熱力發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種熱力發(fā)電系統(tǒng)，屬于熱力發(fā)電領(lǐng)域。該熱力發(fā)電系統(tǒng)包括換熱裝置、作功裝置和工質(zhì)循環(huán)裝置，其中，所述換熱裝置由多個(gè)不同等級(jí)的熱源提供熱能。所述熱源分為一級(jí)熱源、二級(jí)熱源和三級(jí)熱源，所述一級(jí)熱源為用于使蒸汽過熱的熱源，二級(jí)熱源為用于使水蒸發(fā)的熱源，三級(jí)熱源為用于給水加熱或預(yù)熱燃料及助燃物的熱源。本發(fā)明的技術(shù)方案能夠降低熱力發(fā)電系統(tǒng)中高溫?zé)崮艿幕鹩脫p失，并促進(jìn)低溫?zé)崮艿某浞掷谩?br> 【專利說明】熱力發(fā)電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熱力發(fā)電領(lǐng)域，特別是指一種熱力發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，如圖1所示，在基于郎肯循環(huán)的熱力發(fā)電系統(tǒng)中，在鍋爐或換熱器內(nèi)一般是由單一熱源完成給水加熱、蒸發(fā)和過熱的過程。由于受工質(zhì)熱物理特性等的影響(主要是對(duì)溫度和熱量的不同需求)，整個(gè)過程存在熱能的高質(zhì)低用的情況，使得火用損失較大，一般可達(dá)25%?30%。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種熱力發(fā)電系統(tǒng)，能夠降低熱力發(fā)電系統(tǒng)中高溫?zé)崮艿幕鹩脫p失，并促進(jìn)低溫?zé)崮艿某浞掷谩?br> [0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施例提供技術(shù)方案如下:
[0005]一方面，提供一種熱力發(fā)電系統(tǒng)，包括換熱裝置、作功裝置和工質(zhì)循環(huán)裝置，其中，所述換熱裝置由多個(gè)不同等級(jí)的熱源提供熱能。
[0006]進(jìn)一步地，上述方案中，所述熱源分為一級(jí)熱源、二級(jí)熱源和三級(jí)熱源，所述一級(jí)熱源為用于使蒸汽過熱的熱源，二級(jí)熱源為用于使水蒸發(fā)的熱源，三級(jí)熱源為用于給水加熱或預(yù)熱燃料及助燃物的熱源。
[0007]進(jìn)一步地，上述方案中，所述換熱裝置所需的熱能由一級(jí)熱源、二級(jí)熱源和三級(jí)熱源復(fù)合而成；或
[0008]所述換熱裝置所需的熱能由一級(jí)熱源和二級(jí)熱源復(fù)合而成；或
[0009]所述換熱裝置所需的熱能由一級(jí)熱源和三級(jí)熱源復(fù)合而成；或
[0010]所述換熱裝置所需的熱能由二級(jí)熱源和三級(jí)熱源復(fù)合而成。
[0011]進(jìn)一步地，上述方案中，每一級(jí)熱源為單個(gè)熱源或由多個(gè)熱源組合而成。
[0012]進(jìn)一步地，上述方案中，所述熱源來源包括但不限于化石燃料、廢棄或伴生可燃物、生物質(zhì)燃料、人工制成可燃物、太陽能、核能和余熱。
[0013]進(jìn)一步地，上述方案中，所述作功裝置采用單臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)或多臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)。
[0014]進(jìn)一步地，上述方案中，所述作功裝置采用單壓系統(tǒng)、多壓系統(tǒng)或閃蒸系統(tǒng)。
[0015]進(jìn)一步地，上述方案中，所述作功裝置采用簡單循環(huán)、回?zé)嵫h(huán)或再熱循環(huán)。
[0016]進(jìn)一步地，上述方案中，所述作功裝置為雙工質(zhì)并行循環(huán)。
[0017]進(jìn)一步地，上述方案中，所述熱力發(fā)電系統(tǒng)的工作介質(zhì)包括但不限于水。
[0018]本發(fā)明的實(shí)施例具有以下有益效果:
[0019]上述方案中，在熱源側(cè)對(duì)不同等級(jí)的熱源進(jìn)行復(fù)合，采用多級(jí)熱源對(duì)口換熱的方法，分別完成蒸汽過熱、蒸發(fā)、給水加熱或預(yù)熱燃料及助燃物，同時(shí)，在工質(zhì)側(cè)采用一個(gè)或多個(gè)參數(shù)等級(jí)的復(fù)合循環(huán)。本發(fā)明的技術(shù)方案根據(jù)工質(zhì)的吸熱特性，利用較低溫度(合適溫度)的熱能置換單級(jí)熱源熱力發(fā)電系統(tǒng)中被高質(zhì)低用的熱能，對(duì)被置換出的較高溫度的熱能進(jìn)行高質(zhì)高用或用來帶動(dòng)較低溫度熱能的充分利用。在降低單級(jí)熱源熱能動(dòng)力循環(huán)中由于高質(zhì)低用導(dǎo)致火用損失較大的問題的同時(shí)，也可促進(jìn)中、低溫?zé)崮艿某浞掷谩?br> 【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為現(xiàn)有技術(shù)單一熱源熱力發(fā)電系統(tǒng)中的換熱裝置的示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明實(shí)施例熱力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明實(shí)施例熱力發(fā)電系統(tǒng)換熱裝置由多個(gè)等級(jí)熱源復(fù)合組成的示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0023]為使本發(fā)明的實(shí)施例要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0024]本發(fā)明的實(shí)施例針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中熱力發(fā)電系統(tǒng)一般是由單一熱源完成給水加熱、蒸發(fā)和過熱的過程，使得火用損失較大，并且中、低溫?zé)崮軣犭娹D(zhuǎn)換效率低、難以充分利用的問題，提供一種熱力發(fā)電系統(tǒng)，能夠降低單一熱源熱力發(fā)電系統(tǒng)中高溫?zé)崮艿幕鹩脫p失，并促進(jìn)低溫?zé)崮艿某浞掷谩?br> [0025]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種熱力發(fā)電系統(tǒng)，包括換熱裝置、作功裝置和工質(zhì)循環(huán)裝置，其中，所述換熱裝置由多個(gè)不同等級(jí)的熱源提供熱能。
[0026]常規(guī)單一熱源熱力發(fā)電系統(tǒng)主要由三大部分構(gòu)成，一是燃燒、熱源放熱及工質(zhì)吸熱部分(以下簡稱換熱部分)，主要由鍋爐、換熱器等設(shè)備組成；二是工質(zhì)放熱、作功部分(以下簡稱作功部分)，主要由汽輪發(fā)電機(jī)組組成；三是工質(zhì)壓縮及循環(huán)部分(以下簡稱工質(zhì)循環(huán)部分)，主要由給水泵、除氧器、給水加熱器等設(shè)備組成；各設(shè)備之間通過相應(yīng)管路連接。
[0027]如圖2所示，本發(fā)明的熱力發(fā)電系統(tǒng)由換熱裝置、作功裝置和工質(zhì)循環(huán)裝置構(gòu)成，其中A區(qū)為換熱裝置，B區(qū)為作功裝置，C區(qū)為工質(zhì)循環(huán)裝置。各裝置在熱力發(fā)電系統(tǒng)中的功能與常規(guī)單一熱源熱力發(fā)電系統(tǒng)相同，各裝置之間用相應(yīng)管路連接。
[0028]一般情況下，人們將熱能按照溫度不同分為三類:700°C以上的高溫?zé)崮堋?50°C?700°C左右的中溫?zé)崮芎?00°C以下的低溫?zé)崮堋Ｔ诒景l(fā)明的熱力發(fā)電系統(tǒng)中，根據(jù)工質(zhì)的吸熱特性，為實(shí)現(xiàn)梯級(jí)利用和便于闡述，對(duì)熱源采用了新的分級(jí)方法，分級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)不僅看熱源的溫度，也要看工質(zhì)的吸熱溫度，而工質(zhì)的吸熱溫度取決于熱力發(fā)電系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置，它以熱功轉(zhuǎn)換火用損失更小、熱量被充分利用、系統(tǒng)發(fā)電量更高為原則設(shè)定。
[0029]其中，熱源的等級(jí)不是指熱源的個(gè)數(shù)，而是指某一溫度區(qū)間。在實(shí)際應(yīng)用中，可能會(huì)出現(xiàn)某一級(jí)熱源的熱量與工質(zhì)的同級(jí)吸熱量不完全匹配的情況，此時(shí)需要上一級(jí)熱源給予補(bǔ)充。另外當(dāng)工質(zhì)側(cè)參數(shù)變化時(shí)，相應(yīng)級(jí)熱源的溫度區(qū)間也會(huì)隨之變化，因此，某一級(jí)的熱源溫度區(qū)間不是固定的。
