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1、(10)申请公布号 CN 103147806 A (43)申请公布日 2013.06.12 CN 103147806 A *CN103147806A* (21)申请号 201310029372.2 (22)申请日 2013.01.27 F01K 11/02(2006.01) F01K 23/02(2006.01) F01D 15/10(2006.01) F28D 15/02(2006.01) (71)申请人 南京瑞柯徕姆环保科技有限公司 地址 211100 江苏省南京市江宁区东麒路 33 号 (72)发明人 王海波 (74)专利代理机构 南京知识律师事务所 32207 代理人 张苏沛 (54)。
2、 发明名称 蒸汽朗肯 - 有机朗肯联合循环发电装置 (57) 摘要 本发明涉及一种蒸汽朗肯 - 有机朗肯联合循 环发电装置， 通过有机朗肯循环中的有机工质冷 却蒸汽朗肯循环中的蒸汽， 回收蒸汽朗肯循环中 蒸汽的汽化潜热用于有机朗肯循环发电， 从而将 蒸汽朗肯 - 有机朗肯循环复合在一起并形成可实 施的联合循环装置， 同时解决了有机朗肯循环回 收烟气余热的安全难题， 有效降低排烟温度并避 免烟气的低温腐蚀， 蒸汽朗肯循环系统的废气、 废 水、 废汽余热可得到有效回收利用。 本发明既可用 于现有机组的节能改造， 也可用于新建机组的设 计、 建造， 特别适宜于严寒、 缺水地区、 缺电等地区 的新建、。
3、 扩建、 改建发电机组， 经济、 社会、 环保效 益显著。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103147806 A CN 103147806 A *CN103147806A* 1/2 页 2 1. 一种蒸汽朗肯 - 有机朗肯联合循环发电装置， 该装置包括蒸汽朗肯循环和有机朗肯 循环系统， 其特征在于 ： 所述的蒸汽朗肯循环， 是指由锅炉本体 (1) 出来的饱和蒸汽 (2)， 经过热器 (3) 形成过 热蒸汽 (3-1)， 送入汽轮。
4、机 (4) 带动蒸汽发电机 (21) 发电 ； 汽轮机 (4) 出来的乏汽 (5) 经 过热器 (9)、 冷凝蒸发器 (10) 形成凝结水 (6)， 凝结水 (6) 经给水泵 (7)、 锅炉本体 (1)， 再 产生饱和蒸汽， 从而形成蒸汽朗肯循环回路 ； 所述的有机朗肯循环回路设有过热器 (9) ： 液态有机工质 (11) 经循环泵 (12)、 冷凝蒸 发器 (10)， 产生的有机工质蒸汽经过热器 (9) 形成有机工质过热蒸汽 (16)， 再进入有机工 质汽轮机 (17)， 拖动有机工质发电机 (20) 发电， 从有机工质汽轮机 (17) 排出的乏汽经有 机工质冷凝器(18)冷却形成液态有机工。
5、质(11)， 再进入循环泵(12)， 从而形成有机朗肯循 环回路 ； 或液态有机工质 (11) 经循环泵 (12)、 有机工质蒸发器 (14)， 产生的有机工质蒸汽 经过热器 (9) 形成有机工质过热蒸汽 (16)， 再进入有机工质汽轮机 (17)， 拖动有机工质发 电机 (20) 发电， 从有机工质汽轮机 (17) 排出的乏汽经有机工质冷凝器 (18) 冷却形成液 态有机工质 (11)， 再进入循环泵 (12)， 从而形成有机朗肯循环回路 ； 或液态有机工质 (11) 经循环泵 (12)、 冷却蒸发器 (13)， 产生的有机工质蒸汽经过热器 (9) 形成有机工质过热蒸 汽 (16)， 再进入。
