專利名稱：發(fā)電用燃?xì)庹羝麩釟饬髀?lián)合循環(huán)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種發(fā)電裝置，具體地說是一種發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)裝置。
背景技術(shù)：
燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)由于其具有高效低耗、啟動(dòng)快、可用率高、投資省、建設(shè)周期短 及環(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn)，越來越得到世界各國的重視而迅速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從一九六八年至 一九九五年期間，在世界范圍內(nèi)銷售的發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)有13373臺(tái)，總銷售容量3. 77517億 千瓦。其中，一九九0年至一九九五年的六年間，銷售4311臺(tái)，1. 64517億千瓦，一九九五 年創(chuàng)歷史最高記錄，達(dá)3051. 7萬千瓦。在1990-2000年間美國新增的1. 13億千瓦發(fā)電容 量中，燃?xì)廨啓C(jī)電站容量占44 %，與燃煤蒸汽輪機(jī)電站容量相當(dāng)，這也是世界發(fā)電設(shè)備生產(chǎn) 過程中出現(xiàn)重大轉(zhuǎn)折的標(biāo)志。從2000年以后，在新增的發(fā)電設(shè)備總裝機(jī)容量中，燃?xì)?蒸 汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置超過常規(guī)火電站，占電力發(fā)展的主導(dǎo)地位。燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù)中最高 效、最成熟的技術(shù)就是燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)發(fā)電，燃蒸聯(lián)合發(fā)電技術(shù)是當(dāng)今世界上發(fā)展極 為迅速的一種高效、低污染發(fā)電技術(shù)，它已成為發(fā)達(dá)國家新建熱力發(fā)電廠的首選系統(tǒng)。經(jīng)過 近三十年的研究和不斷改進(jìn)，聯(lián)合循環(huán)發(fā)電不僅在效率上(大約60%)超過蒸汽發(fā)電效率 (后者<=42% )，而且在眾多方面均體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。它已成為全世界公認(rèn)的具有發(fā)電 效率高，調(diào)峰能力強(qiáng)，單位功率投資少，建設(shè)周期短。占地面積小，污染程度低的新一代發(fā)電 設(shè)備。但是燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的排氣溫度是大約150攝氏度 200攝氏度，冷凝器 的廢熱最終也會(huì)被排向大氣，二者都將會(huì)對(duì)大氣形成廢熱污染。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種不但能夠?qū)崿F(xiàn)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置高 效、低污染等優(yōu)點(diǎn)，還可以進(jìn)一步降低排煙溫度，利用冷凝器的熱量的發(fā)電用燃?xì)庹羝麩釟?流聯(lián)合循環(huán)裝置。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的包括由燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室、燃?xì)?輪機(jī)渦輪和第一發(fā)電機(jī)組成的燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組；由余熱鍋爐、汽輪機(jī)、第二發(fā)電機(jī)組成的汽 輪發(fā)電機(jī)組；還包括由氣冷式冷凝器、混合管和渦輪發(fā)電機(jī)組組成的熱氣流發(fā)電裝置；燃 氣輪發(fā)電機(jī)組中的燃?xì)廨啓C(jī)渦輪的排氣引入余熱鍋爐，余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽帶動(dòng)汽輪機(jī)， 汽輪機(jī)的乏汽引入到熱氣流發(fā)電裝置的氣冷式冷凝器中加熱進(jìn)入熱氣流發(fā)電裝置的氣流， 余熱鍋爐的煙氣排向混合管與被氣冷式冷凝器加熱的氣流混合帶動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)組，氣冷式 冷凝器的冷凝水返回余熱鍋爐。本實(shí)用新型提供的是一種發(fā)電用燃?xì)?蒸汽-熱氣流聯(lián)合循環(huán)裝置，主要包括以 下兩個(gè)部分一、燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置。燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置的主設(shè)備由四大塊組成[0008]1、燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組。它用可燃?xì)怏w(如天然氣、焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣或煤層氣)或 油為(如輕柴油或重油)燃料，通過高溫、高壓空氣做功發(fā)電。2、余熱鍋爐。