[0030]每一級(jí)熱源可以是單個(gè)熱源，也可以是由多個(gè)熱源組合而成。進(jìn)一步地，熱源的等級(jí)不僅與熱源溫度有關(guān)，也與工質(zhì)的吸熱溫度有關(guān)。在選擇了合適的工質(zhì)側(cè)參數(shù)后，根據(jù)工質(zhì)側(cè)的需求，可以按“溫度對(duì)口”的原則對(duì)熱源進(jìn)行分級(jí)，并配置熱源。具體地，本發(fā)明將熱源分為一級(jí)熱源、二級(jí)熱源和三級(jí)熱源，本發(fā)明熱力發(fā)電系統(tǒng)的工作介質(zhì)包括但不限于水，所述一級(jí)熱源可以為用于使蒸汽過熱的熱源，二級(jí)熱源可以為用于使水蒸發(fā)的熱源，三級(jí)熱源可以為用于給水加熱或預(yù)熱燃料及助燃物的熱源。同一級(jí)熱源可以來源不同，也可以溫度不同。所述熱源來源包括但不限于化石燃料、廢棄或伴生可燃物、生物質(zhì)燃料、人工制成可燃物、太陽能、核能和各類余熱。
[0031]具體地，如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例中，換熱裝置所需的熱能可以由一級(jí)熱源、二級(jí)熱源和三級(jí)熱源復(fù)合而成。進(jìn)一步地，換熱裝置所需的熱能還可以由一級(jí)熱源和二級(jí)熱源復(fù)合而成；或由一級(jí)熱源和三級(jí)熱源復(fù)合而成；或由二級(jí)熱源和三級(jí)熱源復(fù)合而成。如圖3所示，換熱裝置可以是一體式(組合式)，也可以是分體式。由不同等級(jí)和/或不同種類的熱源復(fù)合在一起，完成向工質(zhì)的傳熱過程，由于熱源來源的不同，換熱裝置所涉及的設(shè)備包括有以各種可燃物為一次能源的鍋爐、太陽能集熱器、各種余熱換熱器、核能中的壓水堆一回路等，各設(shè)備之間用相應(yīng)管路連接。
[0032]一般情況下，圖1中過熱段出口 A點(diǎn)溫度高于圖3中過熱段出口 a點(diǎn)溫度，同樣，圖1中蒸發(fā)段出口 B點(diǎn)溫度高于圖3中蒸發(fā)段出口 bl點(diǎn)和b2點(diǎn)溫度，這是本發(fā)明多級(jí)熱源熱力發(fā)電系統(tǒng)火用效率高的根本原因。由于使用了合適溫度(較低溫度)的熱源來代替原來單一熱源系統(tǒng)中被“高質(zhì)低用”的熱能，這部分被“置換”出的高溫?zé)崮芤环矫婵砂凑铡皽囟葘?duì)口 ”的原則用于與工質(zhì)側(cè)溫度參數(shù)較高的工質(zhì)換熱，另一方面可作為低溫?zé)嵩吹摹膀?qū)動(dòng)”熱源，與低溫?zé)嵩唇M合，構(gòu)成另一個(gè)多級(jí)熱源復(fù)合的熱力發(fā)電系統(tǒng)，解決單一低溫?zé)嵩礋崃Πl(fā)電系統(tǒng)中高溫?zé)崮懿蛔慊蛉笔В瑢?dǎo)致低溫?zé)崮茈y以用來發(fā)電的問題。
[0033]本發(fā)明熱力發(fā)電系統(tǒng)的復(fù)合循環(huán)，既包括熱源側(cè)的復(fù)合，也包括工質(zhì)側(cè)的復(fù)合。熱源側(cè)的復(fù)合是指根據(jù)工質(zhì)側(cè)的需求對(duì)應(yīng)使用不同級(jí)的熱源，將多級(jí)熱源復(fù)合在一個(gè)熱能動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)中。工質(zhì)側(cè)的復(fù)合是指在工質(zhì)側(cè)采用一級(jí)或多級(jí)參數(shù)，與熱源側(cè)相配合實(shí)現(xiàn)梯級(jí)利用和充分利用。本發(fā)明實(shí)施例可以以水作為工作介質(zhì)，也可以以其它物質(zhì)(如低沸點(diǎn)工質(zhì))作為工作介質(zhì)，還可以同時(shí)采用兩種不同的工作介質(zhì)。
[0034]本發(fā)明熱力發(fā)電系統(tǒng)的作功裝置既可以采用單壓系統(tǒng)，也可以采用多壓系統(tǒng)或閃蒸系統(tǒng)。作功裝置可以采用一級(jí)或多級(jí)參數(shù)構(gòu)成循環(huán)，當(dāng)采用不同參數(shù)等級(jí)構(gòu)成循環(huán)時(shí)，工質(zhì)循環(huán)裝置采用不同壓力等級(jí)的給水系統(tǒng)。進(jìn)一步地，當(dāng)熱力發(fā)電系統(tǒng)采用兩種不同的工作介質(zhì)時(shí)，作功裝置為雙工質(zhì)并行循環(huán)，另外，作功裝置還可根據(jù)熱源情況選擇采用或不采用回?zé)嵫h(huán)、再熱循環(huán)。
