專利名稱：利用余熱制冷方式提高冷卻效率的電廠冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種余熱冷卻技術(shù)，尤其是涉及一種在電廠使用的，利用汽輪 機(jī)余熱制冷，制得冷水再進(jìn)一步冷卻汽輪機(jī)循環(huán)冷卻水的冷卻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
火電廠是利用煤、石油、天然氣作為燃料加熱水生成高溫高壓蒸汽，將燃 料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能，蒸汽壓力推動汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，然后 汽輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。由于高溫高壓蒸汽危險(xiǎn)易爆炸， 為了保證機(jī)組安全運(yùn)行，必須冷卻汽輪機(jī)低壓缸排氣溫度，降低低壓缸排氣壓
力，使蒸汽冷凝成水回送到鍋爐?；痣姀S的汽輪機(jī)冷卻系統(tǒng)一般利用凝汽器3 和涼水塔7的循環(huán)冷卻水來冷卻的，如圖1中所示。循環(huán)冷卻水由于蒸發(fā)損失、 吹損失和排污泄漏損失，需要不斷進(jìn)行水的補(bǔ)充。隨著我國電力工業(yè)的發(fā)展， 裝機(jī)和單機(jī)的容量越來越大，需要的冷卻水也越來越多，造成了工業(yè)用水緊張， 同時(shí)通過冷卻水釋放的熱量占火電廠熱量的50%以上，造成了環(huán)境熱污染和能 源大幅浪費(fèi)。
作功發(fā)電后的蒸汽溫度仍很高，屬于高品位的熱能，具有開發(fā)利用價(jià)值。 實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)的熱電廠，在冬天發(fā)電的同時(shí)為用戶提供熱能，可以獲得較好的 經(jīng)濟(jì)效益，但是到了夏天，高溫季節(jié)同時(shí)又是用電高峰季節(jié)，產(chǎn)生的更多余熱 沒有了用處，余熱變成廢熱，需耗費(fèi)更多的冷卻水，如果涼水塔冷卻效率不夠， 使得循環(huán)水無法冷卻到允許的溫度再返回接納水體，將造成電廠不能正常發(fā)電。 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的熱源溫度較低，完全可以將電廠余熱作為熱源，實(shí)現(xiàn)溴 化鋰中央空調(diào)的供冷，這樣可以部分解決余熱利用問題。所以熱、電、冷聯(lián)產(chǎn) 是未來電廠的發(fā)展趨勢。但是實(shí)際熱負(fù)荷、冷負(fù)荷會隨著氣候變化而變化，并 不穩(wěn)定，這樣在某些時(shí)候，制冷機(jī)會處于不工作狀態(tài)，這便不能起到提高冷卻 系統(tǒng)效率的目的，循環(huán)水不能冷卻到允許的溫度，也將導(dǎo)致電廠不能正常發(fā)電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要解決上述余熱冷卻和浪費(fèi)問題，提供一種利用汽輪機(jī)余 熱驅(qū)動溴化鋰制冷機(jī)組制冷，制得冷水再進(jìn)一步冷卻汽輪機(jī)循環(huán)冷卻水的電廠 冷卻系統(tǒng)，具有冷卻效率高、節(jié)能、可供應(yīng)中央空調(diào)冷源等特點(diǎn)。