6、有机工质汽轮机 (17)， 拖动有机工质发电机 (20) 发电， 从有机工质汽轮机 (17)排出的乏汽经有机工质冷凝器(18)冷却形成液态有机工质(11)， 再进入循环泵(12)， 从而形成有机朗肯循环回路。 2. 根据权利要求 1 所述的装置， 其特征在于 ： 设有给水加热器 (8) ： 由锅炉本体 (1) 出来的饱和蒸汽 (2)， 经过热器 (3) 形成过热蒸汽 (3-1)， 送入汽轮机 (4) 带动蒸汽发电机 (21) 发电 ； 汽轮机 (4) 出来的乏汽 (5) 经过热器 (9) 或和冷凝蒸发器 (10)， 由氨蒸汽朗肯循环的氨冷却形成凝结水 (6)， 凝结水 (6) 经给水泵 (7)。
7、、 给水加热器 (8)、 锅炉本体 (1)， 再产生饱和蒸汽， 从而形成蒸汽朗肯循环回路。 3. 根据权利要求 2 所述的装置， 其特征在于 ： 设有回热器 (15) ： 冷凝蒸发器(10)、 有机工质蒸发器(14)、 冷却蒸发器(13)的部分或全部蒸发器产生的 贫液经回热器 (15)、 返流管线 (19)， 回到有机工质冷凝器 (18) ； 或液态有机工质 (11) 经循 环泵(12)、 回热器(15)、 或和冷凝蒸发器(10)、 或和有机工质蒸发器(14)、 或和冷却蒸发器 (12) 的部分或全部产生有机工质蒸汽。 4. 根据权利要求 2 所述的装置， 其特征在于 ： 设有乏汽回热器 (2。
8、2) ： 液态有机工质 (11) 经循环泵 (12)、 有机工质蒸发器 (14) 产生的有机工质蒸汽经乏汽 回热器(22)、 过热器(9)、 有机工质汽轮机(17)、 乏汽回热器(22)、 有机工质蒸发器(14)、 有 机工质冷凝器(18)形成液态有机工质(11)， 再进入循环泵(12)， 从而形成有机朗肯循环回 路 ； 或液态有机工质 (11) 经循环泵 (12)、 冷凝蒸发器 (10) 产生的有机工质蒸汽经乏汽回 热器(22)、 过热器(9)、 有机工质汽轮机(17)、 乏汽回热器(22)、 冷凝蒸发器(10)、 有机工质 冷凝器 (18) 形成液态有机工质 (11)， 再进入循环泵 (1。
9、2)， 从而形成有机朗肯循环回路。 5. 根据权利要求 1 至 4 之一所述的装置， 其特征在于 ： 权 利 要 求 书 CN 103147806 A 2 2/2 页 3 所述的冷却蒸发器 （13） 中的烟气跟液态有机工质 （11） 采用分离式换热方式 ： 冷却蒸 发器 （13） 包括蒸发器 （13-1） 、 冷凝器 （13-2） ， 其中蒸发器 （13-1） 布置于烟道 (23) 中， 冷凝 器 (13-2) 布置于烟道 (23) 外 ； 相变工质在蒸发器 (13-1) 中吸收烟气的热量产生饱和蒸 汽， 饱和蒸汽在冷凝器 (13-2) 中作为液态有机工质 (11) 的热源， 通过冷凝器 (1。
10、3-2) 与液 态有机工质 (11) 间壁式换热， 冷却后形成凝结液再由蒸发器 (13-1)， 吸收烟气的热量再产 生蒸汽， 从而形成相变工质的内循环回路。 6. 根据权利要求 1 至 4 之一所述的装置， 其特征在于 ： 设有补给水系统 ： 蒸馏水箱 （25） 中的蒸馏水 （24） ， 经补水泵 （26） 、 常温除氧器 （27） 补 入蒸汽朗肯循环系统。 7. 根据权利要求 6 所述的装置， 其特征在于 ： 设有混合床 （23） ： 蒸馏水箱 （25） 中的蒸馏水 （24） ， 经补水泵 （26） 、 常温除氧器 （27） 、 混 合床 （28） 补入蒸汽朗肯循环系统。 8. 根据权利要求。
