專利名稱：蒸汽輪機(jī)與堯式二型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)合循環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蒸汽輪機(jī)與堯式二型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)合循環(huán)。
背景技術(shù)：
多少年來，傳統(tǒng)熱電技術(shù)一直只能停留在理論值的1/3的效率的階段。直到上世紀(jì)末， 終于突破亞臨界制造技術(shù)的束縛，才使熱機(jī)效率越過了 40%的大關(guān)。如今，雖已研制成功 超超臨界發(fā)電機(jī)組，但最高效率也不可能超過50%,仍然還有剩余50。/。以上的熱能未被 利用。盡管現(xiàn)有技術(shù)的鍋爐利用效率已經(jīng)極高，也盡管采用了第二次對加熱蒸汽后的燃?xì)?進(jìn)行了熱交換的再利用，但仍然還有相當(dāng)一部分的熱量，從煙道出口被白白浪費(fèi)掉。能量 損失更大的部分，是在第三段低壓透平后排放的蒸汽，即便是IOO'C的蒸汽凝結(jié)為100*0 的熱水，所釋放的能量也大得驚人，何況第三段低壓蒸汽透平后所排放的溫度在100'C以
上。如果現(xiàn)在對提升效率的研究仍然停留在技術(shù)層面再進(jìn)行改進(jìn)，其提升空間也是極其有 限的，因?yàn)槌R界的機(jī)組已經(jīng)接近技術(shù)的極限，無論多么努力，發(fā)電效率已不可能大幅 度再提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供蒸汽輪機(jī)與堯式二型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)合循環(huán)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是用蒸汽輪機(jī)和堯式二型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組成
一個(gè)蒸汽輪機(jī)與堯式二型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)合循環(huán)。堯式二型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)由渦輪、渦輪軸、兩
級增壓泵輪、導(dǎo)輪和膨脹室殼體組成在膨脹室殼體的下方設(shè)置一個(gè)進(jìn)風(fēng)架。在膨脹室殼
體上設(shè)置一個(gè)與膨脹室殼體低熱阻連接的換熱器，換熱器含有一個(gè)與蒸汽輪機(jī)乏汽管路相 連接的輸入端口和一個(gè)與鍋爐給水裝置相連接的輸出端口。進(jìn)一步，在膨脹室內(nèi)設(shè)置一個(gè) 內(nèi)置筒形夾套式換熱器，內(nèi)置筒形夾套式換熱器含有一個(gè)與鍋爐煙道相連接的煙氣入口和 一個(gè)與大氣連通的煙氣出口。
作為對上述技術(shù)方案的改進(jìn)優(yōu)化采用與膨脹室殼體一體制造的殼體換熱器，在第二
級增壓泵輪的上方設(shè)置鐘型整流罩和/或在渦輪的下方設(shè)置鐘型整流罩，在殼體換熱器上 設(shè)置絕熱層。
本發(fā)明的有益效果包括將從煙道口排放的煙氣和從蒸汽輪機(jī)排放的乏汽能量再次加
以利用，能大大提髙現(xiàn)有熱電廠的發(fā)電效率。專門針對利用這些剩余低品位能量的發(fā)動(dòng)機(jī)， 即大功率堯式低品位能量渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)由此而誕生。本發(fā)明應(yīng)用科學(xué)手段來彌補(bǔ)傳統(tǒng)技術(shù)無 法大幅度提髙熱機(jī)效率的缺陷，用科學(xué)的智慧來彌補(bǔ)西方技術(shù)的不足。現(xiàn)代發(fā)電廠所使用 的蒸汽輪機(jī)一般功率都很大，因此只需安排一臺(tái)大功率機(jī)組就可與堯式低品位能量渦輪發(fā) 動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)聯(lián)合循環(huán)。當(dāng)然采用多臺(tái)組合方式也可以、甚至性能更好，可采用均布式方法來 完成。在膨脹室殼體上設(shè)置一個(gè)與膨脹室殼體低熱阻連接的換熱器，換熱器采用一個(gè)與蒸
汽輪機(jī)乏汽管路相連接的輸入端口和一個(gè)與鍋爐給水裝置相連接的輸出端口將從膨脹室 下端的出水口流出的冷凝水，經(jīng)過機(jī)外加壓后，重新送回到燃燒鍋爐循環(huán)使用。大功率、
低品位渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，此時(shí)毅然成為一臺(tái)100%不再使用冷卻液的散熱裝置，真實(shí)替代了傳
統(tǒng)熱電技術(shù)的冷凝塔而自身獲得的散熱能量，即可轉(zhuǎn)化為渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出動(dòng)力。
