專利名稱：用于供冷的發(fā)電廠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝有至少一臺(tái)蒸汽透平和/或至少一臺(tái)燃?xì)馔钙降陌l(fā)電廠。
在生產(chǎn)和利用能量方面，當(dāng)前最重要的技術(shù)任務(wù)之一是節(jié)省與可利用的能量載體的交往。
為了生產(chǎn)電能，而且還要遠(yuǎn)距離輸送熱能，常常根據(jù)電廠發(fā)電設(shè)備的安裝功率采用能確保集中向很多用戶和較大區(qū)域供電和遠(yuǎn)距離供熱的大型發(fā)電廠設(shè)備。
與用很多小型孤立未聯(lián)網(wǎng)設(shè)備(Inselanlagen)分散供電和供熱相比，這種集中供電和供熱可以低成本地、且特別經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。
這種公知的所謂供電-供熱組合實(shí)際上與所采用的電廠類(lèi)型、電廠規(guī)模及使用的燃料無(wú)關(guān)。在這里，起決定作用的僅在于可使用具有合適的初始溫度的熱源來(lái)加熱載熱介質(zhì)。至今幾乎僅僅以熱水作為載熱介質(zhì)。
為了實(shí)現(xiàn)公知的供電-供熱組合，將發(fā)電過(guò)程中所產(chǎn)生的、那些在其他情況下全部或至少大部分未被利用而作為余熱傳給周?chē)h(huán)境的大部分熱量輸送出去。
作為這類(lèi)供電-供熱組合的熱源，例如可以利用蒸汽透平的蒸汽，如取自蒸汽透平低壓部分的蒸汽，然后所述抽汽借助熱交換將其所含有的冷凝熱傳給載熱介質(zhì)而將載熱介質(zhì)加熱。
這種借助所述供電-供熱組合來(lái)供熱是特別經(jīng)濟(jì)的，因?yàn)榭衫迷谄渌闆r下未被利用的過(guò)程熱量，例如，將這些熱量用來(lái)向建筑物供暖。
與所提到的集中供電和供熱相反，迄今公知的供冷方式幾乎只是分散地大多由單元機(jī)組電廠(Blockheizkraftwerken)生產(chǎn)，或直接在現(xiàn)場(chǎng)、大多在住戶家中自己產(chǎn)生。
由于為產(chǎn)生所希望的供冷，或者必須建立自身的單元機(jī)組電廠以滿足用戶大的供冷需求，或者在住戶家直接供冷的情況下必須消耗大量的電能，因此這種分散供冷大大提高了經(jīng)費(fèi)開(kāi)支和能源消耗。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種經(jīng)濟(jì)的供冷方式。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，需提供一種既能經(jīng)濟(jì)地滿足機(jī)械能(通常為電能)需求又能滿足大供冷需求的電廠，其安裝靈活，尤其能克服現(xiàn)有供冷裝置的上述缺點(diǎn)。
按照本發(fā)明，上述技術(shù)問(wèn)題通過(guò)下述設(shè)有至少一臺(tái)蒸汽透平的電廠來(lái)解決其中，為了供冷至少一吸收式制冷機(jī)與該蒸汽透平相連，該吸收式制冷機(jī)借助于取自該蒸汽透平的蒸汽、優(yōu)選取自該蒸汽透平低壓部分的抽汽來(lái)運(yùn)行。
在這里，本發(fā)明基于下述考慮包括克勞修斯-朗肯循環(huán)過(guò)程的電廠能為集成供冷裝置提供非常良好的先決條件。
這種具有水-蒸汽循環(huán)的電廠按其系統(tǒng)而言(Systembedingt)包含有一系列能以簡(jiǎn)單的方式與吸收式制冷機(jī)相耦合的系統(tǒng)。
