專利名稱：布列頓-蒸汽朗肯-氨蒸汽朗肯聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種布列頓-蒸汽朗肯-氨蒸汽朗肯聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，具體屬火力發(fā)電廠動力裝置技術領域。
背景技術：
燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)因其熱效率高、啟動速度快、環(huán)保條件好、安裝周期短、投資費用低等一系列優(yōu)點，加上近年來燃氣輪機技術的飛速發(fā)展，燃氣輪機單機功率也不斷加大，聯(lián)合循環(huán)研究已經(jīng)弓丨起世界各國的重視和實施。國外聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術的研究始于上個世紀60年代末，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前，美國、英國、日本等許多發(fā)達國家的燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術已比較成熟，其供電效率已達到50%以上。如美國CE公司為53%左右；ABB公司為48% 5L 9% ;三菱重工為51% 52%。許多公司(如美國Texco公司、比利時CMI公司等)都具有比較成熟的聯(lián)合循環(huán)余熱鍋爐性能設計、系統(tǒng)優(yōu)化、結構優(yōu)化、生產(chǎn)制造技術，而且已經(jīng)完全掌握了聯(lián)合循環(huán)余熱鍋爐的熱力特性和運行特性。燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)以及目前正在開發(fā)中的雙流體循環(huán)-燃氣輪機回注蒸汽的程氏循環(huán)和在燃氣輪機的壓氣機出口噴水蒸發(fā)的回熱循環(huán)，正是這種技術發(fā)展的代表，前者已經(jīng)發(fā)展成熟，取得了巨大的經(jīng)濟效益，后兩者正在加緊研究之中，而程氏循環(huán)已有應用實例和正式產(chǎn)品。以水蒸汽為工質(zhì)的火力發(fā)電廠，是大規(guī)模地進行著把熱能轉變成機械能，并又把機械能轉變?yōu)殡娔艿墓S。發(fā)電廠應用的循環(huán)很復雜，然而究其實質(zhì)，主要是由鍋爐、汽輪機、凝汽器、水泵等設備所組成的朗肯循環(huán)來完成，其工作原理是:給水先經(jīng)給水泵加壓后送入鍋爐，在鍋爐中水被加熱汽化、形成高溫高壓的過熱蒸汽，過熱蒸汽在汽輪機中膨脹做功，變?yōu)榈蜏氐蛪旱姆ζ?，最后排入凝汽器凝結為冷凝水，重新經(jīng)水泵將冷凝水送入鍋爐進行新的循環(huán)。至于火力發(fā)電廠使用的復雜循環(huán)，只不過是在朗肯循環(huán)基礎上，為了提高熱效率，加以改進而形成的新的循環(huán)即回熱循環(huán)，回熱的介質(zhì)為水。朗肯循環(huán)已成為現(xiàn)代蒸汽動力裝置的基本循環(huán)?，F(xiàn)代大中型蒸汽動力裝置毫無例外地全都采用抽汽加熱給水回熱循環(huán)，采用抽汽回熱加熱給水后，使給水溫度提高，從而提高了加熱平均溫度，除了顯著地提高了循環(huán)熱效率以外，汽耗率雖有所增加，但由于逐級抽汽使排汽率減少，這有利于實際做功量和理論做功量之比即該循環(huán)的相對內(nèi)效率Htji的提高，同時解決了大功率汽輪機末級葉片流通能力限制的困難，凝汽器體積也可相應減少。但蒸汽在凝汽器中凝結時仍釋放出大量的汽化潛熱，需要大量的水或空氣進行冷卻，即浪費了熱量、造成熱污染，又浪費了電能、水資源。因此如何有效利用凝汽器中蒸汽凝結時釋放的大量的汽化潛熱，值得深入研究。電站鍋爐生產(chǎn)過程中排放出大量的煙氣，其中可回收利用的熱量很多。