進(jìn)一步，對從煙道上排放出去的燃煤廢氣加以利用。具體方法包括兩種方法一將 煙道管道排放的廢氣，與堯式二型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)膨脹室殼體下端的進(jìn)氣管路相連接。由于膨 脹室內(nèi)存有一定的低壓，所以燃煤廢氣不會(huì)自動(dòng)進(jìn)入，反而會(huì)形成倒灌而進(jìn)入煙道。因此， 必須在管道的連接處，增設(shè)一臺(tái)風(fēng)扇，強(qiáng)行將廢氣送入膨脹室殼體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)廢氣的第二次
3做功。風(fēng)扇提供的壓力，應(yīng)與堯式二型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)增壓泵輪產(chǎn)生的壓力相同，以保證空氣 進(jìn)入和廢氣灌入能同時(shí)進(jìn)行，并獲得一個(gè)穩(wěn)定的配比。由于強(qiáng)制風(fēng)扇耗用的功率很大，將 廢氣直接灌入到膨脹室內(nèi)的方式，價(jià)值不一定很大。因此也可采用方法二采用內(nèi)置式換 熱器為低品位發(fā)動(dòng)機(jī)提供熱能。煙氣通過內(nèi)置筒形夾套式換熱器加熱膨脹室內(nèi)的氣體。這 兩種方式哪種更好，須由實(shí)驗(yàn)決定。在煙氣和乏汽能量的雙重作用下，堯式二型渦輪發(fā)動(dòng) 機(jī)將會(huì)產(chǎn)生難以想象的巨大輸出動(dòng)力。
蒸汽輪機(jī)與堯式低品位渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)聯(lián)合循環(huán)，共有五種不同結(jié)構(gòu)和組合方式，堯 式二型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)采用兩級增壓泵輪和一級動(dòng)力渦輪的工作制式，此種工作方式可使膨脹 室內(nèi)的氣體獲得比只用一級增壓泵輪更髙的壓力，從而使得渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)獲得更大的輸出功 率。堯式二型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)同樣也不采用齒輪箱結(jié)構(gòu)，相對來講，它的結(jié)構(gòu)也比較簡單，制 造成本也比較低。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1是蒸汽輪機(jī)與堯式二型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)合循環(huán)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖示圖。
圖中l(wèi).蒸汽輪機(jī)，2.渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，3.鍋爐，4.高壓蒸汽管，5.汽輪發(fā)電機(jī)，6.乏汽管 路，7.輸入端口， 8.膨脹室殼體，9.殼體換熱器，IO.輸出端口， ll.渦輪，12.渦輪軸， 13.第一級增壓泵輪，14.導(dǎo)輪，15.第二級增壓泵輪，16.鐘型整流罩，17.進(jìn)風(fēng)架，18.輸 出端，19.渦輪發(fā)電機(jī)，20.內(nèi)置筒形夾套式換熱器，21.鍋爐煙道，22.煙氣入口， 23.煙
氣出口。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，蒸汽輪機(jī)1與堯式二型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)2組成一臺(tái)蒸汽輪機(jī)與聯(lián)合循環(huán)。鍋爐 3產(chǎn)生的髙壓蒸汽通過高壓蒸汽管4進(jìn)入蒸汽輪機(jī)1做功驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)5。從蒸汽輪機(jī)1 出來的乏汽通過與蒸汽輪機(jī)1的乏汽管路6相連接的輸入端口 7進(jìn)入與渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)2膨脹 室殼體8 —體制造的殼體換熱器9。殼體換熱器9通過輸出端口 10與鍋爐3給水裝置相連 接。渦輪11、渦輪軸12、第一級增壓泵輪13、導(dǎo)輪14、第二級增壓泵輪15和膨脹室殼 體8 —起組成一臺(tái)堯式二型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。渦輪11通過渦輪軸12與第一級增壓泵輪13和 第二級增壓泵輪15剛性連接。導(dǎo)輪14固定安裝在兩級增壓泵輪中間的膨脹室殼體8的內(nèi) 壁。在第二級增壓泵輪15上方和渦輪11的下方各含有一個(gè)鐘型整流罩16。在膨脹室殼體 16的下方是一個(gè)進(jìn)風(fēng)架17。堯式二型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)2通過輸出端18連接渦輪發(fā)電機(jī)19。在 膨脹室8內(nèi)有一個(gè)內(nèi)置筒形夾套式換熱器20，內(nèi)置筒形夾套式換熱器20帶有一個(gè)與鍋爐 煙道21相連接的煙道入口 22以及一個(gè)與大氣連通的煙道出口 23。氣體在膨脹室殼體8 內(nèi)以螺旋方式上升可以充分?jǐn)嚢?，提髙換熱效率。