為了制冷，人們大都利用一種使液態(tài)制冷劑(如氨)膨脹轉(zhuǎn)變?yōu)槠唷⑼瑫r(shí)吸收來(lái)自冷卻空間、冷卻水循環(huán)或其他設(shè)備部分的熱量的循環(huán)。然后，對(duì)制冷劑蒸汽進(jìn)行壓縮，再通過(guò)冷卻將熱量傳送到所述設(shè)備部分的外部。對(duì)于空調(diào)設(shè)備，通常用水作為制冷劑，因?yàn)樵诮咏婵盏膲毫ο?，水在約4℃時(shí)蒸發(fā)，可以為冷卻水循環(huán)提供約6℃的運(yùn)行冷卻水。
根據(jù)吸收式制冷機(jī)的原理，制冷劑蒸汽壓縮按下述方式進(jìn)行制冷劑蒸汽被吸收在溶液中(例如用水作為冷卻劑時(shí)吸收到溴化鋰水溶液中)，然后通過(guò)對(duì)溶液加熱再排出(Austreiben)，并使其處于液相。代替能引起磨損并消耗機(jī)械能或電能的機(jī)械式壓縮機(jī)，采用了主要(或者甚至僅僅)利用熱能來(lái)運(yùn)行的發(fā)生器(Austreiber)，其中在蒸發(fā)和排出時(shí)所釋放熱量的導(dǎo)走起決定性作用。
優(yōu)選在冷卻塔或分段冷卻器中導(dǎo)走這種熱量，這類(lèi)冷卻塔和冷卻器在很多電廠例如冷凝式發(fā)電廠原本已配備。
為驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)，與供熱一樣需要提供熱源，該熱源優(yōu)選具有約100℃至120℃的溫度。在本發(fā)明中，利用取自蒸汽透平的抽汽作為熱源。
在燃?xì)馔钙?發(fā)電廠或燃?xì)?蒸汽-發(fā)電廠中實(shí)施本發(fā)明時(shí)，也可考慮采用燃?xì)馔钙降臒釓U氣作為熱源，這些熱廢氣例如可沿廢氣的流動(dòng)方向提取或在余熱鍋爐的端部區(qū)域提取，并使其與載熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換。
因此，本發(fā)明還披露了一種電廠，該發(fā)電廠包括至少一臺(tái)燃?xì)馔钙剑以谠撾姀S中為了供冷至少一吸收式制冷機(jī)與該燃?xì)馔钙较噙B，其中該吸收式制冷機(jī)借助于該燃?xì)馔钙降挠酂醽?lái)運(yùn)行。
優(yōu)選在這類(lèi)電廠中該吸收式制冷機(jī)可附加或選擇性地用于冷卻其他冷負(fù)載，還用于冷卻燃?xì)馔钙降奈霘怏w。
在很多現(xiàn)有的設(shè)有蒸汽透平的電廠中，可以用簡(jiǎn)單的方式從蒸汽透平中提取蒸汽，并用其來(lái)驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)，因此，在很多情況中，用少量經(jīng)費(fèi)就可擴(kuò)建現(xiàn)有電廠，以具備集中供冷的功能。
除驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)所要求的熱源外，還包含有需要冷卻的部件。在這種情況下，例如涉及處于真空狀態(tài)的、裝有前面所述溴化鋰溶液、且必須進(jìn)行冷卻的容器，或者涉及置于該真空之前的冷凝器。
吸收式制冷機(jī)的這類(lèi)待冷卻部件例如可以同時(shí)與原來(lái)就設(shè)有的蒸汽透平的冷凝器一起被供給冷卻水，其中這些冷卻水受環(huán)境溫度的影響，因此，對(duì)于所述冷卻目的而言應(yīng)具有足夠低的溫度。為此，例如所提到的水可從電廠附近的河流或其他水域中提取。因此，與需要冷卻的部件相比，將環(huán)境看作為冷卻源，從而被導(dǎo)入到冷卻源和導(dǎo)送到待冷卻部件的冷卻水十分適合于冷卻目的而不必采取例如為了降低冷卻水溫度的其他措施。由于現(xiàn)有的分散供冷裝置常常出現(xiàn)問(wèn)題，本發(fā)明的較大的優(yōu)點(diǎn)是提供了一種能在冷卻所述待冷卻部件時(shí)接受足夠能量的合適制冷劑，。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)在于吸收式制冷機(jī)是一種牢固而不易壞的技術(shù)設(shè)備，在其中至多必須安裝液體循環(huán)泵，而不象公知的壓縮式制冷機(jī)那樣對(duì)氣體進(jìn)行壓縮。因此，吸收式制冷機(jī)就其主要構(gòu)件而言實(shí)際上沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，從而很少需要維修。
