專利名稱：一種火電廠冷卻水雙尾水余壓配合利用水力發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水力發(fā)電系統(tǒng)，特別涉及一種火電廠冷卻水雙尾水余壓配合利用水力發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
“十二五”規(guī)劃對(duì)我國電力工業(yè)提出了節(jié)能和減排兩個(gè)約束性目標(biāo)，火電機(jī)組進(jìn)一步節(jié)能減排的難度越來越大。然而，火力發(fā)電廠冷卻發(fā)電機(jī)組凝汽器、以及其他熱力設(shè)備的循環(huán)冷卻水的尾水余壓余能卻沒有利用，直接排入火力發(fā)電廠聯(lián)合排水井流回江河湖泊中。火力發(fā)電廠冷卻水排水具有動(dòng)能，該動(dòng)能就是所謂的水力發(fā)電的落差，利用這些落差可以建設(shè)尾水水力發(fā)電站。以一臺(tái)600MW火力發(fā)電機(jī)組為例，凝汽器的循環(huán)冷卻水量約20 30 m3 / s，若排水余壓以3 m水頭計(jì)算，這樣的低壓頭水源隱含著通過水輪機(jī)的水流所具有的水力功率將達(dá)882 Kff以上。按機(jī)組年運(yùn)行6000h計(jì)，一臺(tái)600MW火力發(fā)電機(jī)組循環(huán)冷卻水余壓利用可回收的發(fā)電量將達(dá)500多萬度電?；鹆Πl(fā)電廠冷卻水尾水余壓不利用意味著能量極大的浪費(fèi)。若能對(duì)火電機(jī)組循環(huán)冷卻水的排水系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，用回收的電能降低機(jī)組廠用電的比例，從而大大降低火力發(fā)電廠供電煤耗率，這對(duì)于發(fā)電企業(yè)必將產(chǎn)生極大的經(jīng)濟(jì)效益和顯著的社會(huì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對(duì)火力廠排放的尾水中能量被浪費(fèi)的問題，提出了一種火電廠冷卻水雙尾水余壓配合利用水力發(fā)電系統(tǒng)，利用火電廠尾水的余壓余能再次發(fā)電，起到了節(jié)能減排的功效。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種火電廠冷卻水雙尾水余壓配合利用水力發(fā)電系統(tǒng)，包括火力發(fā)電廠水源地，循環(huán)水泵，凝汽器，開式循環(huán)冷卻水泵，虹吸井，開式循環(huán)冷卻器，匯集式壓力匹配器，水輪發(fā)電機(jī)組，排水井，排水擋板，壓力水管及閥門組成的水力發(fā)電機(jī)組， 火力發(fā)電廠水源地的循環(huán)水經(jīng)過循環(huán)水泵升壓后形成火電廠冷卻水，火電廠冷卻水分三路進(jìn)入?yún)R集式壓力匹配器，作為動(dòng)力水，第一路火電廠冷卻水通過出水壓力管和調(diào)節(jié)閥直接進(jìn)入?yún)R集式壓力匹配器；第二路火電廠冷卻水經(jīng)過開式循環(huán)冷卻水泵和開式循環(huán)冷卻器后通過調(diào)節(jié)閥匯入?yún)R集式壓力匹配器；第三路火電廠冷卻水經(jīng)過凝汽器和虹吸井后，部分冷卻水通過隔離閥匯入?yún)R集式壓力匹配器，另一部分通過排水擋板流入排水井；匯集式壓力匹配器出水驅(qū)動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，水力發(fā)電機(jī)組的尾水排入火力發(fā)電廠的排水井，最終送入水源地，匯集式壓力匹配器入口所有閥門關(guān)閉，火電廠冷卻水通過旁通閥直接將尾水送入排水井。所述匯集式壓力匹配器的第一路和第二路火電廠冷卻水進(jìn)入?yún)R集式壓力匹配器的進(jìn)入口處安裝有調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥兩端裝有隔離閥，旁通閥并聯(lián)在串聯(lián)的調(diào)節(jié)閥和隔離閥兩端，兩路火電廠冷卻水進(jìn)入?yún)R集式壓力匹配器的進(jìn)入口的調(diào)節(jié)閥可以同時(shí)打開，或打開
3其中一路，把凝汽器循環(huán)冷卻水尾水引入其中，形成雙尾水合流供水輪發(fā)電機(jī)組。所述匯集式壓力匹配器預(yù)留裝有其他回水入口。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明火電廠冷卻水雙尾水余壓配合利用水力發(fā)電系統(tǒng)，利用火力發(fā)電廠既有排水系統(tǒng)及其設(shè)備，運(yùn)用壓力匹配原理，把火力發(fā)電廠作為廢水并要進(jìn)行消能排放的尾水，開發(fā)用于小型水力發(fā)電裝置。該發(fā)明的應(yīng)用不影響火力發(fā)電廠既有的供排水系統(tǒng)的安全運(yùn)行，通過技術(shù)改造又實(shí)現(xiàn)了火電廠冷卻水多路尾水余壓配合利用，將會(huì)產(chǎn)生巨大的火力發(fā)電廠節(jié)能減排的綜合效益。


