CN102384515B - 吸收式制冷换热热电联供供暖系统 - Google Patents

吸收式制冷换热热电联供供暖系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种吸收式制冷换热热电联供供暖系统,包括抽凝式汽轮机(1)、汽轮机抽汽管(2)、主凝汽器(3)、主水水换热器(4)、辅凝汽器(5)、辅水水换热器(6)、汽水换热器(9)、水水换热器(14)、吸收式热泵{XR(1…m)(1…n)}和吸收式制冷机(XZ1…p)。热网回水在进入热电厂后分为二路:一路经辅水水换热器(6)、吸收式热泵吸收器、冷凝器升温,另一路经过冷器(7)升温,二路或多路最后合并,再经汽水换热器(9)加温后作为驱动热源并联送入吸收式制冷机(XZ1…p),制冷后经水水换热器(14)再次降温后返回热电厂。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和使热网系统更可靠运行。

Description

吸收式制冷换热热电联供供暖系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种热电联供供暖系统,适用于热电联供电厂汽轮机乏汽更节能、安全可靠地利用,热网系统更多的利用冷凝废热。
背景技术
[0002] 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汽轮机排汽废热,首要条件是将热用户端的二次网回水温度降低,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,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
·[0003] 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的冷凝废热,提高热泵的运行效率和电厂系统热网系统更可靠运行的吸收式制冷换热热电联供供暖系统。
[0004] 本发明的目的是这样实现的:一种吸收式制冷换热热电联供供暖系统,包括抽凝式汽轮机、汽轮机抽汽管、主凝汽器、辅凝汽器和汽水换热器,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。主机、辅机汽轮机乏汽由主、辅凝汽器凝结成水,冷凝废热予以回收利用。其特征在于:在热电厂内增设带有过冷器的吸收式热泵XR (I…m) (1...η);在所述供暖系统内增设有主水水换热器和辅水水换热器;在供热站内增设吸收式制冷机XZ (I…P)和水水换热器,m、n和P均为彡2的自然数,热网回水进入辅水水换热器前分为二路:一路热网回水经辅水水换热器后单路或分成多路并联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(I…m) η台吸收式热泵的吸收器,出该吸收器后再进入该吸收式热泵的冷凝器,
然后从第(I…m) (η-l)、第(I…m) (n_2)......依次串联连接,最后从第一台吸收式热泵
的冷凝器中出;另一路热网回水单路或分成多路并联进入各台吸收式热泵的过冷器,二路或多路热网回水最后合并,再经汽水换热器加温后送出至供热站,主凝汽器的冷却循环水进入主水水换热器,放热后返回主凝汽器,吸收式热泵的蒸发器与主水水换热器、辅水水换热器、主凝汽器、辅凝汽器单独或并联连接,辅凝汽器的冷却循环水出口与辅水水换热器连接,热网热水送至用户供热站后先进入吸收式制冷机作为热动力,降低温度,出吸收式制冷机后进入水水换热器,经水水换热器降低温度后再返回热电厂,用户供热站的二次热网回水进入用户供热站后分为二路:一路先进入吸收式制冷机的蒸发器,被制冷降温后再进入水水换热器,与热网水热交换后升温,另一路二次热网水进入吸收式制冷机吸热侧,作为冷却水将制冷机内的热量带走,升温后二路合并,送往用户供热。
[0005] 本发明吸收式制冷换热热电联供供暖系统,所述主水水换热器的循环水出口分二路:一路先进入第(I…m)n台吸收式热泵的蒸发器,然后依次返回,进入第二、第一台吸收式热泵的蒸发器,最后从第一台吸收式热泵中出,返回主水水换热器;另一路进入热电厂的冷却装置。