其熱源為燃?xì)廨啓C(jī)的排氣，因此稱為余熱鍋爐，其產(chǎn)生的蒸汽按汽輪 機(jī)來匹配。3、汽輪發(fā)電機(jī)組。利用余熱鍋爐供給的蒸汽驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)，蒸汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī) 組發(fā)電。4、氣冷式冷凝器。將驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)后的乏汽通到熱氣流發(fā)電裝置的進(jìn)氣口，利用大 量的、流速高的的冷空氣來冷卻乏汽(乏汽在蛇型管中流動(dòng))。同時(shí)加熱進(jìn)入熱氣流發(fā)電裝 置的氣流，使得熱氣流發(fā)電裝置的做功能力得到增加。二、熱氣流發(fā)電裝置。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種占地面積小、做功能力更強(qiáng)的熱氣流發(fā)電裝置。傳統(tǒng)的太 陽能熱氣流發(fā)電裝置要使用面積巨大的集熱棚，所以占地面積很大，而在本實(shí)用新型中，利 用燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置的排煙和氣冷式冷凝器的熱量來加熱進(jìn)入熱氣流發(fā)電裝 置的空氣，從而減少了集熱棚的面積。與此同時(shí)利用熱氣流發(fā)電裝置進(jìn)口大量的、流速高的 冷空氣來冷卻乏汽，從而設(shè)計(jì)了一種氣冷式冷凝器。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的氣冷式冷凝器的工 作原理是將驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)后的乏汽通到熱氣流發(fā)電裝置的進(jìn)氣口，利用大量的、流速高的的 冷空氣來冷卻乏汽(乏汽在蛇型管中流動(dòng))。同時(shí)加熱進(jìn)入熱氣流發(fā)電裝置的氣流，使得熱 氣流發(fā)電裝置的做功能力得到增加。和同類型的聯(lián)合循環(huán)(像燃蒸聯(lián)合循環(huán))相比本實(shí)用新型的效率將會(huì)比燃蒸循 環(huán)的效率高2% 3% ；本實(shí)用新型的裝置排出的煙氣溫度大約是外界大氣溫度，即不會(huì)排 出高于大氣溫度的氣體，所以不會(huì)帶來廢熱污染；通過熱氣流發(fā)電裝置的設(shè)置，將排煙和發(fā) 電廠外的世界隔開，從而降低整個(gè)發(fā)電裝置的噪音；而排煙在熱氣流發(fā)電裝置中做完功后， 由于密度的原因會(huì)上升，在上升的過程中煙塵的溫度下降，就不再隨排煙上升而保留在熱 氣流發(fā)電那裝置中，從而減少NOx、SOx、CO、灰塵的排放。三、關(guān)鍵裝置之間的連接關(guān)系。本實(shí)用新型的關(guān)鍵裝置包括發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)、余熱鍋5、汽輪機(jī)6、氣冷式冷凝器 9、熱氣流發(fā)電裝置11和混合管10，各個(gè)關(guān)鍵裝置的連接關(guān)系如下發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)的排煙 管接到余熱鍋爐的進(jìn)氣管，余熱鍋爐的排煙管接到熱氣流發(fā)電裝置的混合管，混合管放在 熱氣流發(fā)電裝置的進(jìn)氣口(如附圖幻；余熱鍋爐的蒸汽出口接到汽輪機(jī)的進(jìn)口，汽輪機(jī)的 發(fā)乏汽出口接到設(shè)置在熱氣流發(fā)電裝置進(jìn)氣口的氣冷式冷凝器的進(jìn)口，氣冷式冷凝器的出 口接到鍋爐的給水管口上。除了混合器10放置熱氣流發(fā)電裝置11的進(jìn)口處之外，其他裝 置的連接方式都是通過管道連接的，管道包括排煙管道和水管道。管道的連接方式是焊接 和螺絲套接，管道上接有各種檢測儀器，包括測壓和測溫儀器。本實(shí)用新型不但能夠?qū)崿F(xiàn)燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)發(fā)電裝置高效、低污染等優(yōu)點(diǎn)，還 可以進(jìn)一步降低排煙溫度，利用冷凝器的熱量，對(duì)效率的提高及節(jié)能減排做出極大的貢獻(xiàn)。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是熱氣流發(fā)電裝置的示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖舉例對(duì)本實(shí)用新型做更詳細(xì)的描述結(jié)合圖1和圖2，本實(shí)用新型的發(fā)電用燃?xì)庹羝麩釟饬髀?lián)合循環(huán)裝置包括由燃?xì)?輪機(jī)壓氣機(jī)1、燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室2、燃?xì)廨啓C(jī)渦輪4和發(fā)電機(jī)4組成的燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組；由余 熱鍋爐5、汽輪機(jī)6、發(fā)電機(jī)4組成的汽輪發(fā)電機(jī)組；還包括由氣冷式冷凝器9、混合管10和 渦輪發(fā)電機(jī)4組成的熱氣流發(fā)電裝置11 ；燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組中的燃?xì)廨啓C(jī)渦輪的排氣引入余 熱鍋爐，余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽帶動(dòng)汽輪機(jī)，汽輪機(jī)的乏汽7引入到熱氣流發(fā)電裝置的氣冷 式冷凝器9中加熱進(jìn)入熱氣流發(fā)電裝置的氣流，余熱鍋爐的煙氣12排向混合管與被氣冷式 冷凝器加熱的氣流混合帶動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)14后由煙 13排出，氣冷式冷凝器的冷凝水8返 回余熱鍋爐。