一種余熱利用的高效節(jié)能發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)電系統(tǒng)，尤其是涉及一種具有汽輪機(jī)旁通系統(tǒng)的余熱利用發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)的基本功能是維持用電負(fù)荷和發(fā)電功率的平衡，隨著目前生產(chǎn)和生活用電量的不斷提高，電網(wǎng)峰谷差逐漸加大，發(fā)電機(jī)組調(diào)峰乃至深度調(diào)峰已經(jīng)成為不爭的事實(shí)。為了適應(yīng)用電負(fù)荷的大幅波動(dòng)，電力系統(tǒng)內(nèi)的發(fā)電機(jī)組必須頻繁且大幅調(diào)整發(fā)電功率，以保障供電品質(zhì)。
[0003]目前，我國絕大多數(shù)的供電負(fù)荷調(diào)整都依靠發(fā)電機(jī)組來完成，因此發(fā)電機(jī)組的功率調(diào)整幅度和速度對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定和供電品質(zhì)都具有重要的影響，也因此發(fā)電機(jī)組在并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)需滿足電網(wǎng)的有關(guān)規(guī)定和要求。發(fā)電機(jī)組的大部分汽輪機(jī)是通過旁通系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié)的，例如在汽輪機(jī)緊急停機(jī)拋負(fù)荷期間，需要減小功率時(shí)就開啟旁通系統(tǒng)，降低進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽量，減小汽輪機(jī)輸出功率。
[0004]從旁通系統(tǒng)流出的蒸氣或者氣體被排出到氣體冷卻器中，在其中被冷卻。由于從旁通系統(tǒng)輸出的旁通蒸氣或者氣體通常溫度較高，與氣體冷卻器的構(gòu)件之間具有較大的溫差，因此輸出氣體冷卻器的構(gòu)件在旁通系統(tǒng)的初始運(yùn)行期間經(jīng)歷嚴(yán)重的熱應(yīng)力，由此可能導(dǎo)致構(gòu)件的機(jī)械故障。
[0005]為了避免旁通氣體對于冷卻器構(gòu)件的影響，201180066097.0的發(fā)明專利提出了一種具有卵石床的旁通系統(tǒng)，其通過卵石床對于旁通氣體熱量的吸收，避免了過熱氣體對于氣體冷卻器的影響。但是，該發(fā)明還具有如下不足之處，其在旁通結(jié)束之后，需要使用冷卻劑對于卵石床進(jìn)行冷卻，并且旁通結(jié)束后卵石床內(nèi)存儲(chǔ)的熱量也被白白消耗。
[0006]針對這種情況，發(fā)明人在先申請的發(fā)明專利中提出了一種利用卵石床余熱的進(jìn)行發(fā)電的系統(tǒng)，其中通過具有制冷劑的余熱發(fā)電系統(tǒng)對余熱發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。但是，由于卵石床的溫度不斷降低，而制冷劑具有特定沸點(diǎn)，在低于該沸點(diǎn)的溫度時(shí)，卵石床的余熱就無法回收。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供了一種發(fā)電系統(tǒng)及其操作方法，其在汽輪機(jī)旁通結(jié)束之后，能夠充分利用卵石床內(nèi)的余熱。
[0008]作為本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種發(fā)電系統(tǒng)，包括高溫高壓氣體發(fā)生器，燃?xì)馄啓C(jī)，發(fā)電機(jī)，燃?xì)馄啓C(jī)旁通系統(tǒng)；所述高溫高壓氣體發(fā)生器產(chǎn)生的高壓高溫氣體傳輸?shù)饺細(xì)馄啓C(jī)，驅(qū)動(dòng)燃?xì)馄啓C(jī)從而使耦合到燃?xì)馄啓C(jī)的發(fā)電機(jī)發(fā)電；所述燃?xì)馄啓C(jī)旁通系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)移閥、旁通管路、卵石床以及氣體冷卻器；所述燃?xì)馄啓C(jī)旁通系統(tǒng)在旁通操作時(shí)，通過轉(zhuǎn)移閥將旁通氣體通過旁通管路轉(zhuǎn)移離開燃?xì)馄啓C(jī)入口，傳送經(jīng)過卵石床，通過卵石床的氣體由氣體出口輸送到氣體冷卻器；其特征在于:所述燃?xì)馄啓C(jī)旁通系統(tǒng)還包括余熱發(fā)電系統(tǒng)以及余熱加熱系統(tǒng)，所述余熱發(fā)電系統(tǒng)能夠?qū)⒈宦咽矁?nèi)余熱加熱的冷卻氣體的熱量用于發(fā)電，所述余熱加熱系統(tǒng)能夠?qū)⒈宦咽矁?nèi)余熱加熱的冷卻氣體的熱量用于輸入高溫高壓氣體發(fā)生器的氣體的預(yù)熱。
