專利名稱：多功能蒸氣回收倉的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)、節(jié)能、減排、降耗、設(shè)備保護(hù)、安全生產(chǎn)技術(shù) 領(lǐng)域，更具體地說是涉及水及蒸氣排放、回收、發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前利用水蒸氣進(jìn)行推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電的方法技術(shù)是世界上最主
要的發(fā)電技術(shù)，占全世界總發(fā)電量的一半以上，即使是美國，它90%的電 力也是由熱電生產(chǎn)的，火力發(fā)電和核能發(fā)電都是采用水蒸氣來推動(dòng)汽輪發(fā) 電機(jī)進(jìn)行發(fā)電的?；鹆Πl(fā)電是世界上最大的污染源和工業(yè)的第一耗水大 戶，如美國目前火力發(fā)電耗水量每年高達(dá)2725億立方米，相當(dāng)于5條中 國黃河年水流量，火力發(fā)電溫室氣體的排放量更是居世界首位。有充分的 證據(jù)證明，地球變暖、酸雨增加、災(zāi)害性天氣增加和加強(qiáng)、大量的物種滅 絕、大量的污染物污染空氣、陸地和水源等危害到人類生存環(huán)境等極其嚴(yán) 重的問題都與火力發(fā)電有直接的關(guān)系。
目前火力發(fā)電工藝流程已經(jīng)有近百年的歷史，熱效率低、浪費(fèi)和污染 嚴(yán)重，就算是當(dāng)今世界最高水平的燃煤發(fā)電廠的熱效率也達(dá)不到送到鍋爐 的煤完全燃燒所發(fā)出的熱量的1/3?，F(xiàn)舉哈爾濱汽輪廠600MW火力發(fā)電 機(jī)組的熱系統(tǒng)為例子，如圖l，該機(jī)組的鍋爐為亞臨界， 一次再熱循環(huán)筒 鍋爐最大連續(xù)出力1803.6t/h，給水溫度為273.4°C，主蒸氣壓力為 16.67Mpa，溫度為538°C，再熱蒸氣壓力為3.323Mpa，汽輪機(jī)排氣溫度 36.2°C，壓力0.006Mpa，熱耗率7829.8KJ/ (KW h)，汽耗率3.005Kg/ (KW.h)，由于該機(jī)組將其熱焓高達(dá)2330.9KJ/Kg，作功后的低溫低壓
水蒸氣排到凝汽器變成36.2°C，其熱焓只有151.5KJ/Kg的冷凝水，這不 但需要重量達(dá)到其50~80倍的冷卻水通過凝汽器進(jìn)行冷凝，造成巨大的熱 量損失和浪費(fèi)大量寶貴的水；另外，還可能會(huì)因凝汽器在運(yùn)行中產(chǎn)生的銅 離子對(duì)鍋爐水產(chǎn)生污染和凝汽器出現(xiàn)故障而發(fā)生嚴(yán)重事故。以下是該機(jī)組 從汽輪機(jī)排放出來的水蒸氣在凝汽器中凝結(jié)成水所帶來的熱量損失鍋爐 在運(yùn)行一小時(shí)中的總熱量為1803.6X1000X (3397.3-1198.8) +1516.84 X1000X (3538-3027.3) =4738676398KJ，作功后的低溫、低壓水蒸氣通 過凝汽器變成水所失去的熱量為1073.54X1000X (2330.9-151.5) +85.88 X1000X (2448.8-151.5) =2526965200KJ，作功后的蒸氣在凝汽器中冷卻 成凝結(jié)水失去的熱量與鍋爐一小時(shí)產(chǎn)生蒸氣總熱量的百分比為 2526965200+4738676398 X 100% > 53%。從600MW火電機(jī)組的熱系統(tǒng)圖 中可以看出，鍋爐每小時(shí)產(chǎn)出1803.6噸，壓力為16.76Mpa，溫度538°C 的水蒸氣，但作功后到達(dá)凝汽器的水蒸氣只有1159.42噸 (1073.54+85.88=1159.42)，中途有644.6噸高溫高壓的水蒸氣變成了凝結(jié) 水和廢蒸氣，其原因是其一，高溫高壓水蒸氣在汽輪機(jī)通流部分流動(dòng)過 程中由于摩擦力等種種原因，產(chǎn)生凝結(jié)水；其二，每小時(shí)數(shù)量達(dá)到1803.6 噸，而且溫度只有36t:左右的水，被這些蒸氣加熱到了 273.4-C的高溫水 進(jìn)入鍋爐，是產(chǎn)生大量凝結(jié)水的主要原因；其三，利用蒸氣除氧和其它調(diào) 節(jié)中也使用了大量的水蒸氣。