工作時(shí)，空氣進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)的壓氣機(jī)1被加壓，在燃燒室2中和燃料摻混燃燒，并 在渦輪3中膨脹做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組發(fā)電。將高溫高速的廢氣排向余熱鍋爐5，在余熱鍋爐 5中高溫的廢氣加熱水，生成飽和蒸汽，飽和蒸汽驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)6旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組4 發(fā)電。同時(shí)將150度 200度的煙氣12排向混合管10中，在混合管中150度 200度的 煙氣和冷空氣混合產(chǎn)生大約50度的混合氣體。而在蒸汽輪機(jī)中做完功的蒸汽輪機(jī)乏汽7 將會(huì)通過管道到達(dá)氣冷式冷凝器9，在氣冷式冷凝器9中被冷卻，并產(chǎn)生凝水，成為余熱鍋 爐的給水8，供給余熱鍋爐循環(huán)使用。在熱氣流發(fā)電裝置11的底部進(jìn)口，由于進(jìn)口氣體被氣體式冷凝器9，隨后又和燃 氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置的150攝氏度 200攝氏度的排煙混合，溫度進(jìn)一步提升。由 于氣體的溫度上升，氣體會(huì)膨脹，氣體的密度將會(huì)發(fā)生變化，熱氣流發(fā)電裝置的進(jìn)口密度和 一千米煙@ 13的出口密度有差值，密度差的出現(xiàn)會(huì)產(chǎn)生壓力差，從而使氣體運(yùn)動(dòng)起來。運(yùn) 動(dòng)的氣體驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)組14工作發(fā)電。從而實(shí)現(xiàn)燃?xì)?蒸汽-熱氣流聯(lián)合循環(huán)，進(jìn)一步 通過能量的梯級(jí)利用回收熱量。進(jìn)一步提高燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電站的效率，降低噪音、 減少污染，特別是廢熱污染。
權(quán)利要求1. 一種發(fā)電用燃?xì)庹羝麩釟饬髀?lián)合循環(huán)裝置，包括由燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)燃燒 室、燃?xì)廨啓C(jī)渦輪和第一發(fā)電機(jī)組成的燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組；由余熱鍋爐、汽輪機(jī)、第二發(fā)電機(jī) 組成的汽輪發(fā)電機(jī)組；其特征是還包括由氣冷式冷凝器、混合管和渦輪發(fā)電機(jī)組組成的 熱氣流發(fā)電裝置；燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組中的燃?xì)廨啓C(jī)渦輪的排氣連接余熱鍋爐，余熱鍋爐的蒸 汽出口連接汽輪機(jī)，汽輪機(jī)的乏汽出口連接熱氣流發(fā)電裝置的氣冷式冷凝器中，余熱鍋爐 的排煙管接到熱氣流發(fā)電裝置的混合管，混合管放在熱氣流發(fā)電裝置的進(jìn)氣口，氣冷式冷 凝器的冷凝水返回余熱鍋爐。
專利摘要本實(shí)用新型提供的是發(fā)電用燃?xì)庹羝麩釟饬髀?lián)合循環(huán)裝置。包括由燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室、燃?xì)廨啓C(jī)渦輪和發(fā)電機(jī)組成的燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組；由余熱鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)組成的汽輪發(fā)電機(jī)組；由氣冷式冷凝器、混合管和渦輪發(fā)電機(jī)組成的熱氣流發(fā)電裝置；燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組中的燃?xì)廨啓C(jī)渦輪的排氣引入余熱鍋爐，余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽帶動(dòng)汽輪機(jī)，汽輪機(jī)的乏汽引入到熱氣流發(fā)電裝置的氣冷式冷凝器中加熱進(jìn)入熱氣流發(fā)電裝置的氣流，余熱鍋爐的煙氣與被氣冷式冷凝器加熱的氣流帶動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)組，氣冷式冷凝器的冷凝水返回余熱鍋爐。本實(shí)用新型不但能夠?qū)崿F(xiàn)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置高效、低污染等優(yōu)點(diǎn)，還可以進(jìn)一步降低排煙溫度，利用冷凝器的熱量。
文檔編號(hào)F01K23/10GK201924976SQ20102065901
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者劉朝福, 唐昱嘉, 孟晟, 強(qiáng)可明, 朱川, 歐陽斌, 王志濤, 胡東帥, 賀雷, 陳超 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)