雖然這部分余熱資源浪費巨大，但回收利用有較大的難度，其主要原因是:(1)余熱的品質(zhì)較低，未找到有效的利用方法；(2)回收這部分煙氣的余熱，往往對鍋爐原有熱力系統(tǒng)做出改動，具有一定的風險性；(3)熱平衡問題難以組織，難以在工廠內(nèi)部全部直接利用，往往需要向外尋找合適的熱用戶，而熱用戶的用熱負荷往往會有波動，從而限制了回收方法的通用性。顧偉等(低溫熱能發(fā)電的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].熱能動力工程.2007.03.Vol.22,N0.2.)介紹了國內(nèi)外低溫熱能發(fā)電技術的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。從近幾年低溫熱能發(fā)電技術研究的發(fā)展情況來看，研究工作主要集中在對動力循環(huán)工質(zhì)的研究和循環(huán)過程的改進和最優(yōu)控制等方面。Kalina循環(huán)、氨吸收式動力制冷復合循環(huán)等在理論上可以達到比簡單循環(huán)更高的能量利用率?；谟邢迺r間熱力學的低溫熱能發(fā)電在考慮時變因素對系統(tǒng)的影響時具有重要意義，可能實現(xiàn)系統(tǒng)的能量利用的最大化。提高發(fā)電效率和環(huán)保是低溫熱電技術的核心內(nèi)容。文中提及的Kalina循環(huán)、氨吸收式動力制冷復合循環(huán)等理論值得關注。上述提及卡琳娜循環(huán)發(fā)電技術還有其固有的缺點:如氨具有易燃、易爆有毒等特點，在鍋爐或工業(yè)爐窯尾部煙道利用煙氣余熱組織卡琳娜循環(huán)發(fā)電時，必須要考慮煙氣中粉塵等對布置于煙道中的換熱器的磨損、腐蝕等引起的泄漏，必須要考慮由此引出的爆炸防護以及環(huán)境與工作地點的防護等；以氨水混合物為工作介質(zhì)的卡琳娜循環(huán)，氨水中的氨是易燃、易爆、有毒的介質(zhì)。這是卡琳娜循環(huán)發(fā)電技術在電站系統(tǒng)中回收含塵、有腐蝕物質(zhì)的煙氣余熱時必須要解決的難題。因此如何利用蒸汽朗肯循環(huán)火力發(fā)電廠的熱力學基本規(guī)律，借鑒復式朗肯循環(huán)組織思路及朗肯-Kalina等復合循環(huán)等理論的創(chuàng)新方法，保留基于朗肯循環(huán)原理的動力裝置技術的優(yōu)點，探討新的復合循環(huán)理論，真正找到大幅度提高熱力循環(huán)動力裝置熱效率的新途徑，成為該領域研究的難點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為解決上述蒸汽朗肯循環(huán)以及卡琳娜循環(huán)等技術存在的缺點，提出一種新的布列頓-蒸汽朗肯-氨蒸汽朗肯聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，能夠替代傳統(tǒng)的蒸汽朗肯循環(huán)、燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)及程氏循環(huán)機組，同時解決了卡琳娜循環(huán)機組安全運行的關鍵問題及凝汽器中蒸汽凝結時釋放的大量的汽化潛熱回收的難題，回收蒸汽朗肯循環(huán)中蒸汽凝結時的汽化潛熱用于低溫端氨蒸汽朗肯循環(huán)發(fā)電，從而實現(xiàn)有效提高整個聯(lián)合循環(huán)機組的熱效率，最終達到節(jié)能降耗、提高系統(tǒng)熱效率的目的。本發(fā)明的目的是通過以下措施實現(xiàn)的:
一種布列頓-蒸汽朗肯-氨蒸汽朗肯聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，該裝置包括布列頓循環(huán)、蒸汽朗肯循環(huán)、氨蒸汽朗肯循環(huán)，其特征在于:
空氣35經(jīng)壓氣機36送入燃燒設備37，與進入的燃料38充分燃燒，生成的高溫煙氣進入燃氣輪機39,拖動燃氣輪機發(fā)電機41發(fā)電,完成燃氣輪機機組布列頓循環(huán)。所述的燃氣輪機39排出的高溫煙氣40作為蒸汽朗肯循環(huán)系統(tǒng)的熱源，高溫煙氣40經(jīng)余熱鍋爐本體1、過熱器2、給水加熱器8、熱交換器13降低溫度后排出。所述的蒸汽朗肯循環(huán)，是指由余熱鍋爐本體I出來的飽和蒸汽2，經(jīng)過熱器3形成過熱蒸汽3-1，送入汽輪機4帶動蒸汽發(fā)電機21發(fā)電；汽輪機4出來的乏汽5進入冷凝蒸發(fā)器10形成凝結水6，凝結水6經(jīng)凝結水泵6-1、除氧器7-1、給水泵7、給水加熱器8送入余熱鍋爐本體1，再產(chǎn)生飽和蒸汽，從而形成蒸汽朗肯循環(huán)回路。所述的氨蒸汽朗肯循環(huán)，是指氨液11經(jīng)循環(huán)泵12、冷凝蒸發(fā)器10，產(chǎn)生的氨蒸汽經(jīng)乏汽回熱器22、氨蒸汽管線24、過熱器9，形成氨過熱蒸汽16，進入氨汽輪機17拖動氨發(fā)電機20發(fā)電，從氨汽輪機17排出的乏汽經(jīng)乏汽回熱器22、氨冷凝器18冷卻形成氨液11，再進入循環(huán)泵12，從而形成氨蒸汽朗肯循環(huán)回路。所述的蒸汽朗肯循環(huán)和氨蒸汽朗肯循環(huán)回路通過冷凝蒸發(fā)器10復合起來，高效回收蒸汽朗肯循環(huán)中蒸汽凝結釋放的汽化潛熱用于低溫端氨蒸汽朗肯循環(huán)發(fā)電，所述的蒸汽朗肯循環(huán)的蒸汽凝結側為負壓。所述的過熱器9采用蒸汽朗肯循環(huán)中汽輪機4的抽汽4-1作為熱源，抽汽4-1經(jīng)過熱器9冷卻形成冷凝水26返回蒸汽朗肯循環(huán)系統(tǒng)。所述的氨液11為單一組分的氨，或以氨為低沸點組分、高沸點組分為吸收劑的混合溶液如氨-水溶液、氨-硫氰酸鈉溶液或氨-氯化鈣溶液等。所述的氨液為多組分溶液時，設有回熱器15:氨液11經(jīng)循環(huán)泵12、回熱器15、冷凝蒸發(fā)器10，形成的貧液經(jīng)回熱器15、返流管線19返回氨冷凝器18，產(chǎn)生的氨蒸汽經(jīng)乏汽回熱器22、過熱器9、氨汽輪機17、氨冷凝器18形成氨液11，再回到循環(huán)泵12，從而形成氨蒸汽朗肯循環(huán)回路。設有熱交換器13:熱交換器13為相變換熱器時，包括蒸發(fā)器13-1、冷凝器13_2，其中蒸發(fā)器13-1布置于煙道23中，冷凝器13-2布置于煙道23外，相變工質(zhì)采用水或其他適宜的物質(zhì)；煙氣通過相變換熱器的相變工質(zhì)與冷凝蒸發(fā)器10出來的氨蒸汽采用分離式換熱方式:相變工質(zhì)在蒸發(fā)器13-1中吸收煙氣的熱量產(chǎn)生飽和蒸汽，飽和蒸汽作為氨蒸汽的熱源，通過冷凝器13-2與氨蒸汽間壁式換熱，冷卻后形成凝結液再由蒸發(fā)器13-1吸收煙氣的熱量再產(chǎn)生蒸汽，從而形成相變工質(zhì)的內(nèi)循環(huán)回路；相變工質(zhì)采用自然循環(huán)或強制循環(huán)方式；冷凝蒸發(fā)器10出口的氨蒸汽經(jīng)氨蒸汽管線25、熱交換器13之冷凝器13-2，形成的氨過熱蒸汽16進入氨汽輪機17，再經(jīng)乏汽回熱器22、氨冷凝器18、循環(huán)泵12回到冷凝蒸發(fā)器10，從而氨蒸汽朗肯循環(huán)回路。設有氨液蒸發(fā)器14:氨液蒸發(fā)器14采用氨汽輪機17出口的乏汽作為熱源，產(chǎn)生的氨蒸汽經(jīng)乏汽回熱器22、過熱器9、氨汽輪機17，拖動氨發(fā)電機20發(fā)電，氨汽輪機17排出的乏汽經(jīng)乏汽回熱器22、氨液蒸發(fā)器14、氨冷凝器18冷卻形成氨液11，再進入循環(huán)泵12、氨液蒸發(fā)器14，從而形成氨蒸汽朗肯循環(huán)回路；如為多組分氨液時，氨液蒸發(fā)器14產(chǎn)生的貧液經(jīng)返流管線27、冷凝蒸發(fā)器10、回熱器15、返流管線19回到氨冷凝器18。所述的給水加熱器8、過熱器9、冷凝蒸發(fā)器10、回熱器15、熱交換器13、氨液蒸發(fā)器14、乏汽回熱器22可分別設置一個或多個，采用串聯(lián)、并聯(lián)或混聯(lián)方式連接。