一種利用余熱制冷方式提高冷卻效率的電廠冷卻系統(tǒng)，它包括由汽輪機(jī)、 凝汽器、凝結(jié)水循環(huán)泵和燃燒鍋爐構(gòu)成的蒸汽凝結(jié)水循環(huán)，以及由包括凝汽器、 涼水塔和冷卻水循環(huán)泵構(gòu)成的蒸汽冷卻水循環(huán)，其特征是還增加了溴化鋰制冷機(jī)組，它包括吸收器、溶液泵、低溫?zé)峤粨Q器、高溫?zé)峤粨Q器、高壓發(fā)生器、 低壓發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、冷劑泵和冷卻塔，其中高壓發(fā)生器設(shè)置在汽輪 機(jī)和凝汽器之間，汽輪機(jī)的蒸汽管道進(jìn)入高壓發(fā)生器內(nèi)換熱降溫，使高壓發(fā)生 器成為蒸汽凝結(jié)水循環(huán)中的一部分，而蒸汽成為制冷機(jī)組的熱源。
溴化鋰制冷機(jī)組制得的冷媒水可以用于中央空調(diào)或進(jìn)一步冷卻汽輪機(jī)的循 環(huán)冷卻水。即該溴化鋰制冷機(jī)組還包括與蒸發(fā)器連接的冷媒水箱，將制得的冷 量儲存在冷媒水箱內(nèi)，再通過管道將冷媒水箱和中央空調(diào)的各空調(diào)器連接，實(shí)
現(xiàn)中央空調(diào)的制冷；冷媒水箱設(shè)置在凝汽器和冷卻水循環(huán)泵之間，凝汽器的冷 卻水管道進(jìn)入冷媒水箱內(nèi)換熱降溫，使冷媒水箱成為蒸汽冷卻水循環(huán)中的一部 分，這樣空調(diào)器和冷卻水成為制冷機(jī)組的終端用戶。
另外，在汽輪機(jī)和凝汽器之間設(shè)置有閥，在冷卻水循環(huán)泵和凝汽器盤管之 間也設(shè)置有閥，這樣在不需要制冷機(jī)工作時(shí)，可以使用現(xiàn)有的冷卻方式進(jìn)行冷 卻，使系統(tǒng)使用調(diào)節(jié)靈活。
溴化鋰制冷機(jī)組是利用水作制冷劑，利用溴化鋰溶液作吸收劑進(jìn)行制冷的， 在使用時(shí)耗電量小。本發(fā)明在夏天利用汽輪機(jī)余熱驅(qū)動實(shí)現(xiàn)制冷對中央空調(diào)進(jìn) 行供冷，在冬天可以將蒸汽管道直接接入熱網(wǎng)進(jìn)行供熱，而同時(shí)制冷機(jī)組還可 以利用余熱制冷對冷卻水進(jìn)行輔助冷卻。
本發(fā)明的有益效果是1)利用火電廠余熱作為制冷機(jī)的熱源，實(shí)現(xiàn)廢熱利
用，可大量節(jié)省能源，具有很好的節(jié)能和環(huán)保效益，對保證用電高峰的正常供
電有積極作用；"經(jīng)過高壓發(fā)生器、涼水塔和冷媒水箱的三級冷卻，大大提高 了冷卻效率，確保在任何時(shí)候?qū)l(fā)電系統(tǒng)的循環(huán)冷卻水冷卻到允許的溫度，有 利于正常安全供電，同時(shí)冷卻效率提高將有利于減少循環(huán)冷卻水的補(bǔ)充，緩解 供水緊張；3)制得的冷媒水既可以用于中央空調(diào)提高電廠夏天的經(jīng)濟(jì)效益，又 可以用于循環(huán)冷卻水的冷卻，使溴化鋰制冷機(jī)組的制冷方式即可以在夏天使用， 也可以在冬天使用，減少涼水塔的冷卻負(fù)荷。


圖1為現(xiàn)有火電廠的汽輪機(jī)冷卻系統(tǒng)的原理圖2為本發(fā)明利用余熱制冷方式提高冷卻效率的電廠冷卻系統(tǒng)的系統(tǒng)原理 圖。圖中虛線框內(nèi)為單效溴化鋰制冷機(jī)組。
對各幅附圖中的標(biāo)號說明如下
