熱電廠回收主輔機冷凝廢熱熱網回水串聯汽水式供熱系統的製作方法

2023-06-15 08:52:11 3

專利名稱：熱電廠回收主輔機冷凝廢熱熱網回水串聯汽水式供熱系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種熱電聯供供熱系統，適用於熱電聯供電廠主、輔汽輪機乏汽更節能、安全可靠地利用，熱網系統更多的利用冷凝廢熱。
背景技術：
隨著能源的缺乏和節能減排的要求日益提高，能源的綜合利用技術在不斷的提升。北方城市規劃熱電聯供進行集中供熱，以替代原來單獨的鍋爐集中供熱，實現節能減排的要求。充分利用熱電廠廢熱，以提高熱電廠的供熱能力，更好地實現節能減排，同時又保證熱電廠和熱網的安全可靠運行，各種新的流程有待研究。要實現電廠內更多的回收汽輪機排汽廢熱，首要條件是將熱用戶端的二次網回水溫度降低，在此基礎上採用以電為動力的熱泵機組，或以熱網高溫水為動力的吸收式熱泵機組。通過對電廠供出的熱網回水進行製冷降溫，作為熱泵的餘熱源再供二次網使用，使熱網回水溫度降低後回電廠。電廠熱網回水進入電廠後先進入原電廠凝汽器，與電廠循環水混合在凝汽器內升溫後，再進入吸收式熱泵，在熱泵內升溫後送出。在該系統中，循環水出熱泵的溫度是熱網在整個採暖季多回收冷凝熱的關鍵，在同樣的出口溫度，能回收更多的冷凝廢熱，而少用高品位的抽汽成為熱電廠集中供熱技術的又一難題。

發明內容
本發明的目的在於克服上述不足，提供一種實現回收更多熱電廠的冷凝廢熱，提高熱泵的運行效率和熱網系統更可靠運行的熱電廠回收主輔機冷凝廢熱熱網回水串聯汽水式供熱系統。本發明的目的是這樣實現的一種熱電廠回收主輔機冷凝廢熱熱網回水串聯汽水式供熱系統，包括抽凝式汽輪機、主汽輪機抽汽管、第一水冷凝汽器、輔汽輪機、第三水冷凝汽器、汽水換熱器和吸收式熱泵，所述吸收式熱泵有η臺，η為》2的自然數，高壓蒸汽在抽凝式汽輪機作功發電後抽出部分蒸汽作為吸收式熱泵和汽水換熱器的熱源。主、輔汽輪機乏汽由凝汽器凝結成水，冷凝廢熱予以回收利用。其特徵在於所述吸收式熱泵增設有過冷器，系統增加有一臺第二水冷凝汽器和一臺第四水冷凝汽器，主汽輪機乏汽並聯進入第一水冷凝汽器和第二水冷凝汽器，輔汽輪機乏汽並聯進入第三水冷凝汽器和第四水冷凝汽器，熱網回水在進入熱電廠後分為二路一路熱網回水依次進入第二水冷凝汽器和第四水冷凝汽器後先進入第一臺吸收式熱泵的吸收器，再進入第二臺吸收式熱泵的吸收器……依次串聯連接，直至進入第η臺吸收式熱泵的吸收器，出第η臺吸收式熱泵的吸收器後再進入該第η臺吸收式熱泵的冷凝器，然後從第η-1、第η-2……依次串聯連接，最後從第一臺吸收式熱泵的冷凝器中出；另一路熱網回水不進入第二水冷凝汽器而直接並聯進入各臺吸收式熱泵的過冷器，二路熱網回水最後合併，直接或再經汽水換熱器後送出，第一水冷凝汽器的冷卻循環水出所述第一水冷凝汽器後分為二路一路先接入第η臺吸收式熱泵的蒸發器連接，然後依次返回，進入第二、第一臺吸收式熱泵的蒸發器，最後從第一臺吸收式熱泵的蒸發器中出，返回第一水冷凝汽器；另一路進入熱電廠的冷卻系統。熱電廠的冷卻系統可以是空氣與該第一水冷凝汽器出水直接換熱，也可以是空氣與第一水冷凝汽器出水間接交換將熱量排入大氣。本發明熱電廠回收主輔機冷凝廢熱熱網回水串聯汽水式供熱系統，所述各臺吸收式熱泵(XRl···!!)的過冷器(9)合併成一臺過冷器，各臺吸收式熱泵(XRL···!!)的冷劑水管道並聯接入該合併後的過冷器，熱網回水出該合併後的過冷器與另一路熱網回水最後合併。本發明熱電廠回收主輔機冷凝廢熱熱網回水串聯汽水式供熱系統，所述熱電廠的冷卻系統為冷卻塔(15)或間冷裝置。這種熱電廠回收主輔機冷凝廢熱熱網回水串聯汽水式供熱系統亦適用於間冷電本發明的有益效果是