所述的氨冷凝器18按照常規(guī)技術進行設置，采用水或空氣等作為冷卻介質(zhì)。本發(fā)明中所提及的前述設備的換熱元件可采用列管、翅片管、蛇形管或螺旋槽管，或采用其他強化傳熱措施的管子或其他型式的中空腔體換熱元件。控制蒸發(fā)器13-1換熱面的壁面溫度稍高于煙氣酸露點溫度，或采用耐腐蝕的材料有效減輕煙氣的低溫腐蝕，能夠有效降低排煙溫度、避免煙氣低溫腐蝕的同時，高效回收煙氣余熱。本發(fā)明中未說明的設備及其備用系統(tǒng)、管道、儀表、閥門、保溫、具有調(diào)節(jié)功能旁路設施等采用公知的成熟技術進行配套。本發(fā)明中的燃氣輪機變?yōu)閮?nèi)燃機、斯特林機等其他氣動機時，同樣能形成奧圖循環(huán)-蒸汽朗肯-氨蒸汽朗肯聯(lián)合循環(huán)、斯特林循環(huán)-蒸汽朗肯-氨蒸汽朗肯聯(lián)合循環(huán)等發(fā)電裝置。設有與本發(fā)明系統(tǒng)配套的調(diào)控裝置，采用現(xiàn)有蒸汽朗肯循環(huán)發(fā)電廠、程氏循環(huán)發(fā)電廠或燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠的公知的成熟調(diào)控技術進行配套，使蒸汽朗肯-卡琳娜聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置能經(jīng)濟、安全、高熱效率運行，達到節(jié)能降耗的目的。本發(fā)明相比現(xiàn)有技術具有如下優(yōu)點:
1、節(jié)能效果顯著:本發(fā)明設計的布列頓-蒸汽朗肯-氨蒸汽朗肯聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，將蒸汽朗肯循環(huán)的凝汽器作為氨蒸汽朗肯循環(huán)的蒸發(fā)器，利用氨蒸汽朗肯循環(huán)系統(tǒng)對中低溫熱源的利用有更高效率的特點，將蒸汽朗肯循環(huán)蒸汽凝結釋放的大量汽化潛熱用于氨蒸汽朗肯循環(huán)高效發(fā)電，僅利用蒸汽的汽化潛熱發(fā)電這塊就多達50度/噸蒸汽以上；氨蒸汽朗肯循環(huán)中氨冷凝器負荷較傳統(tǒng)蒸汽朗肯循環(huán)中的凝汽器減輕的絕對值幅度達15%以上，冷卻循環(huán)水的電耗顯著降低。2、電廠的三廢實現(xiàn)集成利用:尾部煙道設置的熱交換器采用相變換熱器時，可以高效回收煙氣的余熱，排煙溫度可降低至120°C左右，相變換熱器蒸發(fā)器采用耐腐蝕材料時，排煙溫度能降低更多，達到85°C左右，對脫硫脫硝系統(tǒng)的運行極為有利，有效避免煙氣低溫腐蝕的同時，回收的熱量用于氨蒸汽朗肯循環(huán)系統(tǒng)高效發(fā)電，更符合能量梯級利用原理。蒸汽朗肯循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水、廢汽等余熱均可納入氨蒸汽朗肯循環(huán)系統(tǒng)回收利用。從根本上消除了其他廢氣、廢水、廢汽余熱回收裝置對整個機組熱力循環(huán)系統(tǒng)的影響，實現(xiàn)整個電廠系統(tǒng)余熱的真正意義的集成利用，節(jié)水、節(jié)汽、節(jié)電等效果明顯。3、采用汽輪機的抽汽作為氨蒸汽朗肯循環(huán)中蒸汽的熱源，進一步回收抽汽的顯熱、汽化潛熱用于氨蒸汽朗肯循環(huán)發(fā)電，使整個聯(lián)合循環(huán)機組的效益進一步提高。4、本發(fā)明的方案既可用于新建聯(lián)合動力裝置系統(tǒng)的設計、建造，也可用于對現(xiàn)有的純凝式、抽凝式機組進行節(jié)能改造，對現(xiàn)有機組的熱力循環(huán)不產(chǎn)生負面影響，能充分挖掘設備的節(jié)能潛力，同時符合國家的產(chǎn)業(yè)政策，經(jīng)濟及環(huán)保效益顯著。


