CN102338410A - 热电厂回收辅机冷凝废热的双管式供热系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热电厂回收辅机冷凝废热的双管式供热系统，包括辅汽轮机（1）、第一水冷凝汽器（2）、汽水换热器（10）和吸收式热泵（XR1…n），所述吸收式热泵增设有过冷器（4），系统增加有一台第二水冷凝汽器（3），热网回水在进入第二水冷凝汽器（3）前或后分为二路，一路热网回水先进入第一台吸收式热泵（XR1）的吸收器，……依次串联连接，直至进入第n台吸收式热泵（XRn）的吸收器，出第n台吸收式热泵（XRn）的吸收器后再进入该第n台吸收式热泵（XRn）的冷凝器，然后依次串联连接，最后从第一台吸收式热泵（XR1）的冷凝器中流出；另一路热网回水并联进入各台吸收式热泵（XR1…n）的过冷器（4）。本发明能回收更多热电厂的冷凝废热，提高热泵的运行效率。

Description

热电厂回收辅机冷凝废热的双管式供热系统

技术领域

本发明涉及一种热电联供供热系统，适用于热电联供电厂辅汽轮机乏汽更节能、安全可靠地利用，热网系统更多的利用冷凝废热。

背景技术

随着能源的缺乏和节能减排的要求日益提高，能源的综合利用技术在不断的提升。北方城市规划热电联供进行集中供热，以替代原来单独的锅炉集中供热，实现节能减排的要求。充分利用热电厂废热，以提高热电厂的供热能力，更好地实现节能减排，同时又保证热电厂和热网的安全可靠运行，各种新的流程有待研究。要实现电厂内更多的回收辅汽轮机乏汽废热，首要条件是将热用户端的二次网回水温度降低，在此基础上采用以电为动力的热泵机组，或以热网高温水为动力的吸收式热泵机组。通过对电厂供出的热网回水进行制冷降温，作为热泵的余热源再供二次网使用，使热网回水温度降低后回电厂。电厂热网回水进入电厂后先进入原电厂凝汽器，与电厂循环水混合在凝汽器内升温后，再进入吸收式热泵，在热泵内升温后送出。在该系统中，循环水出热泵的温度是热网在整个采暖季多回收冷凝热的关键，在同样的出口温度，能回收更多的冷凝废热，而少用高品位的抽汽成为热电厂集中供热技术的又一难题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种实现回收更多热电厂辅汽轮机的冷凝废热，提高热泵的运行效率和热网系统更可靠运行的电厂回收辅机冷凝废热的供热系统。

本发明的目的是这样实现的：一种热电厂回收辅机冷凝废热的双管式供热系统，包括辅汽轮机、第一水冷凝汽器、汽水换热器、主汽轮机抽汽管和吸收式热泵，所述吸收式热泵有n台，n为≥2的自然数，高压蒸汽在抽凝式汽轮机作功发电后抽出部分蒸汽作为吸收式热泵和汽水换热器的热源。辅汽轮机乏汽由凝汽器凝结成水，冷凝废热予以回收利用。所述吸收式热泵增设有过冷器，所述系统增加有一台第二水冷凝汽器，热网回水在进入第二水冷凝汽器前或后分为二路，一路热网回水先进入第一台吸收式热泵的吸收器，再进入第二台吸收式热泵的吸收器……依次串联连接，直至进入第n台吸收式热泵的吸收器，出第n台吸收式热泵的吸收器后再进入该第n台吸收式热泵的冷凝器，然后从第n-1、第n-2……依次串联连接，最后从第一台吸收式热泵的冷凝器中流出；另一路热网回水并联进入各台吸收式热泵的过冷器，二路热网回水最后合并，直接或再经汽水换热器后送出，吸收式热泵蒸发器内的循环水经第二水冷凝汽器内循环：出第二水冷凝汽器的蒸发器循环水先进入第n台吸收式热泵的蒸发器，然后依次返回，进入第二台吸收式热泵、第一台吸收式热泵的蒸发器，最后从第一台吸收式热泵流出后返回第二水冷凝汽器。

本发明热电厂回收辅机冷凝废热的双管式供热系统，所述的热网回水进入热电厂后先分为二路：一路热网回水进入第二水冷凝汽器，出第二水冷凝汽器后再进入第一台吸收式热泵的吸收器，另一路热网回水不进入第二水冷凝汽器而直接并联进入各台吸收式热泵的过冷器。

