[摘要]：本文提出了一种不同于现有蒸汽发电循环的设计思路，利用水在不同温度下凝结和汽化的特性，采用冷源热量回收装置，构建了一种全新的热力循环流程，采用蒸汽凝结、凝结水汽化对等换热设备，实现热力循环中冷源损失的全额回收。该设计改变了朗肯循环效率低下的现状，提高了热力发电循环效率，为热力发电设备的设计和制造提供了一种全新的思路。

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[关键词]：冷源热量回收；蒸汽凝结；凝结水汽化；朗肯循环.；提高效率

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1.问题提出背景

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燃煤发电机组的应用距今已有一百多年的历史，随着技术的不断进步，燃煤发电机组的工艺流程得以不断优化，新蒸汽的压力温度参数得到不断提升，效率也得到不断提高。我国煤炭资源丰富，为燃煤发电机组的发展提供了良好的条件，提供了国内超过60%的电力能源，尽管新能源的比重逐渐增大，技术也在不断进步，但燃煤机组发电仍将在长期能源格局中占据重要地位。

燃煤发电采用蒸汽朗肯循环（图1），利用水的相变热性完成整个热力发电过程。水在锅炉中加热生成高温高压蒸汽，由蒸汽推动汽轮机带动发电机发电，做功后的蒸汽经冷源凝结成水，然后再进入锅炉进行加热，循环往复，构成朗肯发电循环。其中最大的热量损失为蒸汽的凝结换热，这部分热量占到新蒸汽焓值超过60%，导致蒸汽发电循环的效率不到40%。尽管我们通过回热、再热、二次再热和提高蒸汽的温度参数等各种手段提高热量利用，目前燃煤发电机组的效率仍低于50%。

2.蒸汽发电循环效率低的原因

如上所述，蒸汽发电循环效率的主要原因在于朗肯循环中存在蒸汽凝结换热这一过程。在这一过程中做完功的蒸汽进入凝汽器，在循环水的冷却作用下蒸汽凝结成水，大量的热量传递给循环水，经冷却塔散入大气。

如新蒸汽参数为30MPa，630℃，焓值为3535.50kJ/kg，假设蒸汽的凝结温度为38℃，干饱和蒸汽的焓值为2569.77kJ/kg，凝结成水的焓值为159.14kJ/kg，蒸汽放出的热量为2410.63kJ/kg。

Q凝/Q新 = 2410.63/3535.50 = 68%

按以上条件，蒸汽凝结放热占新蒸汽热量的68%。

尽管蒸汽发电循环采用了蒸汽回热、再热等手段提高效率，其本质仍是通过减少蒸汽的凝结量，目的仍是减少冷源损失。

冷源损失是蒸汽朗肯循环效率低的主要原因，在热力发电行业已经是共识。即使是燃气蒸汽联合循环机组，由于蒸汽循环的存在，效率的提升也受到了限制。