11、 7 所述的装置， 其特征在于 ： 设有空气预热器 （32） ： 送风机 （31） 送来的空气 （30） 经空气预热器 （32） 形成热空气 （33） ， 进入燃烧设备 （34） 参与燃烧， 生成的高温烟气经锅炉本体 （1） 、 过热器 （2） 、 或和给水 加热器 (8)、 空气预热器 (32)、 或和蒸发器 (13-1) 降低温度后排出。 9. 根据权利要求 8 所述的装置， 其特征在于 ： 所述的过热器(3)、 给水加热器(8)、 过热器(9)、 冷凝蒸发器(10)、 冷却蒸发器(13)、 有 机工质蒸发器 (14)、 空气预热器 (32)、 回热器 (15)、 乏汽回热器 (22) 可。
12、分别设置一个或多 个， 采用串联、 并联或混联方式连接。 权 利 要 求 书 CN 103147806 A 3 1/6 页 4 蒸汽朗肯 - 有机朗肯联合循环发电装置 技术领域 0001 本发明涉及一种蒸汽朗肯 - 有机朗肯联合循环发电装置， 具体属火力发电厂动力 装置技术领域。 背景技术 0002 以水蒸汽为工质的火力发电厂， 是大规模地进行着把热能转变成机械能， 并又把 机械能转变为电能的工厂。发电厂应用的循环很复杂， 然而究其实质， 主要是由锅炉、 汽轮 机、 凝汽器、 水泵等设备所组成的朗肯循环来完成， 其工作原理是 ： 给水先经给水泵加压后 送入锅炉， 在锅炉中水被加热汽化、 形成高。
13、温高压的过热蒸汽， 过热蒸汽在汽轮机中膨胀做 功， 变为低温低压的乏汽， 最后排入凝汽器凝结为冷凝水， 重新经水泵将冷凝水送入锅炉进 行新的循环。 至于火力发电厂使用的复杂循环， 只不过是在朗肯循环基础上， 为了提高热效 率， 加以改进而形成的新的循环即回热循环， 回热的介质为水。 朗肯循环已成为现代蒸汽动 力装置的基本循环。 0003 现代大中型蒸汽动力装置毫无例外地全都采用抽汽加热给水回热循环， 采用抽汽 回热加热给水后， 使给水温度提高， 从而提高了加热平均温度， 除了显著地提高了循环热效 率以外， 汽耗率虽有所增加， 但由于逐级抽汽使排汽率减少， 这有利于实际做功量和理论做 功量之比即。
14、该循环的相对内效率 oi的提高， 同时解决了大功率汽轮机末级叶片流通能力 限制的困难， 凝汽器体积也可相应减少。但蒸汽在凝汽器中凝结时仍释放出大量的汽化潜 热， 需要大量的水或空气进行冷却， 即浪费了热量、 造成热污染， 又浪费了电能、 水资源。因 此如何有效利用凝汽器中蒸汽凝结时释放的大量的汽化潜热， 值得深入研究。 0004 电站锅炉生产过程中排放出大量的烟气， 其中可回收利用的热量很多。电站锅炉 运行过程中还需通过连续排污和定期排污保障锅炉的水质符合安全需求， 同时必须将锅炉 给水中的氧气除去， 以避免对锅炉系统的腐蚀。 目前热力除氧器是电站锅炉的首选技术， 除 氧器在工作的同时， 夹带。
15、大量的工作蒸汽排入大气。由于锅炉连排水和除氧器排汽中含有 大量的热量及优良的水质， 如果直接排放将造成极大的能源和资源浪费， 而且对环境造成 污染。虽然这两部分余热资源浪费巨大， 但回收利用有较大的难度， 其主要原因是 ：（1） 余 热的品质较低， 未找到有效的利用方法 ；（2） 回收者三部分的余热， 往往对锅炉原有热力系 统做出较大改动， 具有一定的风险性 ；（3） 热平衡问题难以组织， 难以在工厂内部全部直接 利用， 往往需要向外寻找合适的热用户， 而热用户的用热负荷往往会有波动， 从而限制了回 收方法的通用性。 0005 张红 （低沸点工质的有机朗肯循环纯低温余热发电技术 J. 水泥 .。
