(tǒng)組合體 的主管道管束基本通流單元;單元間彼此以法蘭(40)或彎頭聯(lián)箱(39)的法 蘭(40)相連接互通給水流通腔(16)并在設計高溫端設高溫帽腔罐(9)開給 水出流口座(19),而于低溫端設低溫帽腔罐(9)開給水入流口座(17);而若 干基本管道通流單元的主管道腔(15)則由每每此道腔(15)之首的聯(lián)管(12) 與彼道腔(15)之尾的聯(lián)管(口)對接組成管道通流單元接蹤組合互通的系統(tǒng) 統(tǒng)一的道腔(15),其高溫端的管道單元之首端聯(lián)管(12)用作為排汽入流口座(20),低溫端的管道單元之尾端聯(lián)管(12)用作為排汽出流口座(18);給 水泵(22)入水側通來座(18)過內設有另系入出水水冷盤管(23)的微冷罐 (24)的排汽流(51)閉合而來的既熱卸載的凝結水流,泵(22)復推給水流 (52)往口座(17)繼入給水流管道(li)的低溫端向內逐一熱加載而去直至 經(jīng)給水出流口座(19)連續(xù)穩(wěn)定地供向鍋爐(1)的直、彎三維串、并延接通流 單元立體組合外裝準絕熱保溫層(41)的前后單向通內外定向通系統(tǒng)循環(huán)總通 的微冷凝發(fā)電的前后單向通內外定向通系統(tǒng)循環(huán)總通的汽水往復熱加、卸載遞 進內循環(huán)泵系的通流單元件和通流組合件以及管、閥、罐、泵網(wǎng)系的結構。
3、 根據(jù)權利要求1所述的內循環(huán)泵系給水裝置,其具體特征是若干雙 半圓管道(57)的上下兩半圓管道均對扣式中位水平焊接在橫位的熱管管板(36) 上下,通板橫位隔成了兩相對閉合而又形成上半圓熱管傳熱給水流管道(11) 給水流正向與下半圓熱管傳熱排汽流管道(10)排汽流向相反,唯由超導熱管 管束(35)自下部流體中向上部流體內傳導授、受熱的各單元全等體組合的每 每是上道(11)獨立直、彎相對閉合聯(lián)通和下道(10)獨立直、彎相對閉合聯(lián) 接通流的系統(tǒng)高溫端下口 (37)閉合通接排汽入流口座(20),高溫端上口 (43) 閉合接給水出流口座(19);系統(tǒng)低溫端的下口閉合接排汽出流口座(18),座(18)繼入微冷罐(24)順接給水泵(22)推水入上口閉合接給水入流口座(17), 座(17)直過道(11)于高溫端的上口座(19)推向鍋爐(1)的前后單向通內 外定向通系統(tǒng)循環(huán)總通的汽水往復熱加、卸載遞進內循環(huán)系統(tǒng)結構。
4、 根據(jù)權利要求1所述的內循環(huán)泵系給水裝置,其具體特征是汽輪機 (2)持續(xù)排出的排汽流(51)自高溫端排汽入流口座(20)起依次通過首先從高溫端逐一入流降溫直至降低到ioor左右的低溫端的各通流單元組合成的主管道腔(15)末,繼于低溫端的排汽出流口座(18)外引而出,出又閉合迸入 內腔設有另系入出水的水冷盤管(23)的微冷罐(24),罐(24)結合保證了低溫飽和水質量于底口座(32)通去給水泵(22),泵(22)壓水通向系統(tǒng)低溫 端帽腔罐(9)進入管束給水流管道(11)沿管束壁自低溫端起逐一熱加載泵壓 推進向高溫端熱加載一步步吸收道(11)外反向排汽流(51)的熱卸載之熱, 熱使每節(jié)給水流(52)的溫度始終與即時授熱流(51)穩(wěn)定在相差i ioox;的 水平上,比及流(52)推至高溫帽腔罐(9)從給水出流口座(19)供進元鍋爐 (l)之時,給水溫度仍然與汽輪機(2)的排汽流的最高排汽溫度相差1 100卩 而實現(xiàn)微冷凝發(fā)電的前后單向通內外定向通系統(tǒng)循環(huán)總通的汽水往復熱加、卸 載遞進內循環(huán)泵系給水工作原理與工藝過程。
5、 根據(jù)權利要求1所述的內循環(huán)泵系給水裝置,其具體特征是雙套管 盤體(46)通流單元彼此全對稱的首、尾相接,每頭外套管(59)由聯(lián)接法蘭(40)直對接,而兩單元的內套管(60)則從各自所在的外套管(59)的管壁 同向閉合彎出管(59)體外的一側并各彎出設單管法蘭口 (44),爾后以單管彎 頭(45)聯(lián)接兩單元的內套管(60)的單管法蘭口 (44);系統(tǒng)高溫端的外套管(59)閉合接排汽入流口座(20),高溫端的內套管(11)閉合接給水出流口座(19);系統(tǒng)低溫端的外套管(59)閉合接排汽出流口座(18),低溫端的內套 管(11)管閉合接給水入流口座(17);座(18)經(jīng)由微冷罐(24)引入給水泵(22),泵(22)推水壓入口座(17)過內套管(60)的給水流通腔(16)而從 高溫端的內套管(60)通座(19)給水入鍋爐(1)的前后單向通內外定向通系 統(tǒng)循環(huán)總通的汽水往復熱加、卸載遞進內循環(huán)系統(tǒng)結構。