本发明热电厂回收辅机冷凝废热的双管式供热系统，所述的热网回水在进入电厂后先进入第二水冷凝汽器，出第二水冷凝汽器后再分为二路：一路热网回水先进入第一台吸收式热泵的吸收器后串接各台吸收式热泵，另一路热网回水并联进入各台吸收式热泵的过冷器。

本发明热电厂回收辅机冷凝废热的双管式供热系统，所述各台吸收式热泵的过冷器合并成一台过冷器，各台吸收式热泵的冷剂水管道并联接入该合并后的过冷器，热网回水出该合并后的过冷器与另一路热网回水最后合并。

本发明的有益效果是：

在热电厂内的吸收式热泵增加了过冷器和一台水冷凝汽器供冬季供暖季节作供热时运行。热网循环水与电厂冷却循环水分隔单独运行。确保了热网水的水质，确保各类换热设备能安全可靠高效节能运行。而且由于冷却循环水与凝汽直接换热，与采用分隔式换热系统相比可多回收废热。采用热网循环水直接回收热泵余热更有效地提高了热泵的COP值。热泵的工作蒸汽比原系统要节约8%以上。由于热泵在回收热电厂冷凝废热过程中少用了高品位能源，所以与原热泵系统相比，在回收同样冷凝废热的情况下，出热泵的温度比原来低，这样更能确保热网在供热负荷下降时回收冷凝热量实现最大化，在整个采暖季利用更多的辅汽轮机乏汽用于供暖。另一方面，由于回收同样的冷凝热，出热泵的循环水温度低，在同样的出口温度情况下，热泵可回收更多的冷凝废热。通过热网循环水和冷却循环水在各热泵的吸收器与冷凝器和蒸发器中对应串联流动，使热泵的性能得到更好的优化。热泵的体积、重量指标可大大下降，制造成本可同时下降。另一方面，由于热泵的性能优化，热电厂的各项经济技术经济指标得到进一步提高。

附图说明

图1（a）为本发明涉及的热网回水在第二水冷凝汽器前分流示意图。

图1（b）为本发明涉及的热网回水在第二水冷凝汽器后分流示意图。

图中附图标记：

辅汽轮机1、第一水冷凝汽器（原）2、第二水冷凝汽器（新增）3、过冷器4、蒸发器循环水管5、出水管6、冷却装置7、热网回水支管8、热网回水支管9、汽水换热器10、主汽轮机抽汽管11、辅汽轮机乏汽管12、辅汽轮机乏汽管13、吸收式热泵XR1…n。

热网回水A、热网供水A2、主汽轮机抽汽B、高压蒸汽C、凝水出D。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1（a）所示，图1（a）为本发明涉及的热网回水在第二水冷凝汽器前分流示意图。由图1（a）可以看出，供热系统由辅汽轮机1、第一水冷凝汽器（原）2、第二水冷凝汽器（新增）3、过冷器4、热泵蒸发器循环水管5、出水管6、冷却装置7、热网回水支管8、热网回水支管9、汽水换热器10、主汽轮机抽汽管11、辅汽轮机乏汽管12、辅汽轮机乏汽管13、吸收式热泵XR1…n以及水泵、阀门和连接管路等组成。所述吸收式热泵XR1…n有n台，n为≥2的自然数。热网回水进入电厂后分成二路：热网回水支管8和热网回水支管9。一路热网回水支管8进入第二水冷凝汽器3，出第二水冷凝汽器3后进入第一台吸收式热泵XR1的吸收器，出第一台吸收式热泵XR1的吸收器后进入第二台吸收式热泵XR2的吸收器，其余依次类推，……，出第n-1台吸收式热泵的吸收器后再进入第n台吸收式热泵XRn的吸收器，再进入第n台吸收式热泵XRn的冷凝器，然后进入第n-1台吸收式热泵XR2的冷凝器，其余依次类推，……，最后经第一台吸收式热泵XR1的冷凝器出。该一路热网水最少从吸收式热泵XR2的吸收器出后就进入吸收式热泵XR2的冷凝器，出吸收式热泵XR2的冷凝器后返回吸收式热泵XR1的冷凝器，最后从吸收式热泵XR1的冷凝器出。这一路热网回水经过第二水冷凝汽器3加温，再经过第一台吸收式热泵XR1、第二台吸收式热泵XR2、……第n台吸收式热泵XRn的吸收器加温和第n台吸收式热泵XRn、……第二台吸收式热泵XR2、第一台吸收式热泵XR1的冷凝器加温，使热网回水温度升高。另一路热网回水支管9直接并联进入各台吸收式热泵XR1…n的过冷器4。在过冷器4内换热升温，带走了吸收式热泵冷凝冷剂水的热量，热泵发生器产生的冷剂水的热量得到了有效利用。二路热网回水最后合并，直接或再经汽水换热器10升温后送出。由于冷剂水降温后进入蒸发器，基本消除了冷剂水进入蒸发器后自身闪蒸降温的液态损失，使冷剂水能全部用于对冷却循环水的制冷，使热泵的COP值得到了提高，达到了一举二得的效果。吸收式热泵蒸发器内的循环水经第二水冷凝汽器3内循环，蒸发器循环水先进入第n台吸收式热泵XRn的蒸发器，然后依次返回，进入第二台吸收式热泵XR2、第一台吸收式热泵XR1的蒸发器，最后从第一台吸收式热泵XR1流出后返回第二水冷凝汽器3再加温。该系统中热网循环水和蒸发器循环水在两台至多台热泵内的串联流动使热泵的性能得到了优化，使电厂热电联供运行的各项技术经济指标进一步提高。