16、2006.No.8） 以 正戊烷为例比较了常规的水蒸气朗肯循环和有机朗肯循环在回收低等及中等焓热时的各 自特点。 0006 当利用低温有机工质时， 主要设备有 ： 蒸发器、 汽轮机、 冷凝器和正戊烷循环泵。 对 于低等及中等的焓热， ORC 技术比常规的水蒸气朗肯循环有很多优点， 主要是在回收显热方 面有较高的效率， 由于循环中显热潜热比例不相等， ORC 技术中此比例大。因此采用 ORC 说 明 书 CN 103147806 A 4 2/6 页 5 技术比水蒸气循环会回收较多的热量。 0007 但 ORC 技术也有其固有的缺点 ： 由于有机工质可能具有可燃、 爆炸等特点， 在锅炉 或工业炉窑。
17、尾部烟道利用烟气余热组织 ORC 时， 必须要考虑烟气中粉尘等对布置于烟道中 的换热器的磨损、 腐蚀等引起的泄漏， 必须要考虑由此引出的爆炸防护以及环境与工作地 点的防护等。这是 ORC 技术在电站系统中回收含尘、 有腐蚀物质的烟气余热时必须要解决 的难题。 0008 因此如何利用蒸汽朗肯循环火力发电厂的热力学基本规律， 借鉴复式朗肯循环组 织思路及朗肯 -Kalina 等复合循环等理论的创新方法， 保留基于朗肯循环原理的动力装置 技术的优点 , 探讨新的复合循环理论， 真正找到大幅度提高热力循环动力装置热效率的新 途径， 成为该领域研究的难点。 发明内容 0009 本发明的目的为解决上述蒸汽。
18、朗肯循环存在的问题， 以及 ORC 技术循环技术存在 的缺点， 提出一种新的火电厂复合循环流程， 即蒸汽朗肯 - 有机朗肯联合循环发电装置， 能 够替代传统的蒸汽朗肯循环， 同时解决了 ORC 机组安全运行的关键问题、 回收蒸汽朗肯循 环中蒸汽的汽化潜热用于低温端有机朗肯循环发电， 从而实现有效提高整个联合循环机组 的热效率， 最终达到节能降耗、 提高系统热效率的目的。 0010 本发明的目的是通过以下措施实现的 ： 一种蒸汽朗肯 - 有机朗肯联合循环发电装置， 该装置包括蒸汽朗肯循环、 有机朗肯循 环， 其特征在于 ： 所述的蒸汽朗肯循环， 是指由锅炉本体 1 出来的饱和蒸汽 2， 经过热器。
19、 3 形成过热蒸汽 3-1， 送入汽轮机 4 带动蒸汽发电机 21 发电 ； 汽轮机 4 出来的乏汽 5 经过热器 9、 冷凝蒸发 器 10 形成凝结水 6， 凝结水 6 经给水泵 7、 给水加热器 8、 锅炉本体 1， 再产生饱和蒸汽， 从而 形成蒸汽朗肯循环回路。 0011 所述的有机朗肯循环， 是指液态有机工质 11 经循环泵 12 分别或依次送入冷凝蒸 发器 10、 冷却蒸发器 13、 有机工质蒸发器 14， 产生的有机工质蒸汽经过热器 9 形成有机工 质过热蒸汽 16， 再进入有机工质汽轮机 17， 拖动有机工质发电机 20 发电， 从有机工质汽轮 机 17 排出的乏汽经有机工质冷凝。
20、器 18 冷却形成液态有机工质 11， 再进入循环泵 12， 从而 形成有机朗肯循环回路。 0012 所述的液态有机工质 11 为单一组分的有机工质， 或以有机工质为低沸点组分、 高 沸点组分为吸收剂的混合溶液等。 0013 所述的液态有机工质为多组分溶液时， 液态有机工质 11 经循环泵 12、 或和回热器 15 依次或分别送入冷凝蒸发器 10、 冷却蒸发器 12、 有机工质蒸发器 14， 形成的贫液经回热 器15、 返流管线19返回有机工质冷凝器18， 产生的有机工质蒸汽经过热器9、 有机工质汽轮 机 17、 有机工质蒸发器 14、 有机工质冷凝器 18 形成液态有机工质 11， 再回到循。