在核能發(fā)電方面，如圖2所示，我國CPWR-1000核電機(jī)組作功之后 在凝汽器中凝結(jié)成水所帶來的熱量損失更是驚人核反應(yīng)堆在一小時(shí)中， 加熱水所產(chǎn)生水蒸氣的總熱量為5808.2 X 1000 X (2773-972.6 ) =10457083280KJ，作功后的水蒸氣通過凝汽器變成水所失去的熱量為2975.1 X1000X (2350.5-168.8) =6490775770 KJ，在凝汽器中凝結(jié)成水所 失去的熱量占蒸氣從核反映堆獲得的總熱量的百分比為6490775770 + 10457083280〉62%。從以上兩個(gè)廠的數(shù)字可以看出，當(dāng)前的發(fā)電工藝流 程浪費(fèi)極其嚴(yán)重，單是作功后的水蒸氣在凝汽器中凝結(jié)成水所損失的熱量 就大大超出推動(dòng)汽輪機(jī)作功所耗用的熱量，而且，作功后排出1Kg的水 蒸氣，需要50~80Kg的冷卻水量。不但如此，該工藝流程還有高達(dá)1/3以 上在大鍋爐中產(chǎn)生的高溫高壓水蒸氣，在汽輪機(jī)的通流部分流通和加熱鍋 爐進(jìn)水及其它環(huán)節(jié)中，在沒有到達(dá)凝汽器前，就變成了凝結(jié)水和廢蒸氣的 形式中途排走，造成巨大的熱量損失和大量高純度的水流失。為此，需要 大量高純度的水進(jìn)行不斷補(bǔ)充，在補(bǔ)充水的過程中，大量非凝結(jié)性氣體混 進(jìn)來，并由于運(yùn)行加熱過程中的不斷濃縮作用，造成熱系統(tǒng)內(nèi)的水質(zhì)不斷 惡化，而引起設(shè)備內(nèi)部的腐蝕。為了解決這個(gè)問題，需要大量的化學(xué)藥劑 進(jìn)行水處理，而且鍋爐在運(yùn)行過程中還要進(jìn)行排污，即使這樣，也不能從 根本上解決設(shè)備內(nèi)部的腐蝕問題，鍋爐在運(yùn)行中排污，不但造成大量高溫
高壓的水和水蒸氣流失造成巨大的浪費(fèi)，還產(chǎn)生出巨大的噪音，而且大量 的污水排放嚴(yán)重污染了環(huán)境。為此，如何實(shí)現(xiàn)水蒸氣和水的全循環(huán)利用以 大幅度降低成本，減排降耗，保護(hù)人類生存的環(huán)境，已經(jīng)成為世界各國公 認(rèn)急需解決的世界難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供的一種不僅熱效 率高、發(fā)電成本低、安全環(huán)保，而且能大大延長(zhǎng)鍋爐等設(shè)備的使用壽命的 多功能蒸氣回收倉。
本發(fā)明是采用如下技術(shù)解決方案來實(shí)現(xiàn)上述目的 一種多功能蒸氣回 收倉，其特征在于，它包括分別與鍋爐、循環(huán)水倉和低壓倉連接的蒸氣回 收倉，蒸氣回收倉內(nèi)設(shè)有通向循環(huán)水倉的管道出口、低壓輪向蒸氣回收倉 的出水管道以及若干個(gè)進(jìn)氣口、出氣口，出氣口與低壓倉相通，進(jìn)氣口上 設(shè)有與循環(huán)水倉連通的蒸氣壓縮管，該蒸氣壓縮管連接循環(huán)水倉的位置以 及進(jìn)氣口內(nèi)分別設(shè)有壓縮機(jī)。
作為上述方案的進(jìn)一步說明，所述蒸氣回收倉內(nèi)設(shè)有容水腔，該容水 腔的高度方向上從低到高依次設(shè)有分別控制通向循環(huán)水倉的管道出口關(guān) 閉和打開的電極式水位計(jì)。