圖1是本發(fā)明的一種布列頓-蒸汽朗肯-氨蒸汽朗肯聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置流程示意圖。圖1中:1-余熱鍋爐本體，2-飽和蒸汽，3-過熱器，3-1-過熱蒸汽，4-汽輪機，
4-1-抽汽，5-乏汽，6-凝結水，6-1-凝結水泵，7-給水泵，7-1-除氧器，8-給水加熱器，9-過熱器，10-冷凝蒸發(fā)器，11-氨液，12-循環(huán)泵，13-熱交換器，13-1-蒸發(fā)器，13-2-冷凝器，
14-氨液蒸發(fā)器，15-回熱器，16-氨過熱蒸汽，17-氨汽輪機，18-氨冷凝器，19-返流液體，20-氨發(fā)電機，21-蒸汽發(fā)電機，22-乏汽回熱器，23-煙道，24-氨蒸汽管線，25-氨蒸汽管線，26-凝結水，27-返流管線，35-空氣，36-壓氣機，37-燃燒設備，38-燃料，39-燃氣輪機，40-高溫煙氣，41-發(fā)電機。
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。實施例1: 如圖1所示，一種布列頓-蒸汽朗肯-氨蒸汽朗肯朗肯聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，該裝置包括布列頓循環(huán)、蒸汽朗肯循環(huán)、氨蒸汽朗肯循環(huán)系統(tǒng)，具體實施例如下:
空氣35經(jīng)壓氣機36送入燃燒設備37，與進入的燃料38充分燃燒，生成的高溫煙氣進入燃氣輪機39,拖動燃氣輪機發(fā)電機41發(fā)電,完成燃氣輪機機組布列頓循環(huán)。所述的燃氣輪機39排出的高溫煙氣40作為蒸汽朗肯循環(huán)系統(tǒng)的熱源，高溫煙氣40經(jīng)余熱鍋爐本體1、過熱器2、給水加熱器8、蒸發(fā)器13-1降低溫度后排出。所述的蒸汽朗肯循環(huán)，是指由余熱鍋爐本體I出來的飽和蒸汽2，經(jīng)過熱器3形成過熱蒸汽3-1，送入汽輪機4帶動蒸汽發(fā)電機21發(fā)電；汽輪機4出來的乏汽5進入冷凝蒸發(fā)器10形成凝結水6，凝結水6經(jīng)凝結水泵6-1、除氧器7-1、給水泵7、給水加熱器8送入余熱鍋爐本體1，再產(chǎn)生飽和蒸汽，從而形成蒸汽朗肯循環(huán)回路。所述的氨蒸汽朗肯循環(huán)，是指氨液11經(jīng)循環(huán)泵12、回熱器15、冷凝蒸發(fā)器10，形成的貧液經(jīng)回熱器15、返流管線19返回氨冷凝器18，產(chǎn)生的氨蒸汽經(jīng)乏汽回熱器22、過熱器9、氨汽輪機17，從氨汽輪機17排出的乏汽經(jīng)乏汽回熱器22、氨冷凝器18形成氨液11，再回到循環(huán)泵12，從而形成氨蒸汽朗肯循環(huán)回路；
或氨液11經(jīng)循環(huán)泵12、冷凝蒸發(fā)器10，產(chǎn)生的氨蒸汽經(jīng)氨蒸汽管線25進入熱交換器13，形成氨過熱蒸汽16，進入氨汽輪機17拖動氨發(fā)電機20發(fā)電，從氨汽輪機17排出的乏汽經(jīng)氨冷凝器18冷卻形成氨液11，再進入循環(huán)泵12，從而形成氨蒸汽朗肯循環(huán)回路；
所述的蒸汽朗肯循環(huán)和氨蒸汽朗肯循環(huán)回路通過冷凝蒸發(fā)器10復合起來，高效回收蒸汽朗肯循環(huán)中蒸汽凝結釋放的汽化潛熱用于低溫端氨蒸汽朗肯循環(huán)發(fā)電，所述的蒸汽朗肯循環(huán)的蒸汽凝結側為負壓。所述的過熱器9采用蒸汽朗肯循環(huán)中汽輪機4的抽汽4-1作為熱源，抽汽4-1經(jīng)過熱器9冷卻形成冷凝水26返回蒸汽朗肯循環(huán)系統(tǒng)。