21、环泵 12， 从 而形成有机朗肯循环回路。 0014 所述的汽轮机 4 排出的乏汽 5 的压力高于大气压力。 0015 所述的蒸汽朗肯循环回路与有机朗肯循环回路通过过热器 9、 冷凝蒸发器 10、 或 和冷却蒸发器 13、 或和有机工质蒸发器 14， 将高温端蒸汽朗肯循环和低温端有机朗肯循环 说 明 书 CN 103147806 A 5 3/6 页 6 有机复合在一起， 高效回收高温端蒸汽朗肯循环的蒸汽冷凝时释放的汽化潜热用于低温端 有机朗肯循环发电。 0016 所述的冷却蒸发器 13 的换热介质有机工质与烟气采用分离式换热方式， 冷却蒸 发器 13 包括蒸发器 13-1、 冷凝器 13-2，。
22、 其中蒸发器 13-1 布置于烟道 23 中， 冷凝器 13-2 布 置于烟道23外， 其中的相变工质采用水或其他适宜的物质 ； 相变工质在蒸发器13-1中吸收 烟气的热量产生饱和蒸汽， 饱和蒸汽作为液态有机工质11的热源， 通过冷凝器13-2与液态 有机工质11间壁式换热， 冷却后形成凝结液再由蒸发器13-1吸收烟气的热量再产生蒸汽， 从而形成相变工质的内循环回路 ； 相变工质采用自然循环或强制循环方式。 0017 设有乏汽回热器22 ： 有机工质蒸发器14产生的有机工质蒸汽经乏汽回热器22、 过 热器9、 有机工质汽轮机17、 乏汽回热器22、 有机工质蒸发器14、 有机工质冷凝器18、 。
23、循环泵 12 回到有机工质蒸发器 14， 从而形成有机朗肯循环回路。 0018 设有与蒸汽朗肯循环系统配套的补给水系统 ： 蒸馏水箱 25 中的蒸馏水 24， 经补水 泵 26、 常温除氧器 27 除氧、 混合床 28 除盐后补入蒸汽朗肯循环系统。 0019 所述的给水加热器 8、 过热器 9、 冷凝蒸发器 10、 冷却蒸发器 13、 有机工质蒸发器 14、 乏汽回热器 22 可分别设置一个或多个， 采用串联、 并联或混联方式连接。 0020 送风机 31 送来的空气 30 进入空气预热器 32， 形成热空气 33， 进入燃烧设备 34 参 与燃烧， 生成的高温烟气经锅炉本体1、 过热器2、 。
24、给水加热器8、 空气预热器32、 蒸发器13-1 降低温度后排出。 0021 所述的有机工质冷凝器 18 按照常规技术进行设置， 采用水或空气等作为冷却介 质。 0022 本发明中所提及的前述设备的换热元件可采用列管、 翅片管、 蛇形管或螺旋槽管， 或采用其他强化传热措施的管子或其他型式的中空腔体换热元件。 0023 控制蒸发器 13-1 换热面的壁面温度稍高于烟气酸露点温度， 或采用耐腐蚀的材 料有效减轻烟气的低温腐蚀， 能够有效降低排烟温度、 避免烟气低温腐蚀的同时， 高效回收 烟气余热。 0024 本发明中未说明的设备及其备用系统、 管道、 仪表、 阀门、 保温、 具有调节功能旁路 设施。
25、等采用公知的成熟技术进行配套。 0025 设有与本发明系统配套的调控装置， 采用现有蒸汽朗肯循环发电厂、 程氏循环发 电厂或燃气 - 蒸汽联合循环发电厂的公知的成熟调控技术进行配套， 使蒸汽朗肯 - 卡琳娜 联合循环发电装置能经济、 安全、 高热效率运行， 达到节能降耗的目的。 0026 本发明相比现有技术具有如下优点 ： 1、 节能效果显著 ： 本发明设计的蒸汽朗肯 - 有机朗肯联合循环发电装置， 有别于传统 的基于朗肯循环原理的蒸汽朗肯循环和利用烟道气与有机工质间壁式换热的有机朗肯循 环系统， 采用凝汽器正压运行方式， 将汽轮机排汽作为有机朗肯循环的热源， 利用有机朗肯 循环系统对中低温热。