[0006] 本发明吸收式制冷换热热电联供供暖系统,所述辅水水换热器的循环水出所述辅水水换热器后先进入第(I…m) η台吸收式热泵的蒸发器,然后依次返回,进入第二、第一台吸收式热泵的蒸发器,最后从第一台吸收式热泵中出,返回辅水水换热器。
[0007] 本发明吸收式制冷换热热电联供供暖系统,所述主凝汽器的冷却循环水出口分成二路:一路先进入第(I…m)n台吸收式热泵的蒸发器,然后依次返回,进入第二、第一台吸收式热泵的蒸发器,最后从第一台吸收式热泵中出,返回主凝汽器,另一路去主水水换热器。
[0008] 本发明吸收式制冷换热热电联供供暖系统,所述辅凝汽器的冷却循环水出口分成二路:一路先进入第(I…m) η台吸收式热泵的蒸发器,然后依次返回,进入第二、第一台吸收式热泵的蒸发器,最后从第一台吸收式热泵中出,返回辅凝汽器,另一路去辅水水换热器。
[0009] 本发明吸收式制冷换热热电联供供暖系统,所述主水水换热器和辅水水换热器的冷却循环水并联先进入第(I…m) η台吸收式热泵的蒸发器,然后依次返回,进入第二、第一台吸收式热泵的蒸发器,最后从第一台吸收式热泵中出,并联返回主水水换热器和辅水水换热器。
[0010] 本发明吸收式制冷换热热电联供供暖系统,所述主凝汽器和辅凝汽器的冷却循环水并联先进入第(I…m) η台吸收式热泵的蒸发器,然后依次返回,进入第二、第一台吸收式热泵的蒸发器,最后从第一台吸收式热泵中出,并联返回主凝汽器和辅凝汽器。
[0011] 本发明吸收式制冷换热热电联供供暖系统,所述热电厂的冷却装置为冷却塔或间冷装置。
[0012] 本发明吸收式制冷换热热电联供供暖系统,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。
[0013] 这种吸收式制冷换热热电联供供暖系统亦适用于空冷电厂和间冷电厂。
[0014] 本发明的有益效果是:
[0015] 在热电厂内增设带有过冷器的吸收式热泵和系统内增加了主、辅水水换热器各一台以及在供热站内增设吸收式制冷机和水水换热器,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。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汽轮机乏汽用于供暖。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。在用户供热站增加了吸收式制冷机,通过将用户网的热水制冷后与总热网换热,使总热网回水的温度降低,热网水回热电厂后与辅水水换热器余热换热回收低温热源,增加了余热的回收量。
附图说明
[0016] 图1为本发明涉及的热泵蒸发器循环水与主水水换热器连接示意图。
[0017] 图2为本发明涉及的热泵蒸发器循环水与辅水水换热器连接示意图。
[0018] 图3为本发明涉及的热泵蒸发器循环水与主凝汽器连接示意图。
[0019] 图4为本发明涉及的热泵蒸发器循环水与辅凝汽器连接示意图。
[0020] 图5为本发明涉及的热泵蒸发器循环水与主、辅水水换热器连接示意图。
[0021] 图6为本发明涉及的热泵蒸发器循环水与主、辅凝汽器连接示意图。
[0022] 图中附图标记:
[0023] 抽凝式汽轮机1、主汽轮机抽汽管2、主凝汽器3、主水水换热器4、辅凝汽器5、辅水水换热器6、过冷器7、冷却装置8、汽水换热器9、热网回水支管10、热网回水支管11、热网供水管12、热网回水管13、水水换热器14、二次热网回水管15、二次热网供水管16、吸收式热泵XR (I…m) (1...η)、吸收式制冷机XZ (I…ρ)。
具体实施方式`
[0024] 下面结合附图对本发明作进一步说明:
[0025] 实施例1:
[0026] 如图1所示,图1为本发明涉及的热泵蒸发器循环水与主水水换热器连接示意图。由图1可以看出,本发明吸收式制冷换热热电联供供暖系统,由抽凝式汽轮机1、主汽轮机抽汽管2、主凝汽器3、主水水换热器4、辅凝汽器5、辅水水换热器6、过冷器7、冷却装置8、汽水换热器9、热网回水支管10、热网回水支管11、热网供水管12、热网回水管13、水水换热器14、二次热网回水管15、二次热网供水管16、吸收式热泵XR (I…m) (1...η)、吸收式制冷机ΧΖ1...ρ以及水泵、阀门和连接管路等组成。所述吸收式热泵XR有mXn台,吸收式制冷机XZ有ρ台,m、η和ρ均为> 2的自然数。