在熱電廠內的吸收式熱泵增加了過冷器和二臺水冷凝汽器供冬季供暖季節作供熱時運行。熱網循環水與電廠冷卻循環水分隔單獨運行。確保了熱網水的水質，確保各類換熱設備能安全可靠高效節能運行。熱網回水先利用主機餘熱再利用輔機餘熱，可多直接回收廢熱。同時採用熱網循環水直接回收熱泵餘熱更有效地提高了熱泵的COP值。熱泵的工作蒸汽比原系統要節約8%以上。由於熱泵在回收熱電廠冷凝廢熱過程中少用了高品位能源， 所以與原熱泵系統相比，在回收同樣冷凝廢熱的情況下，出熱泵的溫度比原來低，這樣更能確保熱網在供熱負荷下降時回收冷凝熱量實現最大化，在整個採暖季利用更多的汽輪機乏汽用於供暖。另一方面，由於回收同樣的冷凝熱，出熱泵的循環水溫度低，在同樣的出口溫度情況下，熱泵可回收更多的冷凝廢熱。通過熱網循環水和冷卻循環水在各熱泵的吸收器、 冷凝器和蒸發器中對應串聯流動，使熱泵的性能得到更好的優化。熱泵的體積、重量指標可大大下降，製造成本可同時下降。另一方面，由於熱泵的性能優化，熱電廠的各項經濟技術經濟指標得到進一步提高。


圖1為本發明涉及的熱網回水在二隻水冷凝汽器串聯示意圖。圖中附圖標記
抽凝式汽輪機1、發電機2、主汽輪機抽汽管3、第一水冷凝汽器4(原)、第二水冷凝汽器 5 (新增)、輔汽輪機6、第三水冷凝汽器7 (原)、第四水冷凝汽器8 (新增)、過冷器9、汽水換熱器10、熱網回水支管11、熱網回水支管12、排出水管13、排出水管14、冷卻塔15和吸收式熱泵XRl-n。熱網回水Al、熱網供水A2、高壓蒸汽B、汽輪機乏汽C、凝水出D、輔輪機乏汽E。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步說明
如圖1所示，圖1為本發明涉及的熱網回水在二隻水冷凝汽器串聯示意圖。由圖1可以看出，本發明熱電廠回收主輔機冷凝廢熱熱網回水串聯汽水式供熱系統，由抽凝式汽輪機1、發電機2、主汽輪機抽汽管3、第一水冷凝汽器4、第二水冷凝汽器5、輔汽輪機6、第三水冷凝汽器7、第四水冷凝汽器8、過冷器9、汽水換熱器10、熱網回水支管11、熱網回水支管12、排出水管13、排出水管14、冷卻塔15和吸收式熱泵) 1···η以及水泵、閥門和連接管路等組成。所述吸收式熱泵 1···η有η臺，η為彡2的自然數。主汽輪機乏汽並聯進入第一、二水冷凝汽器，輔汽輪機乏汽並聯進入第三、四水冷凝汽器。熱網回水進入電廠後分成二路熱網回水支管11和熱網回水支管12。一路熱網回水支管11依次進入第二水冷凝汽器5和第四水冷凝汽器8，出第四水冷凝汽器8後進入第一臺吸收式熱泵XRl的吸收器，出第一臺吸收式熱泵XRl的吸收器後進入第二臺吸收式熱泵XR2的吸收器，其餘依次類推，……，出第η-1臺吸收式熱泵XR2的吸收器後再進入第η臺吸收式熱泵Xto的吸收器， 再進入第η臺吸收式熱泵Xfoi的冷凝器，然後進入第η-1臺吸收式熱泵XR2的冷凝器，其餘依次類推，……，最後經第一臺吸收式熱泵XRl的冷凝器出。該一路熱網水最少從吸收式熱泵XR2的吸收器出後就進入吸收式熱泵XR2的冷凝器，出吸收式熱泵XR2的冷凝器後返回吸收式熱泵XRl的冷凝器，最後從吸收式熱泵XRl的冷凝器出。這一路熱網回水經過第二水冷凝汽器5和第四水冷凝汽器8加溫，再經過第一臺吸收式熱泵XR1、第二臺吸收式熱泵 XR2、……第η臺吸收式熱泵Xto的吸收器加溫和第η臺吸收式熱泵Xfou……第二臺吸收式熱泵XR2、第一臺吸收式熱泵XRl的冷凝器加溫，使熱網回水溫度升高。另一路熱網回水支管12直接並聯進入各臺吸收式熱泵) 1···η的過冷器9。在過冷器9內換熱升溫，帶走了吸收式熱泵冷凝冷劑水的熱量，熱泵發生器產生的冷劑水的熱量得到了有效利用。二路熱網回水最後合併，直接或再經汽水換熱器10升溫後送出。由於冷劑水降溫後進入蒸發器， 基本消除了冷劑水進入蒸發器後自身閃蒸降溫的液態損失，使冷劑水能全部用於對冷卻循環水的製冷，使熱泵的COP值得到了提高，達到了一舉二得的效果。