26、源的利用有更高效率的特点， 将凝汽器和有机朗肯循环中的蒸发器或 和过热器巧妙复合在一起， 蒸汽的汽化潜热得到有效利用， 除了蒸汽显热利用等较之蒸汽 朗肯循环有更高的效率外， 仅利用蒸汽的汽化潜热发电这块就多达50度/吨蒸汽以上， 整 个系统的绝对热效率因此提高 2% 以上 ； 因背压采用正压方式运行， 汽轮机出口乏汽能保证 一定的过热度， 新建机组的蒸汽初压可采用超临界或超超临界压力， 进一步提高发电循环 说 明 书 CN 103147806 A 6 4/6 页 7 热效率。 0027 2、 设备投资省、 运行费用大幅度下降 ： （1） 消除了传统凝汽器负压运行技术不可避免的漏气、 漏水现象，。
27、 无需在朗肯循环回路 中设置除氧器、 抽气器， 避免了传统除氧器、 抽气器等运行造成的汽水损失 ； 避免了传统技 术回收凝结水的污染及汽水损失， 仅需补充极少量的汽轮机轴封漏汽造成的水损失， 可通 过外购或自制蒸馏水补入系统 ； （2） 因正压、 封闭运行， 避免了传统朗肯循环锅炉系统的氧腐蚀、 结水垢现象， 系统汽水 损失大幅度下降， 无需配备庞大、 复杂的化学水处理系统， 水处理系统的运行费用大幅度下 降， 绝对值可降低 90% ； （3） 因汽轮机的乏汽比容比传统凝汽器的小得多， 汽轮机的体积可以大幅度减小， 凝汽 器体积比传统技术的小得多， 因而汽轮机、 冷凝器设备的相对价格降低很多 。
28、； 有机朗肯循环 系统的冷凝器因有机工质比容较小， 体积紧凑、 传热高效。 0028 3、 电厂的三废实现集成利用 ： 尾部烟道设置的热交换器采用相变换热器时， 可以 高效回收烟气的余热， 排烟温度可降低至 120左右， 相变换热器蒸发器采用耐腐蚀材料 时， 排烟温度能降低更多， 达到 85左右， 对脱硫脱硝系统的运行极为有利， 有效避免烟气 低温腐蚀的同时， 回收的热量用于有机朗肯循环系统高效发电， 更符合能量梯级利用原理。 蒸汽朗肯循环系统产生的废水、 废汽等余热均可纳入有机朗肯循环系统回收利用。从根本 上消除了其他废气、 废水、 废汽余热回收装置对整个机组热力循环系统的影响， 实现整个电。
29、 厂系统余热的真正意义的集成利用， 节水、 节汽、 节电等效果明显。 0029 4、 运行安全性明显提高 ： （1） 因蒸汽朗肯循环中汽轮机的背压采用正压方式运行， 汽轮机出口乏汽能保证一定 的过热度， 克服了传统朗肯循环机组汽轮机末级叶片因湿蒸汽而带来的设计、 运行及安全 问题， 蒸汽轮机背压正压运行， 出口蒸汽为过热蒸汽， 从根本上消除了传统蒸汽朗肯循环中 汽轮机末级叶片因湿蒸汽带来的问题设计、 制造及运行问题， 蒸汽轮机的运行工况得到优 化， 蒸汽轮机发电机组的振动较之前明显改善 ； （2） 蒸汽锅炉系统的氧腐蚀安全性能明显改善， 避免了传统蒸汽朗肯循环发电机组因 凝汽器负压运行， 空气。
30、不可避免漏入而对系统系统造成的氧腐蚀危害 ； （3） 蒸汽朗肯循环系统的水垢危害得以消除， 有效减轻了受热面过热爆管等事故的发 生， 过热器的运行工况明显改善， 安全性明显提高 ； （4） 相比于传统的有机朗肯循环技术， 采用优选方案时， 无需在烟道中设置间壁式的热 交换器， 代之采用安全性更好的分体式的相变换热器冷凝器分离式回收烟气的热量， 因烟 气中的粉尘、 腐蚀介质等引起的磨损、 腐蚀导致有机工质跟烟气接触而引起的众多安全问 题得到根本解决 ； 有机工质在相变换热器冷凝器中进行间壁式换热， 因为水蒸气的无毒、 非 助燃物质、 非可燃、 阻燃等优良的特点， 即使发生泄漏， 事故也容易得到处。
