熱泵耦合熱電聯產的供暖系統的製作方法

2023-09-20 05:36:15

專利名稱：熱泵耦合熱電聯產的供暖系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於能源領域，特別涉及一種熱泵耦合熱電聯產的供暖系統，該裝置 通過電廠熱電聯產和循環水熱泵的耦合，擴大了電廠的供熱能力，提高了熱力發電廠的熱 經濟性。
背景技術：
通過熱電廠熱電聯產實現區域集中供熱能夠實現能源的梯級利用，是高效環保的 能源利用方式之一，目前我國在新建電廠時對於具有區域熱負荷的地方優先考慮熱電聯產 熱電廠。在熱電聯產技術中，汽輪機可採用抽汽凝汽式和背壓式機組。其中背壓機組發電 冷源損失全部用於供熱，全廠熱效率幾乎等於鍋爐效率乘管道效率，能源利用率最高。但這 種情況實現的前提是在機組運行是要有足夠的熱負荷，當熱負荷小的時候發電也少，而且 熱電比不易實現調節。當按冬天條件設計工況時，夏天機組的效率較低，這樣全年總體運行 效率並不高。抽汽凝汽式機組實質是背壓機組和凝汽機組的組合，循環水帶走大量的冷源 損失，能源利用率比背壓機組低。另外加熱熱網加熱器的抽汽往往從中壓缸等壓力較高的 地方抽汽，這樣在熱網加熱器這個環節又增加了作用能力損失。但相比背壓式機組，抽汽凝 汽式機組隨熱電負荷變化進行易於調節，全年效率變化沒有背壓式機組那麼明顯。總之，無 論背壓式機組還是抽汽凝汽式機組在實現熱電聯產集中供熱中都有一定的缺陷。熱泵也是一種提供熱能的方式，它是通過消耗少量動力或燃料為代價將無用的低 溫熱能變為有用的高溫熱能的系統裝置。根據這些低溫熱能的不同，可以分為空氣源熱泵、 土壤源熱泵、汙水源熱泵、地下水源熱泵、地表水源熱泵和工業廢水熱泵等。但這些熱泵多 數在溫度較低的氣候條件下其能效比較低，也就是說在每年最冷的時候其供熱效果較差， 這大大的影響了生活的品質。

實用新型內容本實用新型的目的是針對現有技術中無論背壓式機組還是抽汽凝汽式機組在實 現熱電聯產集中供熱中都有一定的缺陷或熱泵多數在溫度較低的氣候條件下其能效比較 低，也就是說在每年最冷的時候其供熱效果較差，這大大的影響了生活的品質的不足而提 出一種熱泵耦合熱電聯產的供暖系統，其特徵在於，該裝置由汽輪機、蒸汽壓縮式熱泵、背 壓小汽輪機、熱網加熱器以及和附屬設備，採用相應的管路連接組成；系統組成形式有兩 種，第一種形式是汽輪機1的抽汽分別連接一次熱網加熱器6和小汽輪機3，小汽輪機3排 汽連接一次熱網加熱器(6)，小汽輪機3的主軸和第一類型熱泵5的壓縮機連接；汽輪機凝 汽器2通過管路和循環泵連接至第一類型熱泵5的蒸發器，第一類型熱泵系統5的蒸發器 再和電廠循環水冷卻設施4相連；第一類型熱泵5冷凝器、一次熱網加熱器6和二次熱網水 換熱器7、區域熱網換熱器11組成供熱熱網水迴路；第三類型熱泵10並聯接在該供熱熱網 水迴路中；二次熱網水換熱器7與第二區域熱用戶12、第三區域熱用戶13和第二類型熱泵8高溫熱匯組成串聯迴路，第二類型熱泵8蒸發器連接其它低溫熱源9。所述兩種系統形式的第二種形式是在上述第一類型熱泵5的冷凝器不和一次熱 網加熱器6連接，而是將其直接和第一熱用戶14相連形成迴路，其餘連接與第一種形式相 同。所述第一類型熱泵選用壓縮式熱泵，第二類型熱泵和第三類型熱泵均選用壓縮式 熱泵或吸收式熱泵。本實用新型的有益效果是充分利用凝汽式機組大量的冷源損失，通過電廠循環水 熱泵和熱電聯產兩者的協同作用，克服熱電聯產和熱泵各自的缺陷，實現區域集中供暖。

