專利名稱：采用噴射泵提高低溫?zé)嵩窗l(fā)電能力的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于低溫?zé)嵩窗l(fā)電，具體涉及一種增設(shè)噴射泵和二級(jí)蒸汽發(fā)生器來增加工質(zhì) 做功能力的發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著能源緊張和人們對(duì)自然資源以及環(huán)境污染認(rèn)識(shí)的提高，利用太陽能、地?zé)崮堋?或低溫余熱這類低品位能源用于發(fā)電的系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。低品位能源既可以提供電能，又 可以減少環(huán)境污染和提高能源利用率。但是由于低品位能源與環(huán)境溫度之間的溫差較 小，如將這種系統(tǒng)用于蒸汽透平發(fā)電，則循環(huán)工質(zhì)的工作壓差較小，蒸汽推動(dòng)透平做功 能力低。據(jù)此本發(fā)明提出在目前的發(fā)電系統(tǒng)基礎(chǔ)上增設(shè)噴射泵和二級(jí)蒸汽發(fā)生器來增加 工質(zhì)的做功能力，使低品位能源成功用于發(fā)電系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在常規(guī)發(fā)電系統(tǒng)基礎(chǔ)上，提出一種增設(shè)噴射泵和二級(jí)蒸汽發(fā)生器來 提高低溫?zé)嵩窗l(fā)電能力的系統(tǒng)，使低溫?zé)嵩吹墓ぷ鳒夭钤龃螅岣叩推肺荒茉吹睦寐省?br> 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下方案采用噴射泵提高低溫?zé)嵩窗l(fā)電能力的系 統(tǒng)，主要包括蒸汽發(fā)生器、透平機(jī)、發(fā)電機(jī)、噴射泵、空氣冷卻器、工質(zhì)泵等。為了增 大透平機(jī)與空氣冷卻器之間的工作壓差，在透平機(jī)與空氣冷卻器之間串接了一個(gè)噴射 泵，在第一級(jí)蒸汽發(fā)生器的后面再串接增加一個(gè)蒸汽發(fā)生器。即第一級(jí)蒸汽發(fā)生器的工 質(zhì)側(cè)與透平機(jī)、噴射泵、空氣冷卻器以及第一個(gè)工質(zhì)泵串接構(gòu)成一個(gè)閉路循環(huán)；第二級(jí) 蒸汽發(fā)生器的工質(zhì)側(cè)與噴射泵、空氣冷卻器以及第二個(gè)工質(zhì)泵串接構(gòu)成另一個(gè)閉路循 環(huán)。透平機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。空氣冷卻器出口的飽和液態(tài)工質(zhì)一部分經(jīng)由第一個(gè)工質(zhì)泵 將其送入第一級(jí)蒸汽發(fā)生器，與低溫?zé)嵩磽Q熱成為過熱蒸汽，推動(dòng)透平機(jī)-發(fā)電機(jī)做功 完成發(fā)電過程。透平后的排氣作為被引射蒸汽進(jìn)入噴射泵吸入口。另一部分飽和液態(tài)工 質(zhì)由第二個(gè)工質(zhì)泵送入二級(jí)蒸汽發(fā)生器，與來自第一級(jí)蒸汽發(fā)生器換熱后的低溫?zé)嵩催M(jìn) 行二次換熱，產(chǎn)生的蒸汽作為噴射泵的工作蒸汽，與透平后的排氣在噴射泵內(nèi)混合、擴(kuò) 壓后排出，然后進(jìn)入空氣冷卻器進(jìn)行冷卻，再經(jīng)兩個(gè)工質(zhì)泵分別送至一、二級(jí)蒸汽發(fā)生 器。系統(tǒng)在目前的發(fā)電系統(tǒng)基礎(chǔ)上增設(shè)噴射泵和二級(jí)蒸汽發(fā)生器。系統(tǒng)設(shè)置噴射泵，使 透平排氣壓力降低，透平工作壓差增大，做功能力增強(qiáng)；低溫?zé)嵩丛诙?jí)蒸汽發(fā)生器內(nèi)二次放熱，實(shí)現(xiàn)了能量的梯級(jí)利用，低溫?zé)嵩蠢脺夭钤龃?，提高了能量利用率?br>

附圖為本發(fā)明系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
