一種用于中高壓電大功率電極蒸汽發生系統的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種用于中高壓電大功率電極蒸汽發生系統，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置有蓄熱循環泵，所述蓄熱容器和輸熱換熱器之間設置有放熱循環泵，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置有用于加入電解質的加藥裝置。利用本發明，10KV以上高壓電可以直接接入鍋爐系統，無需變壓設備及相應的電力電纜，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生系統
技術領域
[0001]本發明涉及一種電力調節系統，尤其是涉及一種用于中高壓電大功率電極蒸汽發生系統。
【背景技術】
[0002]20世紀20年代，瑞典首次發明了浸沒式高電壓電極鍋爐，大大提高了控制精度，改進后的設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，歐美的核電站建設進入了高峰期，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)，輔助設備多、投資高，系統熱效率低，蓄熱溫度低，鍋爐本體易損，占地面積大并且380V的低壓技術配電問題限制了電蓄熱技術的應用。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，《工業鍋爐》1985第02期。
[0006]現有技術缺陷: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，單機最大功率最大2.8MW。并且這種方式進線方式需要變壓器、高低壓配電柜、電纜及橋架，電力系統的投資遠遠大于采暖主機的投資。蓄熱溫度偏低，會產生電力損耗。
【發明內容】
[0007]本發明提供了一種用于中高壓電大功率電極蒸汽發生系統，解決了電極式電熱鍋爐的應用問題，其技術方案如下所述:
[0008]—種用于中高壓電大功率電極蒸汽發生系統，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置有蓄熱循環栗，所述蓄熱容器和輸熱換熱器之間設置有放熱循環栗，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置有用于加入電解質的加藥裝置，用于穩定鍋爐內電解質的濃度。
[0009]所述放熱循環栗和輸熱換熱器之間設置有補水裝置，用于為蓄熱容器補水。
[0010]所述電極鍋爐還連接有膨脹罐，用于保持系統壓力。
[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水質。
[0012]所述電極鍋爐包括鍋爐本體，在鍋爐本體內設置有零電極、低位電解質和用于固定相電極的電極座，所述零電極自身構成高位水箱，高位水箱內設置有高位電解質，所述相電極伸入到高位水箱內，所述高位電解質通過輸入裝置和輸出裝置與低位電解質相連通。低位水箱中的低位電解質通過循環栗源源不斷輸入到高位水箱中，高位水箱中的電解質在重力作用下通過調節閥流回低位水箱。
[0013]所述輸入裝置包括依次連接的栗吸入管、循環栗、栗出水管、布水管，所述栗吸入管用于吸入低位電解質，所述布水管與高位水箱相連接，用于將低位電解質傳送到高位電解質內。
[0014]所述相電極包括一個或多個電極片，所述電極片構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的上部，并高出低位電解質的液面，在高位水箱對著低位電解質的部位設置有控制閥門，所述控制閥門的開關以及開度大小由執行器連桿進行控制。
[0016]所述循環栗和栗出水管之間設置有管控閥門。
[0017]所述電極鍋爐設置有功率檢測裝置。
[0018]利用本發明，1KV以上高壓電可以直接接入鍋爐系統，無需變壓設備及相應的電力電纜，減少了電力損耗和送變電成本。
[0019]高電壓電極技術解決了低壓電鍋爐的配電投資大的問題。此技術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，也就無法產生蒸汽，電極與水脫離接觸時電極間的電流通道被切斷，功率為零，因此此技術十分安全，同時由于使用的水作為加熱介質，還具有無污染、無噪音的特點。同時此技術可以把電鍋爐的單機功率提高到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生系統的結構示意圖；
[0021 ]圖2是所述電極鍋爐的結構示意圖；
[0022]1、電極片，2、零電極，3、控制閥門，4、栗吸入管，5、循環栗，6、栗出水管，7、低位電解質，8、執行器連桿，9、布水管，1、高位電解質，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、補水裝置，28、放熱循環栗，29、蓄熱容器，30、蓄熱循環栗，31、蒸汽換熱器。
【具體實施方式】
[0023]電極技術原理是電解質溶液具有導電性，當電流通過電解質溶液的時候，就會電解產生熱從而加熱水產生蒸汽。因為是將電能直接轉換為熱能，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換效率，通常可以達到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生系統包括電極鍋爐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、補水裝置27、放熱循環栗28、蓄熱容器29、蓄熱循環栗30和蒸汽換熱器31。
