一種用于中高壓電大功率電極蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種用于中高壓電大功率電極蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，包括依次連接的電極鍋爐、蒸汽換熱器、蓄熱容器、輸熱換熱器，所述輸熱換熱器用于將熱量輸送到用戶，所述蓄熱容器和蒸汽換熱器之間設(shè)置有蓄熱循環(huán)泵，所述蓄熱容器和輸熱換熱器之間設(shè)置有放熱循環(huán)泵，所述電極鍋爐與制備純水的水處理裝置相連接，在電極鍋爐與水處理裝置之間設(shè)置有用于加入電解質(zhì)的加藥裝置。利用本實用新型，10KV以上高壓電可以直接接入鍋爐系統(tǒng)，無需變壓設(shè)備及相應(yīng)的電力電纜，減少了電力損耗和送變電成本。
【專利說明】
一種用于中高壓電大功率電極蒸汽發(fā)生系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種電力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，尤其是涉及一種用于中高壓電大功率電極蒸汽發(fā)生系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]20世紀(jì)20年代，瑞典首次實用新型了浸沒式高電壓電極鍋爐，大大提高了控制精度，改進(jìn)后的設(shè)計容許高電壓直接連接(6-15kV)，稱為高電壓電極鍋爐。
[0003]1970至1980年代，歐美的核電站建設(shè)進(jìn)入了高峰期，開始使用電極蒸汽鍋爐。由于沒有油氣鍋爐的排放問題，清潔環(huán)保，安全程度高，電極蒸汽鍋爐作為核電的啟動鍋爐，受到了核電行業(yè)較為普遍的接受。
[0004]蒸汽鍋爐分為低壓電阻式和高壓電極式。低壓電阻式(380V)，輔助設(shè)備多、投資高，系統(tǒng)熱效率低，蓄熱溫度低，鍋爐本體易損，占地面積大并且380V的低壓技術(shù)配電問題限制了電蓄熱技術(shù)的應(yīng)用。而高壓電極式鍋爐(10KV)并無這些劣勢，并且高壓1KV取代低壓勢在必行。
[0005]資料出處:電極式電熱鍋爐簡介，《工業(yè)鍋爐》1985第02期。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)缺陷:采用電阻式加熱方式，這種加熱方式采用380V低壓供電，制約了鍋爐的總功率，單機(jī)最大功率最大2.8MW。并且這種方式進(jìn)線方式需要變壓器、高低壓配電柜、電纜及橋架，電力系統(tǒng)的投資遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于采暖主機(jī)的投資。蓄熱溫度偏低，會產(chǎn)生電力損耗。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型提供了一種用于中高壓電大功率電極蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，解決了電極式電熱鍋爐的應(yīng)用問題，其技術(shù)方案如下所述:
[0008]—種用于中高壓電大功率電極蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，包括依次連接的電極鍋爐、蒸汽換熱器、蓄熱容器、輸熱換熱器，所述輸熱換熱器用于將熱量輸送到用戶，所述蓄熱容器和蒸汽換熱器之間設(shè)置有蓄熱循環(huán)栗，所述蓄熱容器和輸熱換熱器之間設(shè)置有放熱循環(huán)栗，所述電極鍋爐與制備純水的水處理裝置相連接，在電極鍋爐與水處理裝置之間設(shè)置有用于加入電解質(zhì)的加藥裝置，用于穩(wěn)定鍋爐內(nèi)電解質(zhì)的濃度。
[0009]所述放熱循環(huán)栗和輸熱換熱器之間設(shè)置有補(bǔ)水裝置，用于為蓄熱容器補(bǔ)水。
[0010]所述電極鍋爐還連接有膨脹罐，用于保持系統(tǒng)壓力。
[0011]所述電極鍋爐還連接有取樣器，用于抽取水樣檢測鍋爐內(nèi)水質(zhì)。
[0012]所述電極鍋爐包括鍋爐本體，在鍋爐本體內(nèi)設(shè)置有零電極、低位電解質(zhì)和用于固定相電極的電極座，所述零電極自身構(gòu)成高位水箱，高位水箱內(nèi)設(shè)置有高位電解質(zhì)，所述相電極伸入到高位水箱內(nèi)，所述高位電解質(zhì)通過輸入裝置和輸出裝置與低位電解質(zhì)相連通。低位水箱中的低位電解質(zhì)通過循環(huán)栗源源不斷輸入到高位水箱中，高位水箱中的電解質(zhì)在重力作用下通過調(diào)節(jié)閥流回低位水箱。
[0013]所述輸入裝置包括依次連接的栗吸入管、循環(huán)栗、栗出水管、布水管，所述栗吸入管用于吸入低位電解質(zhì)，所述布水管與高位水箱相連接，用于將低位電解質(zhì)傳送到高位電解質(zhì)內(nèi)。
[0014]所述相電極包括一個或多個電極片，所述電極片構(gòu)成中心對稱的垂直于液面的球體或者多面型體。
[0015]所述高位水箱位于低位電解質(zhì)的上部，并高出低位電解質(zhì)的液面，在高位水箱對著低位電解質(zhì)的部位設(shè)置有控制閥門，所述控制閥門的開關(guān)以及開度大小由執(zhí)行器連桿進(jìn)行控制。