如图1（b）所示，图1（b）为本发明涉及的热网回水在第二水冷凝汽器后分流示意图。图1（b）与图1（a）差别在于热网回水进入电厂后在第二水冷凝汽器后分成二路。

所述的热网回水也可与一只多台热泵共用的过冷器（图中未画）进行换热。各台热泵的冷剂水管道（图中未画）与过冷器并联连接，经过过冷器放热后回热泵。热网回水在过冷器中升温后与另一路合并。

Claims (4)

1.一种热电厂回收辅机冷凝废热的双管式供热系统，包括辅汽轮机（1）、第一水冷凝汽器（2）、汽水换热器（10）、主汽轮机抽汽管（11）和吸收式热泵（XR1…n），所述吸收式热泵（XR1…n）有n台，n为≥2的自然数，其特征在于：所述吸收式热泵（XR1…n）增设有过冷器（4），系统增加有一台第二水冷凝汽器（3），热网回水在进入第二水冷凝汽器（3）前或后分为二路，一路热网回水先进入第一台吸收式热泵（XR1）的吸收器，再进入第二台吸收式热泵（XR2）的吸收器……依次串联连接，直至进入第n台吸收式热泵（XRn）的吸收器，出第n台吸收式热泵（XRn）的吸收器后再进入该第n台吸收式热泵（XRn）的冷凝器，然后从第n-1、第n-2……依次串联连接，最后从第一台吸收式热泵（XR1）的冷凝器中流出；另一路热网回水并联进入各台吸收式热泵（XR1…n）的过冷器（4），二路热网回水最后合并，直接或再经汽水换热器（9）后送出，出第二水冷凝汽器（3）的蒸发器循环水先进入第n台吸收式热泵（XRn）的蒸发器，然后依次返回，进入第二台吸收式热泵（XR2）、第一台吸收式热泵（XR1）的蒸发器，最后从第一台吸收式热泵（XR1）流出后返回第二水冷凝汽器（3）。

2.根据权利要求1所述的一种热电厂回收辅机冷凝废热的双管式供热系统，其特征在于：所述的热网回水进入热电厂后先分为二路：一路热网回水进入第二水冷凝汽器（3），出第二水冷凝汽器（3）后再进入第一台吸收式热泵（XR1）的吸收器，另一路热网回水不进入第二水冷凝汽器（3）而直接并联进入各台吸收式热泵（XR1…n）的过冷器（4）。

3.根据权利要求1所述的一种热电厂回收辅机冷凝废热的双管式供热系统，其特征在于：所述的热网回水在进入电厂后先进入第二水冷凝汽器（3），出第二水冷凝汽器（3）后再分为二路：一路热网回水先进入第一台吸收式热泵（XR1）的吸收器后串接各台吸收式热泵（XRn），另一路热网回水并联进入各台吸收式热泵（XR1…n）的过冷器（4）。

4.根据权利要求1或2所述的一种热电厂回收辅机冷凝废热的双管式供热系统，其特征在于：所述各台吸收式热泵（XR1…n）的过冷器（4）合并成一台过冷器，各台吸收式热泵（XR1…n）的冷剂水管道并联接入该合并后的过冷器，热网回水出该合并后的过冷器与另一路热网回水最后合并。

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