[0025]經過水處理裝置24產生的純水加入電極鍋爐21中，由加藥系統22加入電解質，取樣器25用于抽取水樣檢測鍋爐內水質。電極鍋爐21生成的蒸汽，在蒸汽換熱器31中放熱凝結成水，通過栗送回鍋爐循環使用。
[0026]從蒸汽換熱器31換出的熱量經過蓄熱循環栗30儲存到蓄熱容器29中，再由放熱循環栗28將熱量通過輸熱換熱器26傳輸至用戶。補水裝置27用于為蓄熱容器補水，膨脹罐23用于保持系統壓力。
[0027]如圖2所示，所述電極鍋爐21是一個由液位功率調節裝置構造的大功率電極蒸汽鍋爐，設置有功率檢測裝置，鍋爐本體11的下部是低位電解質7，零電極2自身構成高位水箱14，零電極內是高位電解質10，相電極由多個電極片I形成垂直于水面的環狀組成，相電極固定在鍋爐本體12上的電極座12內。
[0028]所述相電極伸入到高位水箱14內，所述高位電解質通過輸入裝置和輸出裝置與低位電解質相溝通。
[0029]低位電解質7通過栗吸入管4進入循環栗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，符合流體通過不同口徑的流量與流場兩側的壓力差之間的流體動力學關系，具體數值依鍋爐規格而不同。所述循環栗和栗出水管之間設置有管控閥門13。
[0030]鍋爐工作時啟動循環栗5，高位電解質10液位升高，電極片I插入高位電解質10中，通過執行器連桿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10的液位達到調節電極加熱功率的目的。
[0031]外部機械帶動執行器連桿8使控制閥門3的開度減小，則高位電解質10的液位逐漸升高，加熱功率隨之增大;反之，帶動執行器連桿8使控制閥門3開度加大，則高位電解質10液位降低，加熱功率減小。
[0032]舉例:將行程為90度角的電動執行器軸聯在執行器連桿8上，對應控制閥門開度為O度最大、90度最小，通過感應器測量輸入電流并對應在控制器中換算成輸入功率。
[0033]假如控制器設定輸入功率為額定值的50%，這時如果檢測到的功率小于設定值，電動執行器向90度方向旋轉一個小角度，控制閥門開度略微減小一點，然后進入下一個檢測周期，如此反復進行，直至檢測到的輸入功率等于設定值為止;如果檢測到的輸入功率大于設定值，則電動執行器向O度方向旋轉一個小角度，控制閥門略微開大，再進入下一個檢測周期，如此循環直至輸入功率等于設定值。
[0034]利用本發明，1KV以上高壓電可以直接接入鍋爐系統，無需變壓設備及相應的電力電纜，減少了電力損耗和送變電成本。
【主權項】
1.一種用于中高壓電大功率電極蒸汽發生系統，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置有蓄熱循環栗，所述蓄熱容器和輸熱換熱器之間設置有放熱循環栗，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置有用于加入電解質的加藥裝置。2.根據權利要求1所述的用于中高壓電大功率電極蒸汽發生系統，其特征在于:所述放熱循環栗和輸熱換熱器之間設置有補水裝置，用于為蓄熱容器補水。3.根據權利要求1所述的用于中高壓電大功率電極蒸汽發生系統，其特征在于:所述電極鍋爐還連接有膨脹罐，用于保持系統壓力。4.根據權利要求1所述的用于中高壓電大功率電極蒸汽發生系統，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水質。5.根據權利要求1所述的用于中高壓電大功率電極蒸汽發生系統，其特征在于:所述電極鍋爐包括鍋爐本體，在鍋爐本體內設置有零電極、低位電解質和用于固定相電極的電極座，所述零電極自身構成高位水箱，高位水箱內設置有高位電解質，所述相電極伸入到高位水箱內，所述高位電解質通過輸入裝置和輸出裝置與低位電解質相連通。6.根據權利要求5所述的用于中高壓電大功率電極蒸汽發生系統，其特征在于:所述輸入裝置包括依次連接的栗吸入管、循環栗、栗出水管、布水管，所述栗吸入管用于吸入低位電解質，所述布水管與高位水箱相連接，用于將低位電解質傳送到高位電解質內。7.根據權利要求5所述的用于中高壓電大功率電極蒸汽發生系統，其特征在于:所述相電極包括一個或多個電極片，所述電極片設置為構成中心對稱的垂直于液面的球體或多邊形體。8.根據權利要求5所述的用于中高壓電大功率電極蒸汽發生系統，其特征在于:所述高位水箱位于低位電解質的上部，并高出低位電解質的液面，在高位水箱對著低位電解質的部位設置有控制閥門，所述控制閥門的開關以及開度大小由執行器連桿進行控制。9.根據權利要求6所述的用于中高壓電大功率電極蒸汽發生系統，其特征在于:所述循環栗和栗出水管之間設置有管控閥門。10.根據權利要求5所述的用于中高壓電大功率電極蒸汽發生系統，其特征在于:所述電極鍋爐設置有功率檢測裝置。
【文檔編號】F22B37/42GK105889886SQ201610391066
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月3日
【發明人】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