圖1為本發(fā)明火電廠冷卻水雙尾水余壓配合利用水力發(fā)電系統(tǒng)流程示意圖； 圖2為本發(fā)明火電廠冷卻水雙尾水余壓配合利用水力發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示的為本發(fā)明一種火電廠冷卻水雙尾水余壓配合利用水力發(fā)電系統(tǒng)流程示意圖，系統(tǒng)流程包括火力發(fā)電廠水源地1，循環(huán)水泵2，凝汽器3，開式循環(huán)冷卻水泵4， 虹吸井5，開式循環(huán)冷卻器6、匯集式壓力匹配器7，水輪發(fā)電機(jī)組8，排水井9，循環(huán)水泵出水壓力管10構(gòu)成。來自火力發(fā)電廠水源地1的循環(huán)水由循環(huán)水泵2升壓形成火力發(fā)電廠冷卻水，該冷卻水分為三路，一路進(jìn)入凝汽器3，另一路進(jìn)入開式循環(huán)冷卻水泵4，第三路根據(jù)需要可以通過循環(huán)水泵出水管路10直接進(jìn)入?yún)R集式壓力匹配器7作為動(dòng)力水源，凝汽器3的出水進(jìn)入虹吸井5，開式循環(huán)冷卻水泵4把火力發(fā)電廠冷卻水升壓形成開式冷卻水并進(jìn)入開式循環(huán)冷卻器6，開式循環(huán)冷卻器6的出水作為匯集式壓力匹配器7的動(dòng)力水源，匯集式壓力匹配器7可以引流虹吸井5的排水，實(shí)現(xiàn)開式循環(huán)冷卻器6的尾水與凝汽器3尾水的配合使用，所形成的具有低水頭能量的水流驅(qū)動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組8，水輪發(fā)電機(jī)組8的排水自流進(jìn)入排水井9，完成水力與電力的轉(zhuǎn)換。如圖2所示火電廠冷卻水雙尾水余壓配合利用水力發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成示意圖，來自火力發(fā)電廠水源地1的循環(huán)冷卻水進(jìn)入取水頭11，并由重力引水管引導(dǎo)進(jìn)入循環(huán)水泵2，循環(huán)水泵2進(jìn)水隔離閥12和循環(huán)水泵出水隔離閥14在正常運(yùn)行中為常開狀態(tài)，循環(huán)水泵出水隔離閥14前端的循環(huán)水泵逆止閥13為保護(hù)循環(huán)水泵安全運(yùn)行而設(shè)置，經(jīng)過循環(huán)水泵2升壓的冷卻水進(jìn)入凝汽器3，凝汽器進(jìn)水端有并聯(lián)安裝的進(jìn)水隔離閥15和16、凝汽器3輸出口的并聯(lián)的出水隔離閥17和18在正常運(yùn)行中為常開狀態(tài)；凝汽器3出水進(jìn)入虹吸井5，虹吸井5的排水經(jīng)過虹吸井排水擋板38以后送入排水井9、排水井9同時(shí)匯集水輪發(fā)電機(jī)組 8的尾水，一并送入火力發(fā)電廠水源地1取水口的下游。經(jīng)過循環(huán)水泵2升壓的冷卻水還分為兩路，一路冷卻水聯(lián)接開式循環(huán)冷卻水泵4， 并且經(jīng)過升壓把開式循環(huán)冷卻水送入開式循環(huán)冷卻器6，開式循環(huán)冷卻水泵進(jìn)水隔離閥19 與開式循環(huán)冷卻水泵出水隔離閥21在正常運(yùn)行中為常開狀態(tài)，出水隔離閥21前端的出水逆止閥20為開式循環(huán)冷卻水泵的安全運(yùn)行而設(shè)置；開式循環(huán)冷卻器6的尾水經(jīng)過調(diào)節(jié)閥 28進(jìn)入?yún)R集式壓力匹配器7，匯集式壓力匹配器7開式冷卻水進(jìn)水隔離閥27和四為常開狀態(tài)，進(jìn)水隔離閥27和四與調(diào)節(jié)閥28前后串聯(lián)，匯集式壓力匹配器7開式冷卻水進(jìn)水旁路閥30為常閉狀態(tài)，進(jìn)水旁路閥30并聯(lián)在串聯(lián)的進(jìn)水隔離閥27、調(diào)節(jié)閥觀、進(jìn)水隔離閥四的兩端。另一路冷卻水經(jīng)過調(diào)節(jié)閥25進(jìn)入?yún)R集式壓力匹配器7，正常運(yùn)行中匯集式壓力匹配器7冷卻水進(jìn)水旁路閥23常態(tài)關(guān)閉，匯集式壓力匹配器7循環(huán)水進(jìn)水調(diào)節(jié)閥的隔離閥M 和沈?yàn)槌ｉ_狀態(tài)，與調(diào)節(jié)閥25串聯(lián)。匯集式壓力匹配器7通過虹吸井5排水隔離閥31、調(diào)節(jié)閥25和28的調(diào)節(jié)配合， 控制進(jìn)入?yún)R集式壓力匹配器7的虹吸井5排水，并與經(jīng)過隔離閥37的火力發(fā)電廠其它回水匯集成水輪發(fā)電機(jī)組8的進(jìn)水流，水輪發(fā)電機(jī)組8進(jìn)水流通過并聯(lián)的調(diào)節(jié)閥35調(diào)節(jié)水量大小，水輪發(fā)電機(jī)組8正常運(yùn)行中與其串聯(lián)的進(jìn)水隔離閥32和33、與水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)水調(diào)節(jié)閥35串聯(lián)的隔離閥34和36均為常開狀態(tài)。