熱電廠的第一水冷凝汽器4內的冷卻循環水排出管分成二路一路排出水管13先進入第η臺吸收式熱泵Xfoi的蒸發器，然後依次返回，進入第二臺吸收式熱泵XR2、第一臺吸收式熱泵XRl的蒸發器，最後從第一臺吸收式熱泵XRl流出後返回第一水冷凝汽器4再加溫。另一路排出水管14通過冷卻塔15把多餘的熱量排入大氣。該系統中熱網循環水和冷卻循環水在兩臺至多臺熱泵內的串聯流動使熱泵的性能得到了優化，使電廠熱電聯供運行的各項技術經濟指標進一步提尚ο 所述的熱網回水也可與一隻多臺熱泵共用的過冷器(圖中未畫)進行換熱。各臺熱泵的冷劑水管道(圖中未畫)與過冷器並聯連接，經過過冷器放熱後回熱泵。熱網回水在過冷器中升溫後與另一路合併。
權利要求
1.一種熱電廠回收主輔機冷凝廢熱熱網回水串聯汽水式供熱系統，包括抽凝式汽輪機 (1)、主汽輪機抽汽管(3)、第一水冷凝汽器(4)、輔汽輪機(6)、第三水冷凝汽器(7)、汽水換熱器(10)和吸收式熱泵(XRL···!!)，所述吸收式熱泵(XRL···!!)有η臺，η為彡2的自然數， 其特徵在於所述吸收式熱泵(XRl···!!)增設有過冷器(9)，系統增加有一臺第二水冷凝汽器(5)和一臺第四水冷凝汽器(8)，主汽輪機乏汽並聯進入第一水冷凝汽器(4)和第二水冷凝汽器(5)，輔汽輪機乏汽並聯進入第三水冷凝汽器(7)和第四水冷凝汽器(8)，熱網回水在進入熱電廠後分為二路一路熱網回水依次進入第二水冷凝汽器(5)和第四水冷凝汽器(8)後先進入第一臺吸收式熱泵(XRl)的吸收器，再進入第二臺吸收式熱泵(XR2)的吸收器……依次串聯連接，直至進入第η臺吸收式熱泵(Xfoi)的吸收器，出第η臺吸收式熱泵 (Xto)的吸收器後再進入該第η臺吸收式熱泵(Xfoi)的冷凝器，然後從第η-1、第η_2……依次串聯連接，最後從第一臺吸收式熱泵(XRl)的冷凝器中出；另一路熱網回水不進入第二水冷凝汽器(5)而直接並聯進入各臺吸收式熱泵(XRL···!!)的過冷器(9)，二路熱網回水最後合併，直接或再經汽水換熱器(10)後送出，第一水冷凝汽器(4)的冷卻循環水出所述第一水冷凝汽器(4)後分為二路一路先接入第η臺吸收式熱泵(Xto)的蒸發器連接，然後依次返回，進入第二、第一臺吸收式熱泵的蒸發器，最後從第一臺吸收式熱泵(XRl)的蒸發器中出，返回第一水冷凝汽器(4)；另一路進入熱電廠的冷卻系統。
2.根據權利要求1所述的一種熱電廠回收主輔機冷凝廢熱熱網回水串聯汽水式供熱系統，其特徵在於所述各臺吸收式熱泵(XRl···!!)的過冷器(9)合併成一臺過冷器，各臺吸收式熱泵(XRl···!!)的冷劑水管道並聯接入該合併後的過冷器，熱網回水出該合併後的過冷器與另一路熱網回水最後合併。
3.根據權利要求1或2所述的一種熱電廠回收主輔機冷凝廢熱熱網回水串聯汽水式供熱系統，其特徵在於所述熱電廠的冷卻系統為冷卻塔(15)或間冷裝置。
全文摘要
本發明涉及一種熱電廠回收主輔機冷凝廢熱熱網回水串聯汽水式供熱系統，包括抽凝式汽輪機(1)、主汽輪機抽汽管(3)、第一水冷凝汽器(4)、第二水冷凝汽器(5)、第三水冷凝汽器(7)、第四水冷凝汽器(8)、過冷器(9)、汽水換熱器(10)和吸收式熱泵，熱網回水在進入熱電廠後分為二路，一路熱網回水依次進入第二、四水冷凝汽器，再進入第一臺吸收式熱泵(XR1)的吸收器後串聯連接各臺吸收式熱泵(XR1…n)，出第n臺吸收式熱泵(XRn)的吸收器後再進入該第n臺吸收式熱泵(XRn)的冷凝器，然後串聯接入各臺吸收式熱泵(XRn…1)的冷凝器；另一路並聯進入各臺吸收式熱泵的過冷器(9)。本發明能回收更多熱電廠的冷凝廢熱，提高熱泵的運行效率和使熱網系統更可靠運行。
文檔編號F24D3/18GK102331026SQ20111021193
公開日2012年1月25日 申請日期2011年7月27日 優先權日2011年7月27日
發明者毛洪財, 江榮方, 蔡小榮 申請人:雙良節能系統股份有限公司