热网回水进入热电厂后分成二路:一路热网回水接入辅水水换热器6,出辅水水换热器6后单路或分成多路经热网回水支管10并联进入第一台吸收式热泵XR (I…m) I的吸收器,出第一台吸收式热泵XR (I…m) I的吸收器后进入第二台吸收式热泵XR (I…m)2的吸收器,其余依次类推,……,出第(I…m) (n_l)台吸收式热泵的吸收器后再进入第(I…m) η台吸收式热泵XR (I…m) η的吸收器,再进入该热泵的冷凝器,然后进入第(I…m) (η-l)台吸收式热泵的冷凝器,其余依次类推,……,最后经第一台吸收式热泵XR (I…m) I的冷凝器出。这一路热网回水经过辅水水换热器6加温,再经过单路或多路第一台吸收式热泵XR (I…m) 1、第二台吸收式热泵XR (I…m)
2、......第(I…m) η台吸收式热泵XR (I…m) η的吸收器加温和第(I…m) η台吸收式热泵XR (I…m)n、......第二台吸收式热泵XR (I…m) 2、第一台吸收式热泵XR (I…m) I的冷
凝器加温,使热网回水温度升高;另一路热网回水经热网回水支管11单路或分成多路并联接入各台吸收式热泵的过冷器7。在过冷器7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。二路或多路热网回水最后合并,再经汽水换热器9升温后由热网供水管12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。热电厂的主凝汽器3的冷却循环水进入主水水换热器4,加热主水水换热器4另一侧循环水后返回主凝汽器3再加温。主水水换热器4的循环水分成二路:一路先进入第(I…m) η台吸收式热泵XR (I…m) η的蒸发器,然后依次返回,进入第二台吸收式热泵XR (I…m)2、第一台吸收式热泵XR (I…m)l的蒸发器,最后从第一台吸收式热泵XR (Ρ..πι) I的蒸发器流出后返回主水水换热器4再加温;另一路通过冷却装置8把多余的热量排入大气。辅凝汽器5的冷却循环水进入辅水水换热器6,加热热网回水后返回辅凝汽器5再加温。吸收式热泵蒸发器内的循环水管路也可与辅水水换热器6、主凝汽器3和辅凝汽器5单独或并联连接。
[0027] 供热站内高温热网供水经热网供水管12并联接入吸收式制冷机XZ (I…ρ)作为驱动热源,降低温度,出吸收式制冷机xz(l…P)后进入水水换热器14,经水水换热器14再次降低温度后由热网回水管13返回热电厂。供热站的二次热网回水经二次热网回水管15进入供热站后分为二路:一路进入吸收式制冷机XZ (I…ρ)的蒸发器,被制冷降温后进入水水换热器14与热网水热交换后升温;另一路进入吸收式制冷机XZ (I…ρ)吸热侧,作为冷却水将制冷机内的热量带走,升温后二路水合并,由二次热网供水管16送往用户供热。
[0028] 该系统中热网循环水和冷却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。
[0029] 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。
[0030] 实施例2:
[0031] 如图2所示,图2为本发明涉及的热泵蒸发器循环水与辅水水换热器连接示意图。图2与图1的主要差别在于吸收式热泵XR (I…m) (I…η)蒸发器循环水与辅水水换热器6连接。
[0032] 实施例3:
[0033] 如图3所示,图3为本发明涉及的热泵蒸发器循环水与主凝汽器连接示意图。图3与图1的主要差别在于吸收式热泵XR (I…m) (I…η)蒸发器循环水与主凝汽器3连接。
[0034] 实施例4:
[0035] 如图4所示,图4为本发明涉及的热泵蒸发器循环水与辅凝汽器连接示意图。图4与图1的主要差别在于吸收式热泵XR (I…m) (I…η)蒸发器循环水与辅凝汽器5连接。
[0036] 实施例5:
[0037] 如图5所示,图5为本发明涉及的热泵蒸发器循环水与主、辅水水换热器连接示意图。图5与图1的主要差别在于吸收式热泵XR (I…m) (I…η)蒸发器循环水与主水水换热器4和辅水水换热器6连接。[0038] 实施例6:
[0039] 如图6所示,图6为本发明涉及的热泵蒸发器循环水与主、辅凝汽器连接示意图。图6与图1的主要差别在于吸收式热泵XR (I…m) (I…η)蒸发器循环水与主凝汽器3和辅凝汽 器5连接。