[0016]所述循環(huán)栗和栗出水管之間設(shè)置有管控閥門。
[0017]所述電極鍋爐設(shè)置有功率檢測裝置。
[0018]利用本實用新型，1KV以上高壓電可以直接接入鍋爐系統(tǒng)，無需變壓設(shè)備及相應(yīng)的電力電纜，減少了電力損耗和送變電成本。
[0019]高電壓電極技術(shù)解決了低壓電鍋爐的配電投資大的問題。此技術(shù)還解決了鍋爐的干燒安全問題，沒有水，電流就沒有了傳遞的介質(zhì)，也就無法產(chǎn)生蒸汽，電極與水脫離接觸時電極間的電流通道被切斷，功率為零，因此此技術(shù)十分安全，同時由于使用的水作為加熱介質(zhì)，還具有無污染、無噪音的特點。同時此技術(shù)可以把電鍋爐的單機(jī)功率提高到70MW以上。
【附圖說明】

[0020]圖1是所述用于中高壓電大功率電極蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖2是所述電極鍋爐的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]1、電極片，2、零電極，3、控制閥門，4、栗吸入管，5、循環(huán)栗，6、栗出水管，7、低位電解質(zhì)，8、執(zhí)行器連桿，9、布水管，1、高位電解質(zhì)，11、鍋爐本體，12、電極座，13、管控閥門，14、高位水箱，21、電極鍋爐，22、加藥裝置，23、膨脹罐，24、水處理裝置，25、取樣器，26、輸熱換熱器，27、補(bǔ)水裝置，28、放熱循環(huán)栗，29、蓄熱容器，30、蓄熱循環(huán)栗，31、蒸汽換熱器。
【具體實施方式】
[0023]電極技術(shù)原理是電解質(zhì)溶液具有導(dǎo)電性，當(dāng)電流通過電解質(zhì)溶液的時候，就會電解產(chǎn)生熱從而加熱水產(chǎn)生蒸汽。因為是將電能直接轉(zhuǎn)換為熱能，沒有中間過程，幾乎無能量損失，因此電極加熱具有很高的熱轉(zhuǎn)換效率，通?？梢赃_(dá)到99.8 %以上。
[0024]如圖1所示，所述用于中高壓電大功率電極蒸汽發(fā)生系統(tǒng)包括電極鍋爐21、加藥裝置22、膨脹罐23、水處理裝置24、取樣器25、輸熱換熱器26、補(bǔ)水裝置27、放熱循環(huán)栗28、蓄熱容器29、蓄熱循環(huán)栗30和蒸汽換熱器31。
[0025]經(jīng)過水處理裝置24產(chǎn)生的純水加入電極鍋爐21中，由加藥系統(tǒng)22加入電解質(zhì)，取樣器25用于抽取水樣檢測鍋爐內(nèi)水質(zhì)。電極鍋爐21生成的蒸汽，在蒸汽換熱器31中放熱凝結(jié)成水，通過栗送回鍋爐循環(huán)使用。
[0026]從蒸汽換熱器31換出的熱量經(jīng)過蓄熱循環(huán)栗30儲存到蓄熱容器29中，再由放熱循環(huán)栗28將熱量通過輸熱換熱器26傳輸至用戶。補(bǔ)水裝置27用于為蓄熱容器補(bǔ)水，膨脹罐23用于保持系統(tǒng)壓力。
[0027]如圖2所示，所述電極鍋爐21是一個由液位功率調(diào)節(jié)裝置構(gòu)造的大功率電極蒸汽鍋爐，設(shè)置有功率檢測裝置，鍋爐本體11的下部是低位電解質(zhì)7，零電極2自身構(gòu)成高位水箱14，零電極內(nèi)是高位電解質(zhì)10，相電極由多個電極片I形成垂直于水面的環(huán)狀組成，相電極固定在鍋爐本體12上的電極座12內(nèi)。
[0028]所述相電極伸入到高位水箱14內(nèi)，所述高位電解質(zhì)通過輸入裝置和輸出裝置與低位電解質(zhì)相溝通。
[0029]低位電解質(zhì)7通過栗吸入管4進(jìn)入循環(huán)栗5，通過栗出水管6從布水管9送入高位水箱14。其中，高度差和閥門的口徑有關(guān)，符合流體通過不同口徑的流量與流場兩側(cè)的壓力差之間的流體動力學(xué)關(guān)系，具體數(shù)值依鍋爐規(guī)格而不同。所述循環(huán)栗和栗出水管之間設(shè)置有管控閥門13。
[0030]鍋爐工作時啟動循環(huán)栗5，高位電解質(zhì)10液位升高，電極片I插入高位電解質(zhì)10中，通過執(zhí)行器連桿8控制高位水箱底部的控制閥門3的開度，從而控制高位電解質(zhì)10的液位達(dá)到調(diào)節(jié)電極加熱功率的目的。
[0031]外部機(jī)械帶動執(zhí)行器連桿8使控制閥門3的開度減小，則高位電解質(zhì)10的液位逐漸升高，加熱功率隨之增大;反之，帶動執(zhí)行器連桿8使控制閥門3開度加大，則高位電解質(zhì)10液位降低，加熱功率減小。
[0032]舉例:將行程為90度角的電動執(zhí)行器軸聯(lián)在執(zhí)行器連桿8上，對應(yīng)控制閥門開度為O度最大、90度最小，通過感應(yīng)器測量輸入電流并對應(yīng)在控制器中換算成輸入功率。
[0033]假如控制器設(shè)定輸入功率為額定值的50%，這時如果檢測到的功率小于設(shè)定值，電動執(zhí)行器向90度方向旋轉(zhuǎn)一個小角度，控制閥門開度略微減小一點，然后進(jìn)入下一個檢測周期，如此反復(fù)進(jìn)行，直至檢測到的輸入功率等于設(shè)定值為止;如果檢測到的輸入功率大于設(shè)定值，則電動執(zhí)行器向O度方向旋轉(zhuǎn)一個小角度，控制閥門略微開大，再進(jìn)入下一個檢測周期，如此循環(huán)直至輸入功率等于設(shè)定值。