[0009]優(yōu)選的，上述方案中，在旁通操作結(jié)束后的初始階段，所述余熱利用系統(tǒng)使用余熱發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電；過了旁通操作結(jié)束后的初始階段以后，所述余熱利用系統(tǒng)使用余熱加熱系統(tǒng)對輸入高溫高壓氣體發(fā)生器的氣體的進(jìn)行預(yù)熱。
[0010]優(yōu)選的，上述方案中，所述余熱發(fā)電系統(tǒng)包括蒸氣發(fā)生器、余熱利用汽輪機(jī)、余熱利用發(fā)電機(jī)、冷凝器，以及制冷劑泵；加熱后的冷卻氣流被供應(yīng)到蒸氣發(fā)生器中，蒸氣發(fā)生器中的冷卻劑與被加熱的冷卻氣流熱交換以后被蒸發(fā)，蒸發(fā)的冷卻劑被引入到余熱利用汽輪機(jī)，并驅(qū)動(dòng)余熱利用汽輪機(jī)以便通過被耦合到余熱利用汽輪機(jī)的余熱利用發(fā)電機(jī)來發(fā)電；從余熱利用汽輪機(jī)排放的制冷劑蒸氣被引入到冷凝器，在其中被冷卻成液體后，由制冷劑泵將其泵送回蒸氣發(fā)生器。
[0011 ] 優(yōu)選的，上述方案中，所述余熱加熱系統(tǒng)包括熱交互器，所述熱交換器具有加熱后的冷卻氣流管路、預(yù)熱氣體入口以及預(yù)熱氣體出口，用于輸入燃?xì)馄啓C(jī)的預(yù)熱氣體在熱交換器中與加熱后的冷卻氣流進(jìn)行熱交換，被預(yù)加熱后輸送到高溫高壓氣體發(fā)生器。
[0012]優(yōu)選的，上述方案中，還包括設(shè)置于蒸氣發(fā)生器入口的第一開關(guān)閥、與所述余熱發(fā)電系統(tǒng)并聯(lián)設(shè)置的第二開關(guān)閥，設(shè)置于熱交互器入口的第三開關(guān)閥、于所述熱交換器并聯(lián)設(shè)置的第四開關(guān)閥。
[0013]優(yōu)選的，上述方案中，還包括設(shè)置于卵石床冷卻氣流出口的溫度傳感器，當(dāng)卵石床冷卻氣體出口溫度高于所述制冷劑的沸點(diǎn)時(shí)，開啟第一開關(guān)閥以及第四開關(guān)閥，關(guān)閉第二開關(guān)閥以及第三開關(guān)閥；當(dāng)卵石床冷卻氣體出口溫度低于所述制冷劑的沸點(diǎn)時(shí)，開啟第二開關(guān)閥以及第三開關(guān)閥，關(guān)閉第一開關(guān)閥以及第四開關(guān)閥。
[0014]作為本發(fā)明的另外一個(gè)方面，提供了一種發(fā)電系統(tǒng)，包括高溫高壓氣體發(fā)生器，燃?xì)馄啓C(jī)，發(fā)電機(jī)，燃?xì)馄啓C(jī)旁通系統(tǒng)；所述高溫高壓氣體發(fā)生器產(chǎn)生的高壓高溫氣體傳輸?shù)饺細(xì)馄啓C(jī)，驅(qū)動(dòng)燃?xì)馄啓C(jī)從而使耦合到燃?xì)馄啓C(jī)的發(fā)電機(jī)發(fā)電；所述燃?xì)馄啓C(jī)旁通系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)移閥、旁通管路、卵石床以及氣體冷卻器；所述燃?xì)馄啓C(jī)旁通系統(tǒng)在旁通操作時(shí)，通過轉(zhuǎn)移閥將旁通氣體通過旁通管路轉(zhuǎn)移離開燃?xì)馄啓C(jī)入口，傳送經(jīng)過卵石床，通過卵石床的氣體由氣體出口輸送到氣體冷卻器；其特征在于:在旁通操作之后，使用卵石床的余熱進(jìn)行發(fā)電。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的實(shí)施例的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。本實(shí)施例的發(fā)電系統(tǒng)，包括高溫高壓氣體發(fā)生器1，燃?xì)馄啓C(jī)2，發(fā)電機(jī)3以及燃?xì)馄啓C(jī)旁通系統(tǒng)。高溫高壓氣體發(fā)生器I用于對進(jìn)入其內(nèi)的氣體例如氮?dú)饧訜岫a(chǎn)生高溫高壓氣體，產(chǎn)生的高壓高溫氣體傳輸?shù)饺細(xì)馄啓C(jī)2，驅(qū)動(dòng)燃?xì)馄啓C(jī)2從而使耦合到燃?xì)馄啓C(jī)2的發(fā)電機(jī)3發(fā)電。燃?xì)馄啓C(jī)2可以是單極的，也可以包括多極低壓和高壓模塊。
[0018]燃?xì)馄啓C(jī)旁通系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)移閥4、旁通管路5、卵石床6以及氣體冷卻器7。卵石床6內(nèi)設(shè)置能夠吸收氣體熱量的卵石。燃?xì)馄啓C(jī)旁通系統(tǒng)在旁通操作時(shí)，通過轉(zhuǎn)移閥4將旁通氣體通過旁通管路5轉(zhuǎn)移離開燃?xì)馄啓C(jī)入口，傳送