采用噴射泵提高低溫?zé)嵩窗l(fā)電能力的系統(tǒng)，具有蒸汽發(fā)生器、透平機(jī)、發(fā)電機(jī)、噴 射泵、空氣冷卻器、工質(zhì)泵等。參照附圖，在透平機(jī)2與空氣冷卻器5之間串接噴射泵 4，第一級(jí)蒸汽發(fā)生器1-1的水側(cè)與第二級(jí)蒸汽發(fā)生器1-2的水側(cè)串接。第一級(jí)蒸汽發(fā)生 器1-1的工質(zhì)側(cè)與透平機(jī)2、噴射泵4、空氣冷卻器5以及第一個(gè)工質(zhì)泵6-串接構(gòu)成一 個(gè)閉路循環(huán)；二級(jí)蒸汽發(fā)生器1-2的工質(zhì)側(cè)與噴射泵4、空氣冷卻器5以及第二個(gè)工質(zhì) 泵6-2串接構(gòu)成另一個(gè)閉路循環(huán)。透平機(jī)2與發(fā)電機(jī)3同軸連接。
本實(shí)施例的蒸汽循環(huán)工質(zhì)采用正丁烷(R600);低溫?zé)嵩礊?(TC的熱水。實(shí)施例在 小型實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行。設(shè)第一級(jí)蒸汽發(fā)生器的蒸發(fā)溫度7(TC;第二級(jí)蒸汽發(fā)生器的蒸發(fā)溫 度6(TC。以上述參數(shù)為工作參數(shù)，說明循環(huán)流程。
(1) 空氣冷卻器出口的35。C的R600飽和液態(tài)工質(zhì)中的50.8。/。(質(zhì)量百分比)由第 一級(jí)工質(zhì)泵加壓到8.09bar，送至第一級(jí)蒸汽發(fā)生器中吸熱，變?yōu)檫^熱蒸汽，過熱度2'C， 進(jìn)入透平機(jī)入口。
(2) 上述R600過熱蒸汽在透平機(jī)中等熵膨脹，推動(dòng)透平機(jī)-發(fā)電機(jī)做功發(fā)電后進(jìn) 入噴射泵的吸入口。透平排氣仍為過熱蒸汽，排氣溫度30.14i:，排氣壓力2.08bar，過 熱度lt).14。C。
(3) 空氣冷卻器出口的35°<:的11600飽和液態(tài)工質(zhì)中的49.2% (質(zhì)量百分比)由第 二級(jí)工質(zhì)泵加壓到6.38bar，送至第二級(jí)蒸汽發(fā)生器中與來自一級(jí)蒸汽發(fā)生器換熱后的低 溫?zé)嵩催M(jìn)行二次換熱變?yōu)?(TC的飽和蒸汽，作為噴射泵的工作蒸汽。
(4) 透平排氣(總量的50.8%)與噴射泵工作蒸汽(總量的49.2%)在噴射泵內(nèi)混 合、擴(kuò)壓后排出，噴射泵出口排氣溫度35。C，排氣壓力3,28bar。
(5) 噴射泵出口 R600蒸汽，進(jìn)入空氣冷卻器冷卻為飽和液體，工作溫度35'C， 工作壓力3.281531"?？諝饫鋮s器出口的飽和液體分別由第一級(jí)和第二級(jí)工質(zhì)泵送入兩級(jí)蒸 汽發(fā)生器。如此完成一個(gè)循環(huán)。
本發(fā)明的有益效果是首先在目前常規(guī)的發(fā)電系統(tǒng)基礎(chǔ)上增設(shè)了噴射泵，透平排氣 作為被引射工質(zhì)進(jìn)入噴射泵吸入口，使透平背壓降低，工作壓差增大，做功能力增強(qiáng)；
4其次低溫?zé)嵩丛诙?jí)蒸汽發(fā)生器內(nèi)二次放熱，換熱后的蒸汽作為噴射泵的工作蒸汽，實(shí) 現(xiàn)了能量的梯級(jí)利用，低溫?zé)嵩蠢脺夭钤龃?，提高了能量利用率?br> 以下是兩種發(fā)電系統(tǒng)的對(duì)比系統(tǒng)一本發(fā)明系統(tǒng)；系統(tǒng)二不設(shè)置噴射泵、二級(jí)
蒸汽發(fā)生器和二級(jí)工質(zhì)泵的系統(tǒng)。
系統(tǒng)一按照上述循環(huán)設(shè)定參數(shù)，系統(tǒng)二的透平排氣溫度為43.27°C，排氣壓力
3.28bar。設(shè)低溫?zé)嵩礊?CTC的熱水， 一級(jí)蒸汽發(fā)生器的低溫?zé)嵩礈亟禐?'C ， 一級(jí)蒸汽
發(fā)生器工質(zhì)(透平)流量為lkg/s。
單位系統(tǒng)一系統(tǒng)二
1低溫?zé)嵩磪?shù)低溫?zé)嵩促|(zhì)量流量kg/s19.2919.29