[0034]利用本實用新型，1KV以上高壓電可以直接接入鍋爐系統(tǒng)，無需變壓設(shè)備及相應(yīng)的電力電纜，減少了電力損耗和送變電成本。
【主權(quán)項】
1.一種用于中高壓電大功率電極蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:包括依次連接的電極鍋爐、蒸汽換熱器、蓄熱容器、輸熱換熱器，所述輸熱換熱器用于將熱量輸送到用戶，所述蓄熱容器和蒸汽換熱器之間設(shè)置有蓄熱循環(huán)栗，所述蓄熱容器和輸熱換熱器之間設(shè)置有放熱循環(huán)栗，所述電極鍋爐與制備純水的水處理裝置相連接，在電極鍋爐與水處理裝置之間設(shè)置有用于加入電解質(zhì)的加藥裝置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于中高壓電大功率電極蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:所述放熱循環(huán)栗和輸熱換熱器之間設(shè)置有補(bǔ)水裝置，用于為蓄熱容器補(bǔ)水。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于中高壓電大功率電極蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:所述電極鍋爐還連接有膨脹罐，用于保持系統(tǒng)壓力。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于中高壓電大功率電極蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:所述電極鍋爐還連接有取樣器，用于抽取水樣檢測鍋爐內(nèi)水質(zhì)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于中高壓電大功率電極蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:所述電極鍋爐包括鍋爐本體，在鍋爐本體內(nèi)設(shè)置有零電極、低位電解質(zhì)和用于固定相電極的電極座，所述零電極自身構(gòu)成高位水箱，高位水箱內(nèi)設(shè)置有高位電解質(zhì)，所述相電極伸入到高位水箱內(nèi)，所述高位電解質(zhì)通過輸入裝置和輸出裝置與低位電解質(zhì)相連通。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于中高壓電大功率電極蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:所述輸入裝置包括依次連接的栗吸入管、循環(huán)栗、栗出水管、布水管，所述栗吸入管用于吸入低位電解質(zhì)，所述布水管與高位水箱相連接，用于將低位電解質(zhì)傳送到高位電解質(zhì)內(nèi)。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于中高壓電大功率電極蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:所述相電極包括一個或多個電極片，所述電極片設(shè)置為構(gòu)成中心對稱的垂直于液面的球體或多邊形體。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于中高壓電大功率電極蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:所述高位水箱位于低位電解質(zhì)的上部，并高出低位電解質(zhì)的液面，在高位水箱對著低位電解質(zhì)的部位設(shè)置有控制閥門，所述控制閥門的開關(guān)以及開度大小由執(zhí)行器連桿進(jìn)行控制。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于中高壓電大功率電極蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:所述循環(huán)栗和栗出水管之間設(shè)置有管控閥門。10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于中高壓電大功率電極蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于:所述電極鍋爐設(shè)置有功率檢測裝置。
【文檔編號】F22B1/30GK205690372SQ201620537101
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月3日 公開號201620537101.7, CN 201620537101, CN 205690372 U, CN 205690372U, CN-U-205690372, CN201620537101, CN201620537101.7, CN205690372 U, CN205690372U
【發(fā)明人】周淑云, 韓圍棋, 丁曉彬, 張朝陽, 朱南方, 楊二博
【申請人】北京瑞特愛能源科技股份有限公司