l一發(fā)電機(jī)；2—汽輪機(jī)；2a—蒸汽管道；3—凝汽器；3a—冷卻水管道；4 一燃燒鍋爐；5 —凝結(jié)水循環(huán)泵；6 —冷卻水循環(huán)泵；7 —涼水塔；8 —高壓發(fā)生 器；9一低溫?zé)峤粨Q器；IO—低壓發(fā)生器；ll一高溫?zé)峤粨Q器，12 —吸收器，13 一溶液泵，14一冷劑泵，15-蒸發(fā)器，16—冷凝器，17—冷卻塔，18—空調(diào)19一冷媒水箱；20—冷媒水循環(huán)泵；Fl， F2—閥。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖對本利用余熱制冷方式提高冷卻效率的電廠冷卻系統(tǒng)的具體 內(nèi)容做詳細(xì)介紹。
如圖2所示，發(fā)電機(jī)1由汽輪機(jī)2帶動，本發(fā)明電廠冷卻系統(tǒng)包括由汽輪 機(jī)2、凝汽器3、凝結(jié)水循環(huán)泵5和燃燒鍋爐4通過管道依次連接形成的蒸汽凝 結(jié)水循環(huán)，以及由包括凝汽器3、涼水塔7和冷卻水循環(huán)泵6通過管道依次連接 形成的蒸汽冷卻水循環(huán)，系統(tǒng)主要還增加了溴化鋰制冷機(jī)組。
如圖2中虛線框內(nèi)所示，制冷機(jī)組包括吸收器12、溶液泵13、低溫?zé)峤粨Q 器9、高溫?zé)峤粨Q器ll、高壓發(fā)生器8、低壓發(fā)生器IO、冷凝器16、蒸發(fā)器15、 冷劑泵14和冷卻塔17，其中高壓發(fā)生器8設(shè)置在汽輪機(jī)2和凝汽器3之間，汽 輪機(jī)2的蒸汽管道2a進(jìn)入高壓發(fā)生器8內(nèi)換熱降溫，使高壓發(fā)生器8成為蒸汽 凝結(jié)水循環(huán)中的一部分，而蒸汽即電廠余熱則成為制冷機(jī)組的驅(qū)動熱源。
制冷機(jī)組還包括與蒸發(fā)器15連接的冷媒水箱19，將制得的冷量儲存在冷媒 水箱19內(nèi)，再通過管道將冷媒水箱19和中央空調(diào)的各空調(diào)器18連接，實(shí)現(xiàn)對 中央空調(diào)的供冷i冷媒水箱19設(shè)置在凝汽器3和冷卻水循環(huán)泵6之間，凝汽器 3的冷卻水管道3a進(jìn)入冷媒水箱19內(nèi)換熱降溫，使冷媒水箱19成為蒸汽冷卻 水循環(huán)中的一部分，這樣空調(diào)器18和冷卻水成為制冷機(jī)組的終端用戶。
在汽輪機(jī)2和凝汽器3之間設(shè)置有閥Fl，在冷卻水循環(huán)泵6和凝汽器3盤 管之間也設(shè)置有閥F2。當(dāng)閥Fl、 F2開啟時(shí)，系統(tǒng)可以使用現(xiàn)有的冷卻方式進(jìn) 行冷卻，即按圖1所示那樣，利用涼水塔7進(jìn)行凝汽器3盤管內(nèi)循環(huán)冷卻水的 冷卻。閥F1、 Fi關(guān)閉時(shí)，汽輪機(jī)2的高溫高壓蒸汽不能直接進(jìn)入凝汽器3內(nèi)， 而是先通過高壓發(fā)生器8降溫后再進(jìn)入凝汽器3內(nèi)，此時(shí)溴化鋰制冷機(jī)組工作。
本發(fā)明電廠冷卻系統(tǒng)的工作過程如下汽輪機(jī)2發(fā)電后產(chǎn)生的高溫高壓蒸 汽先驅(qū)動制冷機(jī)組工作，經(jīng)過高壓發(fā)生器S的換熱冷卻后再進(jìn)入流入凝汽器3 內(nèi)，被來自涼水塔7的冷卻水進(jìn)行第二級換熱冷卻，從涼水塔7出來的冷卻水 溫度一般仍然比制冷機(jī)組中制取的冷媒水溫度(7°C)高，因此再使從涼水塔7 出來的冷卻水與冷媒水箱19進(jìn)行第三級換熱。這樣經(jīng)過高壓發(fā)生器8、涼水塔 7和冷媒水箱19的三級冷卻，大大提高了冷卻效率，確保將蒸汽冷卻凝結(jié)到允 許的溫度后送回燃燒鍋爐4，同時(shí)在一定程度上減少了涼水塔7的冷卻負(fù)荷進(jìn)而 減少冷卻水的損失。