圖1所示實(shí)施例的工作原理為從蒸汽輪機(jī)1輸出的乏汽與鍋爐煙道21內(nèi)的煙氣通 過殼體換熱器9和內(nèi)置筒形夾套式換熱器20使膨脹室殼體8內(nèi)空氣膨脹產(chǎn)生勢能推動(dòng)渦 輪11轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過渦輪軸12帶動(dòng)第一級增壓泵輪13和第二級增壓泵輪15使得從進(jìn)風(fēng)架 18進(jìn)入膨脹室殼體8的空氣增壓。增壓的空氣經(jīng)過兩個(gè)換熱器的加熱產(chǎn)生更大的壓力，推 動(dòng)渦輪11加速轉(zhuǎn)動(dòng)。這又使得第一級增壓泵輪13和第二級增壓泵輪15的增壓作用進(jìn)一 步增強(qiáng)，由此形成雪崩反應(yīng)，使渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)2迅速達(dá)到滿功率輸出。這些輸出功率通過渦 輪發(fā)電機(jī)19轉(zhuǎn)化為電能輸出。殼體換熱器9帶有絕熱層以減少熱損。
權(quán)利要求
1.蒸汽輪機(jī)與堯式二型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)合循環(huán)，由蒸汽輪機(jī)和堯式二型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組成，堯式二型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組由渦輪、渦輪軸、兩級增壓泵輪、導(dǎo)輪和膨脹室殼體組成，其特征在于在膨脹室殼體上含有一個(gè)與膨脹室殼體低熱阻連接的換熱器，換熱器含有一個(gè)與蒸汽輪機(jī)乏汽管路相連接的輸入端口和一個(gè)與鍋爐給水裝置相連接的輸出端口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)合循環(huán)，其特征在于膨脹室殼體內(nèi)含有一個(gè)內(nèi)置筒形夾套式 換熱器，內(nèi)置筒形夾套式換熱器含有一個(gè)與鍋爐煙道相連接的煙氣入口和一個(gè)與大氣 連通的煙氣出口。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聯(lián)合循環(huán)，其特征在于含有一個(gè)與膨脹室殼體一體制造的 殼體換熱器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聯(lián)合循環(huán)，其特征在于在第二級增壓泵輪的上方含有一個(gè) 鐘型整流罩和/或在渦輪的下方含有一個(gè)鐘型整流罩。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聯(lián)合循環(huán)，其特征在于導(dǎo)輪固定安裝在兩級增壓泵輪中間 的膨脹室殼體的內(nèi)壁。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的聯(lián)合循環(huán)，其特征在于殼體換熱器上含有絕熱層。
全文摘要
用蒸汽輪機(jī)和堯式二型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組成一個(gè)蒸汽輪機(jī)與堯式二型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)合循環(huán)。在膨脹室殼體上設(shè)置一個(gè)與膨脹室殼體低熱阻連接的換熱器；在膨脹室殼體內(nèi)設(shè)置一個(gè)內(nèi)置筒形夾套式換熱器。本發(fā)明的有益效果包括將從煙道口排放的煙氣和從蒸汽輪機(jī)排放的乏汽能量再次加以利用，能大大提高現(xiàn)有熱電廠的發(fā)電效率。本發(fā)明應(yīng)用科學(xué)手段來彌補(bǔ)傳統(tǒng)技術(shù)無法大幅度提高熱機(jī)效率的缺陷，用科學(xué)的智慧來彌補(bǔ)西方技術(shù)的不足。在煙氣和乏汽能量的雙重作用下，堯式二型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)將會(huì)產(chǎn)生難以想象的巨大輸出動(dòng)力。堯式二型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)采用兩級增壓泵輪可使膨脹室殼體內(nèi)的氣體獲得比只用一級增壓泵輪更高的壓力，從而使得渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的功率大大增加。
文檔編號F01K23/02GK101493020SQ20081003314
公開日2009年7月29日 申請日期2008年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月25日
發(fā)明者楊錫堯 申請人:楊磊杰