6、 根據(jù)權利要求5所述的內循環(huán)泵系給水裝置,其具體特征是排汽流 (51)自雙套管盤體(46)組合通流體的高溫端外套管(59) 口用作為排汽入流口座(20),并過若干聯(lián)接法蘭(40)連接的若干雙套管盤體(46)直至低溫 端的外套管(59) 口閉合接排汽出流口座(18),座(18)引出并閉合通入微冷 罐(24)繼進給水泵(22),泵(22)續(xù)閉合推出給水流(52)并接入低溫端的內套管(60) 口用作為給水入流口座(17)閉合經(jīng)系統(tǒng)給水流管道(11)形 成正向于外套管(59)內排汽流(51)反向流的給水流(52),流至系統(tǒng)高溫端 的內套管(60) 口用作為給水出流口座(19)順閉合引給水聯(lián)管(28)推向鍋 爐(1)的"微型太陽能等鍋爐*汽輪機發(fā)電機組*微冷凝循環(huán)發(fā)電"的雙套管 單元串并組合的前后單向通內外定向通系統(tǒng)循環(huán)總通的汽水往復熱加、卸載遞 進內循環(huán)泵系給水系統(tǒng)的工作原理及工藝過程。
7、 根據(jù)權利要求3所述的內循環(huán)泵系給水裝置,其具體特征是雙半圓 管道(57)的中位水平焊接熱管管板(36)構成上半圓熱管傳熱給水流管道(11) 和下半圓熱管傳熱排汽流管道(10)的兩相對閉合的給水與排汽雙流互為反向 流動而彼此在道(57)兩端悍有的"呂"字口法蘭面板(42)的上下兩口分別 直、彎對應連接接蹤式通流組合體,體高溫端的下口 (37)用作為閉合通接的 排汽入流口座(20)通入汽輪機的排汽流(51),高溫端的上口 (43)閉合接給 水出流口座(19);體低溫端的下口閉合接排汽出流口座(18)引出排汽流(51) 并閉合進入微冷罐(24)繼而入給水泵(22),泵(22)續(xù)以閉合"返回性"推 水接入低溫端上口的閉合通接的給水入流口座(17), 口座(17)迸入上半圓管 道給水流通腔(16)內形成逐一熱加載給水流(52)于高溫端上口 (43)閉合 接給水出流口座(19), 口座(19)供向元鍋爐(1)的"高中低壓大容量鍋爐 汽輪機發(fā)電機組,微冷凝循環(huán)發(fā)電"的雙半圓管道熱管單元串并組合的前后 單向通內外定向通系統(tǒng)循環(huán)總通的汽水往復熱加、卸載遞進內循環(huán)泵系給水系 統(tǒng)的工作原理及工藝過程。
8、 根據(jù)權利要求1所述的內循環(huán)泵系給水裝置,其具體特征是汽輪機 (2)排出的排汽流(51)循環(huán)經(jīng)過主管道(10)管束(11)或雙半圓管道(57)或雙套管組合系統(tǒng)(46)的通流單元組合體的即時互通給水流(52)與排汽流 (51)的相對閉合正反方向流,是過管束(11)的內細管管束的熱交換壁或熱管管板(36)上的超導熱管管束(35)或內套管(60)的熱交換壁把持續(xù)不斷 地逐一熱卸載授熱而來的排汽流(51)從高溫高壓汽化狀態(tài)逐一降溫到100°C 左右的低溫高壓的飽和水狀態(tài),形成了持續(xù)不斷的滿足給水泵(22)安全給水 水質條件的冷凝水流,續(xù)由泵(22)推水形成了低溫超高壓的給水流(52),流(52)復以從IO(TC在先由微冷罐(24)的自控溫水冷盤管(23)吸熱而略略 降溫的狀態(tài)開始逐一熱加載吸熱而去漸次升溫到與初始態(tài)的高溫高壓排汽流(51)僅差1 100'C的汽化給水流(52)并不斷推向鍋爐(1)的以微冷凝極 少量的棄熱而完成全冷凝過程與非燃燒加熱產(chǎn)熱而大量獲得熱功發(fā)電的過程統(tǒng) 一有機整合并同步完成的微冷凝發(fā)電工作原理與工藝過程。
9、 根據(jù)權利要求1所述的內循環(huán)泵系給水裝置,其具體特征是主管道 (10)和微冷罐(24)的內外或設有水冷夾層和水冷盤管(23)而各自獨立或統(tǒng)一設冷卻水入口 (49)、冷卻熱水出口 (50)自動控溫調節(jié)流量和溫度值,根 據(jù)微冷量級和調整兩流熱交換相位溫差高低參量的需要而勞逸有致的微冷凝發(fā) 電的微冷工作原理與結構工藝。
10、 根據(jù)權利要求l所述的內循環(huán)泵系給水裝置,其具體特征是微冷罐 (24)的內設水冷盤管(23)設冷卻水入口 (49)、冷卻熱水出口 (50)自控溫調節(jié)根據(jù)微冷量級和調整兩流熱交換相位溫差高低參量的需要而串并聯(lián)亦勞逸 有致的微冷凝發(fā)電的微冷工作原理與結構工藝。
全文摘要
一種用于微冷凝發(fā)電的汽水往復加熱、冷卻內循環(huán)泵系給水裝置,尤其是汽輪機的排汽流經(jīng)過主管道管束或雙半圓管道或雙套管組合系統(tǒng)的通流單元組合體,即時互通給水流與排汽流的相對閉合正反方向流過管束熱交換壁或超導熱管管束或內套管的熱交換壁,把持續(xù)不斷地逐一熱卸載授熱而來的微冷凝排汽流經(jīng)給水泵形成給水流推入熱交換壁另一側(端、環(huán))面閉合循環(huán)逐一熱加載而去的微冷凝發(fā)電的鍋爐給水裝置和技術。
文檔編號F22D11/02GK101625115SQ20091016279
公開日2010年1月13日 申請日期2009年8月14日 優(yōu)先權日2009年8月14日
發(fā)明者理 管 申請人:理 管