一級(jí)蒸汽發(fā)生器低溫?zé)嵩催M(jìn)口溫度°c8080
一級(jí)蒸汽發(fā)生器低溫?zé)嵩闯隹跍囟取7575
二級(jí)蒸汽發(fā)生器低溫?zé)嵩催M(jìn)口溫度。C75/
二級(jí)蒸汽發(fā)生器低溫?zé)嵩闯隹跍囟取鉉70.37/
低溫?zé)嵩蠢脺夭睢鉉9.635
系統(tǒng)一相對(duì)系統(tǒng)二能量利用率提高92.6%2環(huán)境溫度。C3232
3透平與工質(zhì)R600參數(shù)一級(jí)蒸汽發(fā)生器工質(zhì)(透平)流量kg/s11
透平進(jìn)口溫度 C7272
透平進(jìn)口壓力bar譜8.09
透平進(jìn)口工質(zhì)焓kJ/kg688.11688.11
透平排氣溫度°C30.1443.27
透平排氣壓力bar2.083.28
透平排氣工質(zhì)焓kJ/kg631.85650.71
單位工質(zhì)做功能力kJ/kg56.2637.4
工質(zhì)總做功能力kW56.2637.4
系統(tǒng)一相對(duì)系統(tǒng)二做功能力增加50.43%4噴射泵工作參數(shù)二級(jí)蒸汽發(fā)生器工質(zhì)流量(噴射泵工作流量)kg/s0.97/
循環(huán)工質(zhì)(噴射泵出口)總流量kg/s1.97/
噴射泵工作蒸汽溫度°C60/
噴射泵工作蒸汽壓力bar6.38/
噴射泵工作蒸汽焓kJ/kg670.19/
噴射泵被引射蒸汽溫度°C30.14/
噴射泵被引射蒸汽壓力bar2.08/
噴射泵出口蒸汽溫度°C35/
噴射泵出口蒸汽壓力bar3.28/
從上表看出，系統(tǒng)一比系統(tǒng)二做功能力增加50.43%，低溫?zé)嵩蠢脺亟翟黾?.63°C， 能量利用率提高92.6%。
權(quán)利要求
1.采用噴射泵提高低溫?zé)嵩窗l(fā)電能力的系統(tǒng)，具有蒸汽發(fā)生器、透平機(jī)、發(fā)電機(jī)、噴射泵、空氣冷卻器、工質(zhì)泵，其特征是在透平機(jī)(2)與空氣冷卻器(5)之間串接噴射泵(4)，第一級(jí)蒸汽發(fā)生器(1-1)的水側(cè)與第二級(jí)蒸汽發(fā)生器(1-2)的水側(cè)串接，第一級(jí)蒸汽發(fā)生器(1-1)的工質(zhì)側(cè)與透平機(jī)(2)、噴射泵(4)、空氣冷卻器(5)以及第一個(gè)工質(zhì)泵(6-1)串接構(gòu)成一個(gè)閉路循環(huán)，第二級(jí)蒸汽發(fā)生器(1-2)的工質(zhì)側(cè)與噴射泵(4)、空氣冷卻器(5)以及第二個(gè)工質(zhì)泵(6-2)串接構(gòu)成另一個(gè)閉路循環(huán)，透平機(jī)(2)與發(fā)電機(jī)(3)同軸連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用噴射泵提高低溫?zé)嵩窗l(fā)電能力的系統(tǒng)。為增大透平機(jī)與空氣冷卻器之間的工作壓差，在透平機(jī)與空氣冷卻器之間串接了一個(gè)噴射泵，在第一級(jí)蒸汽發(fā)生器的后面再串接增加一個(gè)蒸汽發(fā)生器。第一級(jí)蒸汽發(fā)生器的水側(cè)與第二級(jí)蒸汽發(fā)生器的水側(cè)串接。第一級(jí)蒸汽發(fā)生器的工質(zhì)側(cè)與透平機(jī)、噴射泵、空氣冷卻器以及第一個(gè)工質(zhì)泵串接構(gòu)成一個(gè)閉路循環(huán)；第二級(jí)蒸汽發(fā)生器的工質(zhì)側(cè)與噴射泵、空氣冷卻器以及第二個(gè)工質(zhì)泵串接構(gòu)成另一個(gè)閉路循環(huán)。本發(fā)明使透平背壓降低，工作壓差增大，做功能力增強(qiáng)；低溫?zé)嵩丛诙?jí)蒸汽發(fā)生器內(nèi)二次放熱，換熱后的蒸汽作為噴射泵的工作蒸汽，實(shí)現(xiàn)了能量的梯級(jí)利用，提高能量利用率。
文檔編號(hào)F01K25/00GK101666250SQ200910070578
公開日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者李新國(guó), 賈艷敏 申請(qǐng)人:天津大學(xué)