此外，吸收式制冷機(jī)對(duì)電能的需求也非常小。
在本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方式中，，至少將取自蒸汽透平的蒸汽的的一部分導(dǎo)送到一個(gè)用于加熱載熱介質(zhì)(優(yōu)選為熱水)的熱交換器中。
在本發(fā)明的此實(shí)施方式中，將電廠擴(kuò)建成除設(shè)置供冷外還設(shè)置供熱。此時(shí)，除借助于取自蒸汽透平的蒸汽來(lái)驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)外還驅(qū)動(dòng)熱交換器，通過(guò)熱交換器將熱能提供給熱負(fù)載。因此，例如還可能涉及到如建筑物中的借助熱水流運(yùn)行的供暖裝置。加熱所述熱水流所需的熱能由取自蒸汽透平的蒸汽通過(guò)熱交換來(lái)提供。
在本發(fā)明的此實(shí)施方式中明顯實(shí)現(xiàn)了一種對(duì)用戶集中供電、供熱和供冷的供電-供熱-供冷組合。
吸收式制冷機(jī)的發(fā)生器可直接由抽汽驅(qū)動(dòng)，或者也可間接借助與發(fā)生器-載熱介質(zhì)(如水)的熱交換來(lái)驅(qū)動(dòng)。還可將所述抽汽導(dǎo)送到空調(diào)設(shè)備中，其中該空調(diào)設(shè)備包括一個(gè)可選擇地將抽汽供給吸收式制冷機(jī)的發(fā)生器(例如在夏季為冷卻目的而供冷)或熱交換器(如在冬季為供暖目的而供熱)的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)；此時(shí)，該吸收式制冷機(jī)和/或熱交換器由所述空調(diào)設(shè)備包圍。
在本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述電廠還包括至少一臺(tái)燃?xì)馔钙?，該燃?xì)馔钙降挠酂嵊脕?lái)產(chǎn)生用于蒸汽透平的工作蒸汽，在這種情況下，吸收式制冷機(jī)可附加地或選擇性地用于冷卻其他冷負(fù)載，還用于冷卻燃?xì)馔钙降奈肟諝狻?br> 在本發(fā)明的此實(shí)施方式中，所涉及的所謂燃?xì)?蒸汽-設(shè)備(GuD-Anlage)包括用于供冷的吸收式制冷機(jī)。
在燃?xì)馔钙竭\(yùn)行時(shí)，為了提高功率，優(yōu)選使吸入的空氣冷卻。在本發(fā)明的此實(shí)施方式中，吸收式制冷機(jī)的供冷中至少部分地和/或暫時(shí)地用于對(duì)吸入空氣進(jìn)行冷卻，也就是說(shuō)尤其在電廠的這種運(yùn)行情況，其與吸收機(jī)相連接的待冷卻負(fù)載并未利用吸收式制冷機(jī)的全部冷卻潛力，因此可提供剩余冷量來(lái)冷卻燃?xì)馔钙?吸入空氣。
這樣一來(lái)，提高了燃?xì)馔钙降墓β?。此外，由此還可減少供冷量下降的波動(dòng)，因此，尤其確保吸收式制冷機(jī)均勻運(yùn)行。
本發(fā)明的所有實(shí)施方式都適合于例如對(duì)居住區(qū)、大型住宅區(qū)、寫(xiě)字樓群、工業(yè)園、旅館、醫(yī)院、公共開(kāi)放設(shè)施等進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)。因此，本發(fā)明的優(yōu)選使用現(xiàn)場(chǎng)(Einsatzorte)尤其是地面氣溫較高的地區(qū)，在這些地區(qū)環(huán)境溫度高，要求和/或希望進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)。