當(dāng)開式循環(huán)冷卻器6出水旁路閥22打開，隔離閥23、24、沈、27、四、30、31關(guān)閉，火電廠冷卻水雙尾水余壓配合利用水力發(fā)電系統(tǒng)與火力發(fā)電廠原來的冷卻水排水系統(tǒng)解列。本發(fā)明第一充分利用大流量的火電廠循環(huán)水冷卻水的排水能量，驅(qū)動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，并利用火力發(fā)電廠主廠房廠用電系統(tǒng)接納其電量，提高火力發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)性。第二充分利用火力發(fā)電廠原設(shè)計(jì)的循環(huán)冷卻水排水系統(tǒng)及其設(shè)備，以及相關(guān)的水工建筑物，大大簡(jiǎn)化了火電廠冷卻水雙尾水余壓配合利用水力發(fā)電系統(tǒng)，并減少其一次性投資。該水輪發(fā)電機(jī)組及其相關(guān)設(shè)備可與火力發(fā)電廠原設(shè)計(jì)的冷卻水排水系統(tǒng)切換，運(yùn)行方式靈活。
權(quán)利要求
1.一種火電廠冷卻水雙尾水余壓配合利用水力發(fā)電系統(tǒng)，包括火力發(fā)電廠水源地，循環(huán)水泵，凝汽器，開式循環(huán)冷卻水泵，虹吸井，開式循環(huán)冷卻器，匯集式壓力匹配器，水輪發(fā)電機(jī)組，排水井，排水擋板，壓力水管及閥門組成的水力發(fā)電機(jī)組，其特征在于，火力發(fā)電廠水源地的循環(huán)水經(jīng)過循環(huán)水泵升壓后形成火電廠冷卻水，火電廠冷卻水分三路進(jìn)入?yún)R集式壓力匹配器，作為動(dòng)力水，第一路火電廠冷卻水通過出水壓力管和調(diào)節(jié)閥直接進(jìn)入?yún)R集式壓力匹配器；第二路火電廠冷卻水經(jīng)過開式循環(huán)冷卻水泵和開式循環(huán)冷卻器后通過調(diào)節(jié)閥匯入?yún)R集式壓力匹配器；第三路火電廠冷卻水經(jīng)過凝汽器和虹吸井后，部分冷卻水通過隔離閥匯入?yún)R集式壓力匹配器，另一部分通過排水擋板流入排水井；匯集式壓力匹配器出水驅(qū)動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電，水力發(fā)電機(jī)組的尾水排入火力發(fā)電廠的排水井，最終送入水源地， 匯集式壓力匹配器入口所有閥門關(guān)閉，火電廠冷卻水通過旁通閥直接將尾水送入排水井。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述火電廠冷卻水雙尾水余壓配合利用水力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述匯集式壓力匹配器的第一路和第二路火電廠冷卻水進(jìn)入?yún)R集式壓力匹配器的進(jìn)入口處安裝有調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥兩端裝有隔離閥，旁通閥并聯(lián)在串聯(lián)的調(diào)節(jié)閥和隔離閥兩端，兩路火電廠冷卻水進(jìn)入?yún)R集式壓力匹配器的進(jìn)入口的調(diào)節(jié)閥可以同時(shí)打開，或打開其中一路，把凝汽器循環(huán)冷卻水尾水引入其中，形成雙尾水合流供水輪發(fā)電機(jī)組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述火電廠冷卻水雙尾水余壓配合利用水力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述匯集式壓力匹配器預(yù)留裝有其他回水入口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種火電廠冷卻水雙尾水余壓配合利用水力發(fā)電系統(tǒng)，利用火力發(fā)電廠循環(huán)水冷卻水的排水能量及排水設(shè)備，運(yùn)用壓力匹配原理，把火力發(fā)電廠作為廢水排放的尾水作為水利發(fā)電的動(dòng)力，通過閥門的控制在不影響火力發(fā)電廠排水系統(tǒng)的安全運(yùn)行的情況下，又實(shí)現(xiàn)了火電廠冷卻水多路尾水余壓配合利用，水輪發(fā)電機(jī)組及其相關(guān)設(shè)備可與火力發(fā)電廠原設(shè)計(jì)的冷卻水排水系統(tǒng)切換，運(yùn)行方式靈活，產(chǎn)生巨大的火力發(fā)電廠節(jié)能減排的綜合效益。
文檔編號(hào)F03B13/00GK102536603SQ20121003722
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月20日
發(fā)明者楊燕玲, 石奇光, 翟淑偉, 金蓉, 霍煥廣 申請(qǐng)人:上海電力學(xué)院