圖1是實施例1熱泵耦合熱電聯產裝置示意圖；圖2是實施例2熱泵耦合熱電聯產裝置示意圖。圖中1是電廠發電汽輪機，2是凝汽器，3是驅動熱泵的小汽輪機，4是電廠循環水 冷卻設施，5是第一類型熱泵系統，6是一次熱網加熱器，7是二次熱網水換熱器，8是第二類 型熱泵，9是其它低溫熱源，10是第三類型熱泵，11是區域熱網換熱器，12是第三區域熱用 戶，12第二區域熱用戶、13是第三區域熱用戶，14是第一區域熱用戶。
具體實施方式
本實用新型提出一種熱泵耦合熱電聯產的供暖系統，
以下結合附圖和具體實施例 進一步詳細描述本實用新型。實施例1圖1中蒸汽進入電廠發電汽輪機1做功，電廠發電汽輪機1中的排汽進入凝汽器 2冷凝後送給鍋爐給水。冷凝器的循環冷卻水從電廠循環水冷卻設施4提取，循環水進入 冷凝器2參與換熱後溫度升高，高溫的循環水一部分到電廠循環水冷卻設施4去冷卻，另外 一部分作為第一類型熱泵系統的低溫熱源，它被第一類熱泵系統5吸收熱量後溫度降低， 降低溫度後的水也流入到電廠循環水冷卻設施4。在汽輪機1中做過功的一部分蒸汽被抽 出，其中一部分送到一次熱網加熱器6中加熱一次熱網水，提高熱網水的溫度，另一部分作 為驅動第一類型熱泵5中壓縮機運行的小汽輪機3的進汽，小汽輪機3的排汽被排到一次 熱網加熱器6中加熱熱網水。一次熱網的熱網水回到電廠後首先被第一類型熱泵5加熱，加熱後的熱網水再進 入一次熱網加熱器6進一步加熱。從熱網加熱器出來的熱網水送到廠外的熱網水換熱器7， 通過二次熱網和一次熱網的換熱，12第二區域熱用戶、13是第三區域熱用戶獲得了一次熱 網的熱量。在沿二次熱網經過的管線中，當有合適的其它低溫熱源9時，可以設置第二類型 熱泵8。根據當地的條件，第二類型熱泵8可以是吸收式熱泵，也可以是壓縮式熱泵，驅動可 以是較大型的軸流式壓縮式，也可以是較小型的螺杆式壓縮機，根據具體的情況可以靈活 設置，第二類型熱泵8提取的熱量和二次熱網水一起共同為串聯或並聯的第二區域熱用戶 12、第三區域熱用戶13供熱。當熱網水回水距離電廠較近時，其回水溫度較低，可能不能夠 滿足熱用戶的需求，在這些區域可以設置第三類型熱泵10，第三類型熱泵10利用熱網回水 作為其低溫熱源實現在一定區域的供熱。[0016]實施例2實施例2類似實施例1，所不同的是，實施例1第一類型熱泵加熱熱網水後再由熱 網加熱器加熱，然後輸送到二次熱網水換熱器7去向用戶供暖，而實施例2中第一類型熱泵 對電廠附近區域第一區域熱用戶14實現近距離供暖。實施例2中，圖2中一次熱網的熱網水回到電廠後一部分進入第一類型熱泵系統5 加熱，一部分進入一次熱網加熱器6加熱。被第一類型熱泵系統5加熱的熱網水輸送到電 廠附近區域第一區域熱用戶14實現近距離供暖，而被一次熱網加熱器6加熱的熱網水實現 遠距離供暖。最後，還需要注意的是，以上列舉的僅是本實用新型的具體實施例。顯然，本實用 新型不限於以上實施例，還可以有許多變形。上述實施方案都只能認為是對本實用新型的 說明而不能限制本實用新型，權利要求書指出了本實用新型的範圍，而上述的說明並未全 部指出本實用新型的範圍。因此，在與本實用新型的權利要求書相當的含義和範圍內的任 何改變，都應認為是包括在權利要求書的範圍內。
權利要求一種熱泵耦合熱電聯產的供暖系統，其特徵在於，該裝置由汽輪機、蒸汽壓縮式熱泵、背壓小汽輪機、熱網加熱器以及和附屬設備，採用相應的管路連接組成；系統組成形式有兩種，第一種形式是汽輪機(1)的抽汽分別連接一次熱網加熱器(6)和小汽輪機(3)，小汽輪機(3)排汽連接一次熱網加熱器(6)，小汽輪機(3)的主軸和第一類型熱泵(5)的壓縮機連接；汽輪機凝汽器(2)通過管路和循環泵連接至第一類型熱泵(5)的蒸發器，第一類型熱泵系統(5)的蒸發器再和電廠循環水冷卻設施(4)相連；第一類型熱泵(5)冷凝器、一次熱網加熱器(6)和二次熱網水換熱器(7)、區域熱網換熱器(11)組成供熱熱網水迴路；第三類型熱泵(10)並聯接在該供熱熱網水迴路中；二次熱網水換熱器(7)與第二區域熱用戶(12)、第三區域熱用戶(13)和第二類型熱泵(8)高溫熱匯組成串聯迴路，第二類型熱泵(8)蒸發器連接其它低溫熱源(9)。
2.根據權利要求1所述熱泵耦合熱電聯產的供暖系統，其特徵在於，所述兩種系統形 式的第二種形式是在上述第一類型熱泵(5)的冷凝器不和一次熱網加熱器(6)連接，而是 將其直接和第一區域熱用戶(14)相連形成迴路，其餘連接與第一種形式相同。
3.根據權利要求1所述熱泵耦合熱電聯產的供暖系統，其特徵在於，所述第一類型熱 泵選用壓縮式熱泵，第二類型熱泵和第三類型熱泵均選用壓縮式熱泵或吸收式熱泵。
專利摘要本實用新型屬於能源領域的一種熱泵耦合熱電聯產的供暖系統，該裝置由汽輪機、蒸汽壓縮式熱泵、背壓小汽輪機、熱網加熱器以及相應的管路和附屬設備組成。該裝置利用電廠循環水作為熱泵的熱源，熱泵壓縮機通過電廠做過功的中壓蒸汽驅動小汽輪機驅動，小汽輪機排汽進入熱網加熱器加熱熱網水。既利用了電廠循環冷卻水的熱量，又降低了熱電聯產中壓蒸汽的做功能力不足；另一方面，通過吸收式熱泵在熱網中和一次網及二次網的耦合，降低一次網的回水溫度，實現從電廠循環水外的低溫熱源提取熱量的功能。
文檔編號F24D12/02GK201672587SQ201020179960
公開日2010年12月15日 申請日期2010年4月29日 優先權日2010年4月29日
發明者於剛, 卞雙, 張光, 張永生, 邢長燕, 鞠翠玲 申請人:華北電力大學