其他可能的使用現(xiàn)場(chǎng)例如是熱帶和亞熱帶地區(qū)的渡假中心。
下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作詳細(xì)描述。
在下述附圖中

圖1示出了本發(fā)明設(shè)計(jì)成燃?xì)庹羝b置(GUD-Anlage)的發(fā)電廠；圖2示出了本發(fā)明裝有燃?xì)馔钙降陌l(fā)電廠。
所述附圖示意地示出了本發(fā)明設(shè)計(jì)成燃?xì)庹羝b置的發(fā)電廠1，其包括一個(gè)蒸汽透平5以及一個(gè)燃?xì)馔钙?0。
在那里，利用燃?xì)馔钙?0的余熱A為蒸汽透平5提供工作蒸汽B。
蒸汽透平5包括高壓部分7和低壓部分9。
吸收式制冷機(jī)10借助于用作熱源的抽汽12來(lái)運(yùn)行。此時(shí)，抽汽12被導(dǎo)送到吸收式制冷機(jī)10中的、使吸收式制冷機(jī)繼續(xù)進(jìn)行吸收過(guò)程的發(fā)生器14。發(fā)生器14的輸出經(jīng)泵41與由燃?xì)馔钙?0的余熱A加熱的加熱面38相連，以產(chǎn)生使蒸汽透平5運(yùn)行必需的工作蒸汽B。燃?xì)馔钙?0的廢氣與加熱面38進(jìn)行熱交換后被送往冷卻塔36。
在本例中，吸收式制冷機(jī)10按溴化鋰溶液循環(huán)工作，將溴化鋰溶液導(dǎo)入循環(huán)中，在那里通過(guò)抽汽對(duì)溴化鋰溶液加熱而釋放發(fā)生器14中的液態(tài)水，然后為在水蒸汽排出裝置16中吸收水蒸汽而對(duì)溴化鋰溶液再冷卻。水蒸汽排出裝置16也是一種必需冷卻的部件，并向其供給冷卻水K，例如可采用與蒸汽透平5的冷凝器15的冷卻相并行的冷卻水，例如它可從冷卻塔25中提取。
在本實(shí)施方式中，蒸汽透平5的高壓部分7和低壓部分9經(jīng)例如用于使部分膨脹蒸汽中間過(guò)熱的加熱面39彼此相連。
為產(chǎn)生電能，將蒸汽透平5及燃?xì)馔钙?0各與一發(fā)電機(jī)G相耦合，借助于一個(gè)處于非常低的壓力之下、甚至于接近真空的蒸發(fā)器13，來(lái)實(shí)現(xiàn)吸收式制冷機(jī)10的供冷功能。其結(jié)果使應(yīng)當(dāng)由蒸發(fā)器13蒸發(fā)的水在非常低的溫度(例如4℃)下已蒸發(fā)。由此形成的水蒸汽借助水蒸汽排出裝置16從蒸發(fā)器13中排出。這導(dǎo)致的結(jié)果是，流過(guò)蒸發(fā)器13的水由于在蒸發(fā)器中實(shí)際上處于恒定的低溫而被冷卻到接近此低溫，因而形成具有低恒定溫度的、用于冷卻冷負(fù)載32的向前行進(jìn)的冷卻水流45。
在本發(fā)明的實(shí)施方式中，吸收式制冷機(jī)10還用于使向前行進(jìn)的冷卻水流再流經(jīng)一冷卻面34，從而冷卻燃?xì)馔钙?0的吸入空氣L。借此可提高燃?xì)馔钙降墓β省４送?，通過(guò)將這兩種措施(即提供冷負(fù)載32及冷卻吸入空氣L)結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)將吸收式制冷機(jī)10所吸收的冷量恒定地取走。
此外，來(lái)自蒸汽透平5低壓部分9的抽汽12被利用來(lái)借助熱交換器20對(duì)載熱介質(zhì)28加熱，從而借助該載熱介質(zhì)28向熱負(fù)載27提供熱能。
利用圖1所示的本發(fā)明的實(shí)施方式還可實(shí)現(xiàn)供電-供冷-供熱組合，這種組合尤其適用于集中向大量用戶提供所述類(lèi)型的能量。