溴化鋰制冷機(jī)組具體制冷冷卻過程如下從吸收器12出來的一部分溴化鋰 稀溶液，由溶液泵13輸送，經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器9后，分成兩路， 一路直接進(jìn)入低 壓發(fā)生器IO，另一路經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器11升溫后，進(jìn)入髙壓發(fā)生器8，后一路溴化鋰稀溶液由來自汽輪機(jī)2發(fā)電后產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽的熱能進(jìn)行加熱，使之 沸騰，發(fā)生冷劑蒸汽，同時(shí)，溶液的溫度和濃度升高，然后經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器11
溫度降低后，進(jìn)入低壓發(fā)生器10通過閃蒸；直接進(jìn)入低壓發(fā)生器10的那一路
溴化鋰稀溶液也被低壓發(fā)生器10管內(nèi)的來自高壓發(fā)生器8的冷劑蒸汽加熱而沸 騰，產(chǎn)生冷劑蒸汽，溶液被濃縮，兩部分濃溶液在低壓發(fā)生器10液槽中混合。
高壓發(fā)生器8中產(chǎn)生的冷劑蒸汽，加熱低壓發(fā)生器10溶液后，凝結(jié)成冷劑 水，經(jīng)調(diào)節(jié)閥節(jié)流后進(jìn)入冷凝器16，與低壓發(fā)生器10中產(chǎn)生的冷劑蒸汽一起， 被在冷凝管內(nèi)流動的冷卻水冷卻，冷凝，成為與冷凝壓力相應(yīng)的冷劑水。冷凝 管內(nèi)冷卻水由冷卻塔17進(jìn)行冷卻。
冷凝器16中的冷劑水經(jīng)節(jié)流后，進(jìn)入蒸發(fā)器15，由蒸發(fā)器15的冷劑泵14 輸送噴淋在蒸發(fā)器15管束上，由于蒸發(fā)器15內(nèi)壓力很低，冷劑水便吸收在蒸 發(fā)器15管內(nèi)流動的溫度較高的冷媒水的熱量而蒸發(fā)，成為冷劑蒸汽，冷媒水循 環(huán)泵20輸送冷媒水到蒸發(fā)器15管內(nèi)，使冷媒水箱19內(nèi)冷媒水的溫度降低，即 制冷。制得的冷媒水再輸送到空調(diào)器18，就可以實(shí)現(xiàn)對中央空調(diào)的供冷；冷卻 水循環(huán)泵6將凝汽器3管內(nèi)的冷卻水循環(huán)，不斷將熱量傳遞給冷媒水使冷卻水 溫度降低，進(jìn)而降低從高壓發(fā)生器8出來的汽輪機(jī)2蒸汽溫度。
由低壓發(fā)生器10出來的濃溶液，經(jīng)過低溫?zé)峤粨Q器9降低溫度后，與來自 吸收器12的溶液泵13輸送的另一路稀溶液相混合后進(jìn)入吸收器12，吸收來自 蒸發(fā)器15的冷劑蒸汽成為稀溶液，吸收過程中的凝結(jié)潛熱和溶解熱被吸收器12 傳熱管內(nèi)的冷卻水帶走，冷卻水由冷卻塔17進(jìn)行冷卻，這樣，噴淋溶液不斷地 取走蒸發(fā)、器15中冷劑蒸發(fā)出來的水蒸汽，維持蒸發(fā)器15中很低的壓力，保證 了蒸發(fā)器15中蒸發(fā)出來的冷劑水蒸汽不斷地流向吸收器12，由于吸收蒸發(fā)器 15中冷劑蒸汽而變稀的溴化鋰溶液，再分別送往高、低壓發(fā)生器沸騰濃縮，這 樣便完成了一個(gè)制冷循環(huán)。