[0035]作功裝置的主要設(shè)備為汽輪發(fā)電機(jī)組，機(jī)組可以是單臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)，也可以是多臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)。
[0036]本發(fā)明的熱力發(fā)電系統(tǒng)，在熱源側(cè)對(duì)不同等級(jí)的熱源進(jìn)行復(fù)合，采用多級(jí)熱源對(duì)口換熱的方法，分別完成蒸汽過熱、蒸發(fā)、給水加熱或預(yù)熱燃料及助燃物，同時(shí)，在工質(zhì)側(cè)采用一個(gè)或多個(gè)參數(shù)等級(jí)的復(fù)合循環(huán)。本發(fā)明的技術(shù)方案根據(jù)工質(zhì)的吸熱特性，利用較低溫度(合適溫度)的熱能置換單級(jí)熱源熱力發(fā)電系統(tǒng)中被高質(zhì)低用的熱能，對(duì)被置換出的較高溫度的熱能進(jìn)行高質(zhì)高用或用來帶動(dòng)較低溫度熱能的充分利用。在降低單級(jí)熱源熱能動(dòng)力循環(huán)中由于高質(zhì)低用導(dǎo)致火用損失較大的問題的同時(shí)，也可促進(jìn)中、低溫?zé)崮艿某浞掷谩?br> [0037]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種熱力發(fā)電系統(tǒng)，包括換熱裝置、作功裝置和工質(zhì)循環(huán)裝置，其特征在于，所述換熱裝置由多個(gè)不同等級(jí)的熱源提供熱能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述熱源分為一級(jí)熱源、二級(jí)熱源和三級(jí)熱源，所述一級(jí)熱源為用于使蒸汽過熱的熱源，二級(jí)熱源為用于使水蒸發(fā)的熱源，三級(jí)熱源為用于給水加熱或預(yù)熱燃料及助燃物的熱源。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于， 所述換熱裝置所需的熱能由一級(jí)熱源、二級(jí)熱源和三級(jí)熱源復(fù)合而成；或 所述換熱裝置所需的熱能由一級(jí)熱源和二級(jí)熱源復(fù)合而成；或 所述換熱裝置所需的熱能由一級(jí)熱源和三級(jí)熱源復(fù)合而成；或 所述換熱裝置所需的熱能由二級(jí)熱源和三級(jí)熱源復(fù)合而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，每一級(jí)熱源為單個(gè)熱源或由多個(gè)熱源組合而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述熱源來源包括但不限于化石燃料、廢棄或伴生可燃物、生物質(zhì)燃料、人工制成可燃物、太陽能、核能和余熱。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述作功裝置采用單臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)或多臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述作功裝置采用單壓系統(tǒng)、多壓系統(tǒng)或閃蒸系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述作功裝置采用簡單循環(huán)、回?zé)嵫h(huán)或再熱循環(huán)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述作功裝置為雙工質(zhì)并行循環(huán)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述熱力發(fā)電系統(tǒng)的工作介質(zhì)包括但不限于水。
【文檔編號(hào)】F03G6/06GK103967546SQ201310028485
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月25日
【發(fā)明者】劉英平 申請(qǐng)人:劉英平