類(lèi)似于現(xiàn)有的公知供電-供熱組合的遠(yuǎn)距離供熱網(wǎng)絡(luò)，本發(fā)明除此之外能實(shí)現(xiàn)進(jìn)行集中供冷的遠(yuǎn)距離供冷網(wǎng)絡(luò)，從而例如可對(duì)冷卻需求大的大建筑群進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)。
這對(duì)于冷卻和空調(diào)需求量大的高溫地區(qū)尤其具有吸引力。通過(guò)實(shí)施本發(fā)明可確保供電、供熱和供冷。
圖2示出了本發(fā)明裝有燃?xì)馔钙?2的電廠50，該燃?xì)馔钙降挠酂酇H被導(dǎo)入余熱鍋爐AHK中；此處從余熱鍋爐AHK排出的余熱AH用于驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)100。關(guān)于本實(shí)施方式的細(xì)節(jié)、余熱鍋爐的其他連接以及電廠50的其他細(xì)節(jié)在本圖中均未詳細(xì)示出。
權(quán)利要求
1.發(fā)電廠(1)，其特征在于所述發(fā)電廠(1)包括至少一蒸汽透平(5)，且為了供冷至少一吸收式制冷機(jī)(10)與該蒸汽透平(5)相連，其中，該吸收式制冷機(jī)(10)借助于取自該蒸汽透平(5)的蒸汽(12)、優(yōu)選取自該蒸汽透平(5)低壓部分(9)的抽汽(12)來(lái)運(yùn)行。
2.按照權(quán)利要求1所述的發(fā)電廠(1)，其特征在于至少將取自所述蒸汽透平(5)的蒸汽(1)的一部分導(dǎo)送到一個(gè)用于加熱載熱介質(zhì)(28)、優(yōu)選為熱水的熱交換器(20)中。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的發(fā)電廠(1)，其特征在于所述發(fā)電廠(1)還至少包括一燃?xì)馔钙?30)，利用該燃?xì)馔钙降挠酂岙a(chǎn)生所述蒸汽透平(5)的工作蒸汽(B)，其中所述吸收式制冷機(jī)(10)可附加或選擇性地用于冷卻其他冷負(fù)載(32)，還用于冷卻該燃?xì)馔钙?30)的吸入空氣(L)。
4.發(fā)電廠(50)，其特征在于所述發(fā)電廠(50)包括至少一燃?xì)馔钙?52)，且為了供冷至少一吸收式制冷機(jī)(100)與該燃?xì)馔钙?52)相連，其中，所述吸收式制冷機(jī)(100)借助于該燃?xì)馔钙?52)的余熱(AH，AH’)來(lái)運(yùn)行。
5.按照權(quán)利要求4所述的發(fā)電廠(50)，其特征在于所述吸收式制冷機(jī)(100)可附加或選擇性地用于冷卻其他冷負(fù)載(32)，還冷卻該燃?xì)馔钙?30)的吸入空氣(L)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種發(fā)電廠(1)，它包括至少一臺(tái)為供冷而與至少一臺(tái)吸收式制冷機(jī)(10)相連接的蒸汽透平(5)和/或燃?xì)馔钙?52)，其中，所述吸收式制冷機(jī)(10)借助于取自蒸汽透平(5)的蒸汽(12)或借助于燃?xì)馔钙?52)的余熱(AH，AH’)來(lái)運(yùn)行。
文檔編號(hào)F01K17/04GK1643237SQ03806905
公開(kāi)日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2003年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月28日
發(fā)明者弗朗茲·斯圖爾米勒 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司