所述蒸氣回收倉通向循環(huán)水倉的管道出口內(nèi)裝有電磁幵關(guān)，該電磁開 關(guān)與電極式水位計(jì)相接。
所述蒸氣回收倉內(nèi)的容水腔底端設(shè)有循環(huán)水管，該循環(huán)水管外接鍋爐 進(jìn)水口。
所述蒸氣回收倉的上部設(shè)有廢蒸氣進(jìn)倉口，蒸氣回收倉的外圍設(shè)有保溫層。
本發(fā)明采用上述技術(shù)解決方案所能達(dá)到的有益效果是 1、本發(fā)明是一種發(fā)電成本低于火力發(fā)電的大型太陽能發(fā)電廠中的水 汽全循環(huán)熱發(fā)電技術(shù)，結(jié)合火力發(fā)電廠的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的火力發(fā)電水汽全循 環(huán)熱系統(tǒng)中的主要設(shè)備之一，它結(jié)合多功能真空循環(huán)水倉以及低壓倉共同 使用，使汽輪機(jī)作功后產(chǎn)生的低溫低壓水蒸氣，經(jīng)過多功能真空循環(huán)水倉 上部的抽氣器再經(jīng)過壓縮機(jī)進(jìn)一部壓縮后進(jìn)入蒸氣回收倉，其它部位排放 到循環(huán)水倉的蒸氣和循環(huán)水倉內(nèi)部產(chǎn)生的蒸氣都被威力強(qiáng)大的抽氣器送 到蒸氣回收倉，在蒸氣回收倉內(nèi)產(chǎn)生的水，用來加熱經(jīng)過回收倉內(nèi)底層向. 鍋爐輸送的循環(huán)水，這些水與循環(huán)水以逆流的方向回流到多功能真空循環(huán)
水倉，在蒸氣回收倉內(nèi)的蒸氣被壓縮機(jī)送到低壓倉內(nèi)進(jìn)一步壓縮，到達(dá)鍋 爐再熱器再熱后送到汽輪發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，經(jīng)過初步統(tǒng)計(jì)，可以將現(xiàn)有技
術(shù)中600MW火力發(fā)電廠變成1200MW的火力發(fā)電廠，而且耗煤量不變， 不但做到污水對(duì)周圍環(huán)境零排放，而且每度電的發(fā)電成本降低一半以上。
2、 節(jié)約了大量的優(yōu)質(zhì)水。由于在現(xiàn)有技術(shù)中，凝汽器每次冷卻1Kg 的排氣，通常需要50~80Kg的冷卻水。現(xiàn)將凝汽器及其附屬系統(tǒng)廢除， 將原先作功后排放到凝汽器的大量低溫、低壓水蒸氣全部回收；另外，還 將其它部位產(chǎn)生的廢蒸氣、凝結(jié)水等也全部回收用來發(fā)電。
3、 延長(zhǎng)了鍋爐等設(shè)備的使用壽命，有利于安全生產(chǎn)。由于廢除了凝 汽器，因凝汽器而引起的問題和事故就永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)生；由于在鍋爐內(nèi)循環(huán) 運(yùn)行的全部都是高純度的優(yōu)質(zhì)水，這就消除了鍋爐和其它設(shè)備內(nèi)部發(fā)生腐 蝕的條件，延長(zhǎng)鍋爐等設(shè)備的使用壽命的同時(shí)還可以消除由于設(shè)備內(nèi)部發(fā) 生腐蝕而引起的事故。
4、 節(jié)省了大量的化學(xué)藥劑，由于水汽實(shí)行全循環(huán)，水的處理只要進(jìn) 行一次就可以長(zhǎng)期使用，因此，節(jié)約了大量的化學(xué)藥劑。


圖1為已知600MW火電機(jī)組的熱系統(tǒng)示意圖； 圖2為已知CPWR-1000核電機(jī)組熱平衡示意圖； 圖3~圖5分別為本發(fā)明的三視結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記說明1、蒸氣回收倉2、通向循環(huán)水倉的管道出口 3、 低壓輪向蒸氣回收倉的出水管道4、進(jìn)氣口 5、出氣口 6、蒸氣壓縮 管7、容水腔8、 9、電極式水位計(jì)10、循環(huán)水管11、廢蒸氣進(jìn)倉