31、理、 控制， 有机朗 肯循环中的蒸发器或和过热器的运行工况明显改善 ； （5） 由于蒸汽朗肯循环排汽采用正压， 因此可以通过管道引到采用可靠防护措施的安 全处所， 有机朗肯循环系统 （包括相变换热器冷凝器） 可以独立设置在安全可靠的防护空间 内并配备可靠的安全设施， 避免跟蒸汽朗肯循环系统直接交错在一起而引发的诸多问题， 有机朗肯循环系统的安全性得到可靠保证， 为其工业化应用进一步消除安全隐患。 说 明 书 CN 103147806 A 7 5/6 页 8 附图说明 0030 图 1 是本发明的一种蒸汽朗肯 - 有机朗肯联合循环发电装置流程示意图。 0031 图 1 中 ： 1- 锅炉本体， 。
32、2- 饱和蒸汽， 3- 过热器， 3-1- 过热蒸汽， 4- 汽轮机， 5- 乏汽， 6-凝结水， 7-给水泵， 8-给水加热器， 9-过热器， 10-冷凝蒸发器， 11-液态有机工质， 12-循 环泵， 13- 冷却蒸发器， 13-1- 蒸发器， 13-2- 冷凝器， 14- 有机工质蒸发器， 15- 回热器， 16- 有机工质过热蒸汽， 17- 有机工质汽轮机， 18- 有机工质冷凝器， 19- 返流液体， 20- 有机 工质发电机， 21- 汽发电机， 22- 乏汽回热器， 23- 烟道， 24- 蒸馏水， 25- 蒸馏水箱， 26- 补水 泵， 27- 除氧器， 28- 混合床， 29。
33、- 返流水管线， 30- 空气， 31- 送风机， 32- 空气预热器， 33- 燃 烧设备。 具体实施方式 0032 以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。 0033 实施例 1 ： 如图1所示， 一种蒸汽朗肯-有机朗肯朗肯联合循环发电装置， 该装置包括蒸汽朗肯循 环、 有机朗肯循环系统， 具体实施例如下 ： 所述的蒸汽朗肯循环， 是指由锅炉本体 1 出来的饱和蒸汽 2， 经过热器 3 形成过热蒸汽 3-1， 送入汽轮机 4 带动蒸汽发电机 21 发电 ； 汽轮机 4 出来的乏汽 5 经过热器 9、 冷凝蒸发 器 10 形成凝结水 6， 凝结水 6 经给水泵 7、 给水加热器 8。
34、、 锅炉本体 1， 再产生饱和蒸汽， 从而 形成蒸汽朗肯循环回路。 0034 所述的有机朗肯循环， 是指液态有机工质 11 经循环泵 12 分别或依次送入冷凝蒸 发器 10、 冷却蒸发器 13、 有机工质蒸发器 14， 产生的有机工质蒸汽经过热器 9 形成有机工 质过热蒸汽 16， 再进入有机工质汽轮机 17， 拖动有机工质发电机 20 发电， 从有机工质汽轮 机 17 排出的乏汽经有机工质冷凝器 18 冷却形成液态有机工质 11， 再进入循环泵 12， 从而 形成有机朗肯循环回路。 0035 所述的液态有机工质为多组分溶液时， 液态有机工质 11 经循环泵 12、 或和回热器 15 依次或分。
35、别送入冷凝蒸发器 10、 冷却蒸发器 12、 有机工质蒸发器 14， 形成的贫液经回热 器15、 返流管线19返回有机工质冷凝器18， 产生的有机工质蒸汽经过热器9、 有机工质汽轮 机 17、 有机工质蒸发器 14、 有机工质冷凝器 18 形成液态有机工质 11， 再回到循环泵 12， 从 而形成有机朗肯循环回路。 0036 所述的汽轮机 4 排出的乏汽 5 的压力高于大气压力。 0037 所述的蒸汽朗肯循环回路与有机朗肯循环回路通过过热器 9、 冷凝蒸发器 10、 冷 却蒸发器 13、 有机工质蒸发器 14， 将高温端蒸汽朗肯循环和低温端有机朗肯循环有机复合 在一起， 高效回收高温端蒸汽朗肯。