所述的熱交換器13為相變換熱器時，包括蒸發(fā)器13-1、冷凝器13-2，其中蒸發(fā)器13-1布置于煙道23中，冷凝器13-2布置于煙道23外，相變工質(zhì)采用水；煙氣通過相變換熱器13的相變工質(zhì)與冷凝蒸發(fā)器10出來的氨蒸汽采用分離式換熱方式:相變工質(zhì)在蒸發(fā)器13-1中吸收煙氣的熱量產(chǎn)生飽和蒸汽，飽和蒸汽作為氨蒸汽的熱源，通過冷凝器13-2與氨蒸汽間壁式換熱，冷卻后形成凝結液再由蒸發(fā)器13-1吸收煙氣的熱量再產(chǎn)生蒸汽，從而形成相變工質(zhì)的內(nèi)循環(huán)回路；相變工質(zhì)采用自然循環(huán)方式；冷凝蒸發(fā)器10出口分流處的氨蒸汽經(jīng)氨蒸汽管線25、熱交換器13之冷凝器13-2，形成的氨蒸汽經(jīng)過熱器9進入氨汽輪機17，再經(jīng)乏汽回熱器22、氨冷凝器18、循環(huán)泵12回到冷凝蒸發(fā)器10，從而形成氨蒸汽朗肯循環(huán)回路。設有氨液蒸發(fā)器14:氨液蒸發(fā)器14采用氨汽輪機17出口的乏汽作為熱源，產(chǎn)生的氨蒸汽經(jīng)乏汽回熱器22、過熱器9、氨汽輪機17，拖動氨發(fā)電機20發(fā)電，氨汽輪機17排出的乏汽經(jīng)乏汽回熱器22、氨液蒸發(fā)器14、氨冷凝器18冷卻形成氨液11，再進入循環(huán)泵12、氨液蒸發(fā)器14，從而形成氨蒸汽朗肯循環(huán)回路；氨液蒸發(fā)器14產(chǎn)生的貧液經(jīng)返流管線27、冷凝蒸發(fā)器10、回熱器15、返流管線19回到氨冷凝器18。所述的給水加熱器8、過熱器9、冷凝蒸發(fā)器10、回熱器15、熱交換器13、氨液蒸發(fā)器14、乏汽回熱器22可分別設置一個或多個，采用串聯(lián)、并聯(lián)或混聯(lián)方式連接。所述的氨冷凝器18按照常規(guī)技術進行設置，采用水或空氣等作為冷卻介質(zhì)。
本發(fā)明中所提及的前述設備的換熱元件可采用列管、翅片管、蛇形管或螺旋槽管，或采用其他強化傳熱措施的管子或其他型式的中空腔體換熱元件?？刂普舭l(fā)器13-1換熱面的壁面溫度稍高于煙氣酸露點溫度，或采用耐腐蝕的材料有效減輕煙氣的低溫腐蝕，能夠有效降低排煙溫度、避免煙氣低溫腐蝕的同時，高效回收煙氣余熱。本發(fā)明中未說明的設備及其備用系統(tǒng)、管道、儀表、閥門、保溫、具有調(diào)節(jié)功能旁路設施等采用公知的成熟技術進行配套。設有與本發(fā)明系統(tǒng)配套的調(diào)控裝置，采用現(xiàn)有蒸汽朗肯循環(huán)發(fā)電廠、程氏循環(huán)發(fā)電廠或燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠的公知的成熟調(diào)控技術進行配套，使蒸汽朗肯-有機朗肯聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置能經(jīng)濟、安全、高熱效率運行，達到節(jié)能降耗的目的。雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，但它們并不是用來限定本發(fā)明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，自當可作各種變化或潤飾，同樣屬于本發(fā)明之保護范圍。因此本發(fā)明的保護范圍應當以本申請的權利要求所界定的為準。
權利要求
1.一種布列頓-蒸汽朗肯-氨蒸汽朗肯聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，該裝置包括布列頓循環(huán)、蒸汽朗肯循環(huán)和氨蒸汽朗肯循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于: 空氣(35)經(jīng)壓氣機(36)送入燃燒設備(37)，與進入的燃料(38)充分燃燒，生成的高溫煙氣進入燃氣輪機(39),拖動燃氣輪機發(fā)電機(41)發(fā)電,完成燃氣輪機機組布列頓循環(huán)；燃氣輪機(39)排出的高溫煙氣(40)作為蒸汽朗肯循環(huán)系統(tǒng)的熱源，高溫煙氣(40)經(jīng)降溫后排出； 