P ,
具體實(shí)施例方式
如圖3~圖5所示，本發(fā)明一種多功能蒸氣回收倉，它包括分別與鍋 爐、循環(huán)水倉和低壓倉連接的蒸氣回收倉l，是一種發(fā)電成本低于火力發(fā) 電的大型太陽能發(fā)電廠中的水汽全循環(huán)熱發(fā)電技術(shù)，結(jié)合火力發(fā)電廠的特 點(diǎn)而設(shè)計(jì)的火力發(fā)電水汽全循環(huán)熱系統(tǒng)中的主要設(shè)備之一。該系統(tǒng)的發(fā)電 熱效率是當(dāng)今世界最高，主要理論根據(jù)是卡諾定理(所有工作于同溫?zé)嵩?和同溫冷源之間的熱機(jī)，以可逆機(jī)效率最高)，本發(fā)明熱系統(tǒng)將原有發(fā)電 工藝中的主要設(shè)備之一的凝汽器及其附屬系統(tǒng)全部廢棄，將原先排放到凝 汽器的作功后的低溫低壓水蒸氣，通過熱泵設(shè)備全部回收用來發(fā)電，該熱 泵設(shè)備是以消耗一定量的機(jī)械功為代價(jià)，可以把熱能由較低溫度提高到能 夠被利用的較高溫度，熱泵的經(jīng)濟(jì)性一般用供熱系數(shù)e :來衡量，e產(chǎn)Q,/W, 因QfQ。+W。，故e "乂遠(yuǎn)大于一。若e 1=5，表示消耗1J的功，可以獲得5J 的熱量，顯然這比直接燃燒燃料來獲取熱量更為有利。蒸氣回收倉l內(nèi)設(shè) 有通向循環(huán)水倉的管道出口2、低壓輪向蒸氣回收倉的出水管道3以及若 干個(gè)進(jìn)氣口4、出氣口5，本實(shí)施例中，進(jìn)氣口4的數(shù)量為八個(gè)，出氣口 5的數(shù)量為兩個(gè)，出氣口5與低壓倉相通，進(jìn)氣口4上設(shè)有與循環(huán)水倉連 通的蒸氣壓縮管6，該蒸氣壓縮管6的一端連通循環(huán)水倉，裝有抽氣器， 另一端連通蒸氣回收倉l，裝有壓縮機(jī)。蒸氣回收倉l內(nèi)設(shè)有容水腔7， 該容水腔7的高度方向上從低到高依次設(shè)有分別控制通向循環(huán)水倉的管 道出口關(guān)閉和打開的電極式水位計(jì)8、 9，當(dāng)水位低于低水位線時(shí)，電極 式水位計(jì)8就會(huì)發(fā)出指令，關(guān)閉通向循環(huán)水倉出水口開關(guān)；當(dāng)水位高于高 水位線時(shí)，電極式水位計(jì)9就會(huì)發(fā)出指令，打開通向循環(huán)水倉出水口開關(guān)。 蒸氣回收倉1內(nèi)的容水腔7底端設(shè)有循環(huán)水管10,該循環(huán)水管10外接鍋
爐進(jìn)水口，蒸氣回收倉1的上部設(shè)有廢蒸氣進(jìn)倉口 11，蒸氣回收倉1的 外圍設(shè)有保溫層，保溫層的設(shè)計(jì)依據(jù)是切斷熱傳播三個(gè)途徑進(jìn)行設(shè)計(jì)，要 根據(jù)實(shí)際情況而確定。
使用過程中，將蒸氣回收倉分別與循環(huán)水倉和低壓倉連接，汽輪機(jī)作 功后的低溫低壓水蒸氣被抽氣器排放到循環(huán)水倉后，沒有變成水的水蒸 氣，和其它部分送到循環(huán)水倉的蒸氣，加上循環(huán)水倉內(nèi)產(chǎn)生的蒸氣，都被 抽氣能力大于汽輪機(jī)抽氣器五倍的抽氣器強(qiáng)行送到蒸氣回收倉，在蒸氣回 收倉內(nèi)產(chǎn)生的水用來加熱由循環(huán)水倉內(nèi)向鍋爐輸送的循環(huán)水后，逆流流向 循環(huán)水倉；其它部分產(chǎn)生的廢蒸氣壓力低于蒸氣回收倉的則直接排向循環(huán) 水倉，壓力比蒸氣回收倉高一點(diǎn)的才排放到蒸氣回收倉，壓力更高的則向 上一級(jí)排放。