36、循环的蒸汽冷凝时释放的汽化潜热用于低温端有机朗肯 循环发电。 0038 所述的冷却蒸发器 13 的换热介质有机工质与烟气采用分离式换热方式， 冷却蒸 发器 13 包括蒸发器 13-1、 冷凝器 13-2， 其中蒸发器 13-1 布置于烟道 23 中， 冷凝器 13-2 布 置于烟道23外， 其中的相变工质采用水或其他适宜的物质 ； 相变工质在蒸发器13-1中吸收 烟气的热量产生饱和蒸汽， 饱和蒸汽作为液态有机工质11的热源， 通过冷凝器13-2与液态 说 明 书 CN 103147806 A 8 6/6 页 9 有机工质11间壁式换热， 冷却后形成凝结液再由蒸发器13-1吸收烟气的热量再产生蒸。
37、汽， 从而形成相变工质的内循环回路 ； 相变工质采用自然循环或强制循环方式。 0039 设有乏汽回热器22 ： 有机工质蒸发器14产生的有机工质蒸汽经乏汽回热器22、 过 热器9、 有机工质汽轮机17、 乏汽回热器22、 有机工质蒸发器14、 有机工质冷凝器18、 循环泵 12 回到有机工质蒸发器 14， 从而形成有机朗肯循环回路。 0040 设有与蒸汽朗肯循环系统配套的补给水系统 ： 蒸馏水箱 25 中的蒸馏水 24， 经补水 泵 26、 常温除氧器 27 除氧、 混合床 28 除盐后补入蒸汽朗肯循环系统。 0041 所述的给水加热器 8、 过热器 9、 冷凝蒸发器 10、 冷却蒸发器 13。
38、、 有机工质蒸发器 14、 乏汽回热器 22 可分别设置一个或多个， 采用串联、 并联或混联方式连接。 0042 送风机 31 送来的空气 30 进入空气预热器 32， 形成热空气 33， 进入燃烧设备 34 参 与燃烧， 生成的高温烟气经锅炉本体1、 过热器2、 给水加热器8、 空气预热器32、 蒸发器13-1 降低温度后排出。 0043 所述的有机工质冷凝器 18 按照常规技术进行设置， 采用水或空气等作为冷却介 质。 0044 本发明中所提及的前述设备的换热元件可采用列管、 翅片管、 蛇形管或螺旋槽管， 或采用其他强化传热措施的管子或其他型式的中空腔体换热元件。 0045 控制蒸发器 1。
39、3-1 换热面的壁面温度稍高于烟气酸露点温度， 或采用耐腐蚀的材 料有效减轻烟气的低温腐蚀， 能够有效降低排烟温度、 避免烟气低温腐蚀的同时， 高效回收 烟气余热。 0046 本发明中未说明的设备及其备用系统、 管道、 仪表、 阀门、 保温、 具有调节功能旁路 设施等采用公知的成熟技术进行配套。 0047 设有与本发明系统配套的调控装置， 采用现有蒸汽朗肯循环发电厂、 程氏循环发 电厂或燃气 - 蒸汽联合循环发电厂的公知的成熟调控技术进行配套， 使蒸汽朗肯 - 有机朗 肯联合循环发电装置能经济、 安全、 高热效率运行， 达到节能降耗的目的。 0048 虽然本发明已以较佳实施例公开如上， 但它们并不是用来限定本发明， 任何熟悉 此技艺者， 在不脱离本发明之精神和范围内， 自当可作各种变化或润饰， 同样属于本发明之 保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的为准。 说 明 书 CN 103147806 A 9 1/1 页 10 图 1 说 明 书 附 图 CN 103147806 A 10 。