[发明专利]蒸汽冷凝热回收利用方法和装置

说明书

本发明涉及一种以变声速增压技术，回收低压蒸汽冷凝热，并使之用于制冷、发电、供热的方法与装置。

以蒸汽为动力的装置，由于排汽压力过低，其蒸汽所含潜热难以回收利用。目前，应用最广泛的蒸汽动力装置是热力发电厂中的汽轮机。其原则性系统如图1。

在图1所示系统中，锅炉1所产生的蒸汽导入汽轮机2，绝热彭胀作功，带动发电机3发电，对外输出电能。汽轮机2排出的低压蒸汽进入凝汽器4，与冷却水进行热交换，放出热量，被冷凝成凝结水。经凝结水泵5送入除氧器6除氧，除氧后再经锅炉给水泵7送入锅炉1循环使用。这一循环过程，冷却水带走了汽轮机2排出的低压蒸汽冷凝热，使发电厂整体热能利用率降低了50～60％，造成一次能源的极大浪费。这种传统的热力发电方式，使发电厂整体热能利用率只有35～40％。

本发明的目的在于，对传统的热力发电厂汽轮机排汽冷凝方式进行变改。创建一种发电厂汽轮机排汽冷凝热回收方法与相应的利用装置，以提高发电厂的整体热能利用率。

本发明的目的是通过以下方法来实现的：

利用泵增压技术，对液态工质进行增压处理，使液态工质具备一定压力，凭其该压力让其在蒸汽冷凝热回收利用系统中循环运行。

以具有一定压力的常温液态工质引射低压蒸汽，共同进入变声速增压器，汽液两相流在通过变声速增压器后成为具有较高压力的汽液均匀混合体，之后，导入蒸汽冷凝热回收器。

利用在密闭容器内饱和汽体的压力与温度平衡原理，使进入蒸汽冷凝热回收器的蒸汽在对应压力下冷凝成为具有较高温度的凝结水，同时，放出冷凝热，加热常温液态工质，使其共同成为具有较高温度的液态工质。

以具有较高温度的液态工质为热源，用于建设供热站，可对外供热。

以具有较高温度的液态工质(例如发电厂中的除盐水)作为锅炉用水，直接进除氧器除氧，可大大节省加热锅炉用水的耗用蒸汽量。

以具有较高温度的液态工质为热源，建设低品位热能制冷发电站，可用以制冷、发电。

本发明的蒸汽冷凝热回收利用系统在运行时，蒸汽冷凝热回收器内的具有较高温度的液态工质经液态工质输送泵加压后，成为具有一定压力与温度的液态工质。泵入热交换器，与常温二次载热体进行热交换，对外输出热量，同时，成为具有一定压力的常温液态工质。进入变声速增压器引射低压蒸汽。汽液两相流体在通过变声速增压器后，成为具有较高压力的汽液均匀混合体，导入蒸汽冷凝热回收器。在蒸汽冷凝热回收器内，蒸汽在对应压力下冷凝，成为具有较高温度的凝结水，同时，放出冷凝热，加热常温液态工质，使其共同成为具有较高温度的液态工质。供下一个循环使用，使循环得以继续。

本发明的蒸汽冷凝热回收利用方法，用于发电厂汽轮机排汽冷凝热回收利用工程，可使发电厂整体热能利用率由35～40％提高到50～60％。

下面结合附图对本发明的蒸汽冷凝热回收利用方法与装置进行祥细说明。

图1为先有技术中的对发电厂汽轮机排汽的处理方法示意图。

图2为本发明的蒸汽冷凝热回收利用方法与装置的第一实施例。

图3为本发明的蒸汽冷凝热回收利用方法与装置的第二实施例。

图4为本发明的蒸汽冷凝热回收利用方法与装置的第三实施例。

图2为本发明的蒸汽冷凝热回收利用方法与装置的第一实施例，本发明的蒸汽冷凝热回收利用装置包括了一蒸汽冷凝热回收器，一液态工质输送泵，一热交换器和一变声速增压器。

在图2中，标号1表示了蒸汽冷凝热回收器。

蒸汽冷凝热回收器1的出口与液态工质输送泵2的入口端相接。液态工质输送泵2的出口端与热交换器3的内腔入口端相接。输送泵2的功能是将从蒸汽冷凝热回收器1出来的具有较高温度的液态工质增压，再将增压后的液态工质泵入热交换器3的内腔。

具有较高温度的液态工质在压力下通过热交换器3的内腔时，与热交换器3的外腔流过的二次常温载热体进行热交换。二次常温载热体从热交换器3的B端流入热交换器3的外腔，与内腔通过的具有较高温度的液态工质进行热量交换。二次常温载热体吸收热量，温度升高，成为具有较高温度的二次载热体，从热交换器3的外腔C端输出，对外供热用户使用。内腔的具有较高温度的液态工质，放出热量，温度降低，成为具有一定压力的常温液态工质，从热交换器3的内腔输出端导入与其相接的变声速增压器4。