如以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，不能以此來限定i發(fā)明 之權(quán)利范圍，它不但適合火力發(fā)電廠，也適合核能發(fā)電廠，甚至用于普通 使用鍋爐產(chǎn)生水蒸氣作功的設(shè)備，因此，依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所作的等 同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
權(quán)利要求
1、一種多功能蒸氣回收倉，其特征在于，它包括分別與鍋爐、循環(huán)水倉和低壓倉連接的蒸氣回收倉，蒸氣回收倉內(nèi)設(shè)有通向循環(huán)水倉的管道出口、低壓輪向蒸氣回收倉的出水管道以及若干個(gè)進(jìn)氣口、出氣口，出氣口與低壓倉相通，進(jìn)氣口上設(shè)有與循環(huán)水倉連通的蒸氣壓縮管，該蒸氣壓縮管連接循環(huán)水倉的位置以及進(jìn)氣口內(nèi)分別設(shè)有壓縮機(jī)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能蒸氣回收倉，其特征在于，所述蒸 氣回收倉內(nèi)設(shè)有容水腔，該容水腔的高度方向上從低到高依次設(shè)有分別控 制通向循環(huán)水倉的管道出口關(guān)閉和打開的電極式水位計(jì)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多功能蒸氣回收倉，其特征在于，所 述蒸氣回收倉通向循環(huán)水倉的管道出口內(nèi)裝有電磁開關(guān)，該電磁開關(guān)與電 極式水位計(jì)相接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能蒸氣回收倉，其特征在于，所述蒸 氣回收倉內(nèi)的容水腔底端設(shè)有循環(huán)水管，該循環(huán)水管外接鍋爐進(jìn)水口。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能蒸氣回收倉，其特征在于，所述蒸 氣回收倉的上部設(shè)有廢蒸氣進(jìn)倉口，蒸氣回收倉的外圍設(shè)有保溫層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多功能蒸氣回收倉，其特征在于，它包括分別與鍋爐、循環(huán)水倉和低壓倉連接的蒸氣回收倉，蒸氣回收倉內(nèi)設(shè)有通向循環(huán)水倉的管道出口、低壓輪向蒸氣回收倉的出水管道以及若干個(gè)進(jìn)氣口、出氣口，出氣口與低壓倉相通，進(jìn)氣口上設(shè)有與循環(huán)水倉連通的蒸氣壓縮管，該蒸氣壓縮管連接循環(huán)水倉的位置以及進(jìn)氣口內(nèi)分別設(shè)有壓縮機(jī)。本發(fā)明將傳統(tǒng)發(fā)電工藝中的主要設(shè)備之一的凝汽器及其附屬系統(tǒng)廢除不用，將原先排放到凝汽器的大量低溫、低壓水蒸氣全部回收，將其它部分產(chǎn)生的廢蒸氣、凝結(jié)水等也全部回收用來發(fā)電，適合發(fā)電廠或普通使用鍋爐產(chǎn)生水蒸氣作功的熱力設(shè)備，使用范圍廣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全、環(huán)保節(jié)能，具有良好的推廣價(jià)值。
文檔編號(hào)F22D7/00GK101173762SQ20071003143
公開日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2007年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月16日
發(fā)明者冼泰來 申請(qǐng)人:冼泰來