所述的蒸汽朗肯循環(huán)，是指由余熱鍋爐本體(I)出來的飽和蒸汽(2)，經(jīng)過熱器(3)形成過熱蒸汽(3-1)，送入汽輪機(4)帶動蒸汽發(fā)電機(21)發(fā)電；汽輪機(4)出來的乏汽(5)經(jīng)冷凝蒸發(fā)器(10)形成凝結水￠)，凝結水(6)經(jīng)給水泵(7)、余熱鍋爐本體(I)，再產(chǎn)生飽和蒸汽，從而形成蒸汽朗肯循環(huán)回路； 所述的氨蒸汽朗肯循環(huán)，是指氨液(11)經(jīng)循環(huán)泵(12)、冷凝蒸發(fā)器(10)，產(chǎn)生的氨蒸汽經(jīng)氨蒸汽管線(24)進入過熱器(9)，形成氨過熱蒸汽(16)，進入氨汽輪機(17)拖動氨發(fā)電機(20)發(fā)電，從氨汽輪機(17)排出的乏汽經(jīng)氨冷凝器(18)冷卻形成氨液(11)，再進入循環(huán)泵(12)，從而形成氨蒸汽朗肯循環(huán)回路；或氨液(11)經(jīng)循環(huán)泵(12)、冷凝蒸發(fā)器(10)，產(chǎn)生的氨蒸汽經(jīng)氨蒸汽管線(25)進入熱交換器(13)，形成氨過熱蒸汽(16)，進入氨汽輪機(17)拖動氨發(fā)電機(20)發(fā)電，從氨汽輪機(17)排出的乏汽經(jīng)氨冷凝器(18)冷卻形成氨液(11)，再進入循環(huán)泵(12)，從而形成氨蒸汽朗肯循環(huán)回路； 所述的汽輪機(4)之抽汽(4-1)經(jīng)過熱器(9)形成冷凝水(26)，返回蒸汽朗肯循環(huán)系統(tǒng)； 所述的蒸汽朗肯循環(huán)和氨蒸汽朗肯循環(huán)回路通過冷凝蒸發(fā)器(10)復合起來，高效回收蒸汽朗肯循環(huán)中蒸汽凝結釋放的汽化潛熱用于低溫端氨蒸汽朗肯循環(huán)發(fā)電。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于: 設有給水加熱器(8): 由余熱鍋爐本體(I)出來的飽和蒸汽(2)，經(jīng)過熱器(3)形成過熱蒸汽(3-1)，送入汽輪機(4)帶動蒸汽發(fā)電機(21)發(fā)電；汽輪機(4)出來的乏汽(5)經(jīng)冷凝蒸發(fā)器(10)形成凝結水￠)，凝結水(6)經(jīng)給水泵(7)、給水加熱器(8)、余熱鍋爐本體(I)，再產(chǎn)生飽和蒸汽，從而形成蒸汽朗肯循環(huán)回路。
3.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于: 設有除氧器(7-1): 由余熱鍋爐本體(I)出來的飽和蒸汽(2)，經(jīng)過熱器(3)形成過熱蒸汽(3-1)，送入汽輪機(4)帶動蒸汽發(fā)電機(21)發(fā)電；汽輪機(4)出來的乏汽(5)經(jīng)冷凝蒸發(fā)器(10)形成凝結水(6)，凝結水(6)經(jīng)凝結水泵(6-1)、除氧器(7-1)、給水泵(7)、余熱鍋爐本體(I)，再產(chǎn)生飽和蒸汽，從而形成蒸汽朗肯循環(huán)回路。
4.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于: 設有乏汽回熱器(22): 氨液(11)經(jīng)循環(huán)泵(12)、冷凝蒸發(fā)器(10)，產(chǎn)生的氨蒸汽經(jīng)乏汽回熱器(22)、氨蒸汽管線(24)進入過熱器(9)，形成氨過熱蒸汽(16)，進入氨汽輪機(17)拖動氨發(fā)電機(20)發(fā)電，從氨汽輪機(17)排出的乏汽經(jīng)氨冷凝器(18)冷卻形成氨液(11)，再進入循環(huán)泵(12)，從而形成氨蒸汽朗肯循環(huán)回路。
5.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于: 設有氨液蒸發(fā)器(14): 氨液(11)經(jīng)循環(huán)泵(12)、氨液蒸發(fā)器(14)、或和乏汽回熱器(22)、氨蒸汽管線(24)、過熱器(9)，進入氨汽輪機(17)拖動氨發(fā)電機(20)發(fā)電，氨汽輪機(17)排出的乏汽經(jīng)乏汽回熱器(22)、氨液蒸發(fā)器(14)、氨冷凝器(18)冷卻形成氨液(11)，再進入循環(huán)泵(12)、氨液蒸發(fā)器(14)，從而形成氨蒸汽朗肯循環(huán)回路。