在冬天將汽輪機(jī)的蒸汽管道直接接入熱網(wǎng)進(jìn)行供熱，再使用本冷卻系統(tǒng)， 可以實(shí)現(xiàn)電廠的熱、電、冷聯(lián)產(chǎn)。
權(quán)利要求
1、一種利用余熱制冷方式提高冷卻效率的電廠冷卻系統(tǒng)，它包括由汽輪機(jī)(2)、凝汽器(3)、凝結(jié)水循環(huán)泵(5)和燃燒鍋爐(4)通過管道依次連接形成的蒸汽凝結(jié)水循環(huán)，以及由包括凝汽器(3)、涼水塔(7)和冷卻水循環(huán)泵(6)通過管道依次連接形成的蒸汽冷卻水循環(huán)，其特征是它還包括溴化鋰制冷機(jī)組，該制冷機(jī)組包括吸收器(12)、溶液泵(13)、低溫?zé)峤粨Q器(9)、高溫?zé)峤粨Q器(11)、高壓發(fā)生器(8)、低壓發(fā)生器(10)、冷凝器(16)、蒸發(fā)器(15)、冷劑泵(14)和冷卻塔(17)，其中高壓發(fā)生器(8)設(shè)置在汽輪機(jī)(2)和凝汽器(3)之間，汽輪機(jī)(2)的蒸汽管道(2a)進(jìn)入高壓發(fā)生器8內(nèi)換熱降溫，使高壓發(fā)生器(8)成為蒸汽凝結(jié)水循環(huán)中的一部分，蒸汽則成為制冷機(jī)組的熱源；所述制冷機(jī)組還包括與蒸發(fā)器(15)連接的冷媒水箱(19)，再通過管道將冷媒水箱(19)和中央空調(diào)的各空調(diào)器(18)連接，實(shí)現(xiàn)對中央空調(diào)的供冷；冷媒水箱(19)設(shè)置在凝汽器(3)和冷卻水循環(huán)泵(6)之間，凝汽器(3)的冷卻水管道(3a)進(jìn)入冷媒水箱(19)內(nèi)換熱降溫，使冷媒水箱(19)成為蒸汽冷卻水循環(huán)中的一部分，空調(diào)器(18)和冷卻水成為制冷機(jī)組的終端用戶。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用余熱制冷方式提高冷卻效率的電廠冷卻系 統(tǒng)，其特征是所述汽輪機(jī)(2)和凝汽器(3)之間設(shè)置有閥(Fl)，在冷卻水 循環(huán)泵(6)和凝汽器(3)盤管之間也設(shè)置有閥(F2)。
全文摘要
一種利用余熱制冷方式提高冷卻效率的電廠冷卻系統(tǒng)。尤其是在電廠使用的，利用汽輪機(jī)余熱制冷，制得冷水再進(jìn)一步冷卻汽輪機(jī)循環(huán)冷卻水的冷卻系統(tǒng)。它包括由汽輪機(jī)、凝汽器、凝結(jié)水循環(huán)泵和燃燒鍋爐構(gòu)成的蒸汽凝結(jié)水循環(huán)，以及由凝汽器、涼水塔和冷卻水循環(huán)泵構(gòu)成的蒸汽冷卻水循環(huán)，其特征是還增加了溴化鋰制冷機(jī)組，其高壓發(fā)生器在汽輪機(jī)和凝汽器之間，使蒸汽成為機(jī)組的熱源；機(jī)組還包括儲存冷量的冷媒水箱，再通過管道將冷媒水箱和中央空調(diào)的各空調(diào)器連接，且冷媒水箱設(shè)置在凝汽器和冷卻水循環(huán)泵之間，使冷媒水用于中央空調(diào)供冷或進(jìn)一步冷卻汽輪機(jī)的循環(huán)冷卻水。本發(fā)明解決了電廠余熱冷卻和浪費(fèi)問題，具有冷卻效率高、節(jié)能、可供應(yīng)中央空調(diào)冷源等特點(diǎn)。
文檔編號F01K17/04GK101509716SQ20091009685
公開日2009年8月19日 申請日期2009年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月19日
發(fā)明者李同強(qiáng) 申請人:浙江工商大學(xué)