6.根據(jù)權利要求1至5之一所述的裝置，其特征在于: 所述的熱交換器(13)為相變換熱器，包括蒸發(fā)器(13-1)、冷凝器(13-2)，其中蒸發(fā)器(13-1)布置于煙道(23)中，冷凝器(13-2)布置于煙道(23)外；煙氣通過相變工質(zhì)與冷凝蒸發(fā)器(10)出來的氨蒸汽采用分離式換熱方式:相變工質(zhì)在蒸發(fā)器(13-1)中吸收煙氣的熱量產(chǎn)生飽和蒸汽，飽和蒸汽作為氨蒸汽的熱源，通過冷凝器(13-2)與氨蒸汽間壁式換熱，冷卻后形成凝結液再由蒸發(fā)器(13-1)吸收煙氣的熱量產(chǎn)生蒸汽，從而形成相變工質(zhì)的內(nèi)循環(huán)回路；冷凝蒸發(fā)器(10)出口分流出的氨蒸汽經(jīng)氨蒸汽管線(25)、冷凝器(13-2)，形成的氨過熱蒸汽(16)進入氨汽輪機(17)，再經(jīng)氨冷凝器(18)、循環(huán)泵(12)回到冷凝蒸發(fā)器(10)，從而形成氨蒸汽朗肯循環(huán)回路。
7.根據(jù)權利要求1至5之一所述的裝置，其特征在于: 設有回熱器(15): 氨液(11)經(jīng)循環(huán)泵(12)、回熱器(15)、冷凝蒸發(fā)器(10)，形成的貧液經(jīng)回熱器(15)、返流管線(19)返回氨冷凝器(18)，或氨液蒸發(fā)器(14)產(chǎn)生的貧液經(jīng)返流管線(27)、冷凝蒸發(fā)器(10)、回熱器(15)、返流管線(19)回到氨冷凝器(18)，冷凝蒸發(fā)器(10)、氨液蒸發(fā)器(14)產(chǎn)生的氨蒸汽經(jīng)過熱器(9)或熱交換器(13)，形成的氨過熱蒸汽(16)經(jīng)氨汽輪機(17)、氨冷凝器(18)形成 氨液(11)，再回到循環(huán)泵(12)，從而形成氨蒸汽朗肯循環(huán)回路。
8.根據(jù)權利要求7所述的裝置，其特征在于: 所述的過熱器(3)、給水加熱器(8)、過熱器(9)、冷凝蒸發(fā)器(10)、熱交換器(13)、氨液蒸發(fā)器(14)、回熱器(15)、乏汽回熱器(22)可分別設置一個或多個，采用串聯(lián)、并聯(lián)或混聯(lián)方式連接。
9.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于: 本發(fā)明同樣適用于奧圖循環(huán)-蒸汽朗肯-氨蒸汽朗肯聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置、斯特林循環(huán)-蒸汽朗肯-氨蒸汽朗肯聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種布列頓-蒸汽朗肯-氨蒸汽朗肯聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，將布列頓燃氣輪機的排氣作為蒸汽朗肯-氨蒸汽朗肯聯(lián)合循環(huán)的熱源，將蒸汽朗肯循環(huán)的凝汽器作為氨蒸汽朗肯循環(huán)的蒸發(fā)器，利用氨蒸汽朗肯循環(huán)系統(tǒng)對中低溫熱源的利用有更高效率的特點，將蒸汽凝結釋放的大量汽化潛熱用于氨蒸汽朗肯循環(huán)高效發(fā)電，僅利用蒸汽朗肯循環(huán)蒸汽的汽化潛熱用于發(fā)電這塊就多回收50度/噸蒸汽以上，同時解決了氨蒸汽朗肯循環(huán)回收煙氣余熱的安全難題，有效降低排煙溫度并避免煙氣的低溫腐蝕。本發(fā)明既可用于現(xiàn)有機組的節(jié)能改造，也可用于新建機組的設計、建造，經(jīng)濟、社會、環(huán)保效益顯著。
文檔編號F28D15/02GK103147809SQ20131002937
公開日2013年6月12日 申請日期2013年1月27日 優(yōu)先權日2013年1月27日
發(fā)明者王海波 申請人:南京瑞柯徠姆環(huán)?？萍加邢薰?br>