Claims (9)

1.一种吸收式制冷换热热电联供供暖系统,包括抽凝式汽轮机(I)、汽轮机抽汽管(2)、主凝汽器(3)、辅凝汽器(5)和汽水换热器(9),其特征在于:在热电厂内增设带有过冷器(7)的吸收式热泵{XR (I…m) (I…η)};在所述供暖系统内增设有主水水换热器(4)和辅水水换热器(6);在供热站内增设吸收式制冷机(XZL...P)和水水换热器(14),所述m、η和P均为> 2的自然数,热网回水进入辅水水换热器(6)前分为二路:一路热网回水经辅水水换热器(6)后单路或分成多路并联进入第一台吸收式热泵{XR (I…m)l}的吸收器,再进入第二台吸收式热泵{XR (I…m)2}的吸收器……依次串联连接,直至进入第(I…m)n台吸收式热泵{XR (I…m)n}的吸收器,出该吸收器后再进入该吸收式热泵{XR (I…m)n}的冷凝器,然后从第(I…m) (η-1)台吸收式热泵的冷凝器、第(I…m) (n_2)台吸收式热泵的冷凝器……依次串联连接,最后从第一台吸收式热泵{XR (I…m)l}的冷凝器中出;另一路热网回水单路或分成多路并联进入各台吸收式热泵的过冷器(7),二路或多路热网回水最后合并,再经汽水换热器(9)后送出至供热站,主凝汽器(3)的冷却循环水进入主水水换热器(4)后返回主凝汽器(3),第(I…m)n台吸收式热泵{XR (I…m)n}的蒸发器与主水水换热器(4)、辅水水换热器(6)、主凝汽器(3)、辅凝汽器(5)单独或并联连接,辅凝汽器(5)的冷却循环水出口与辅水水换热器(6)连接,热网热水送至用户供热站后先进入吸收式制冷机(ΧΖΡ..ρ),出吸收式制冷机(ΧΖΡ..ρ)后进入水水换热器(14),再返回热电厂,用户供热站的二次热网回水进入用户供热站后分为二路:一路先进入吸收式制冷机(ΧΖΡ..ρ)的蒸发器,再进入水水换热器(14),另一路二次热网水进入吸收式制冷机(XZL...?)吸热侧,二路二次热网水合并。
2.根据权利要求1所述的一 种吸收式制冷换热热电联供供暖系统,其特征在于:所述主水水换热器(4)的循环水出口分二路:一路先进入第(I…m)n台吸收式热泵{XR (I…m)η}的蒸发器,然后依次返回,进入第二、第一台吸收式热泵的蒸发器,最后从第一台吸收式热泵{XR (I…m)l}中出,返回主水水换热器(4);另一路进入热电厂的冷却装置(8)。
3.根据权利要求1所述的一种吸收式制冷换热热电联供供暖系统,其特征在于:所述辅水水换热器(6)的循环水出所述辅水水换热器(6)后先进入第(I…m)n台吸收式热泵{XR (I…m)n}的蒸发器,然后依次返回,进入第二、第一台吸收式热泵的蒸发器,最后从第一台吸收式热泵{XR (I…m)l}中出,返回辅水水换热器(6)。
4.根据权利要求1所述的一种吸收式制冷换热热电联供供暖系统,其特征在于:所述主凝汽器(3)的冷却循环水出口分成二路:一路先进入第(I…m)n台吸收式热泵{XR (L...m)n}的蒸发器,然后依次返回,进入第二、第一台吸收式热泵的蒸发器,最后从第一台吸收式热泵{XR (I…m)l}中出,返回主凝汽器(3),另一路去主水水换热器(4)。
5.根据权利要求1所述的一种吸收式制冷换热热电联供供暖系统,其特征在于:所述辅凝汽器(5)的冷却循环水出口分成二路:一路先进入第(I…m)n台吸收式热泵{XR (L...m)n}的蒸发器,然后依次返回,进入第二、第一台吸收式热泵的蒸发器,最后从第一台吸收式热泵{XR (I…m)l}中出,返回辅凝汽器(5),另一路去辅水水换热器(6)。
6.根据权利要求1所述的一种吸收式制冷换热热电联供供暖系统,其特征在于:所述主水水换热器(4)和辅水水换热器(6)的冷却循环水并联先进入第(I…m)n台吸收式热泵{XR (I…m)n}的蒸发器,然后依次返回,进入第二、第一台吸收式热泵的蒸发器,最后从第一台吸收式热泵{XR (I…m)l}中出,并联返回主水水换热器(4)和辅水水换热器(6)。
7.根据权利要求1所述的一种吸收式制冷换热热电联供供暖系统,其特征在于:所述主凝汽器(3)和辅凝汽器(5)的冷却循环水并联先进入第(I…m)n台吸收式热泵{XR (L...m)n}的蒸发器,然后依次返回,进入第二、第一台吸收式热泵的蒸发器,最后从第一台吸收式热泵{XR (I…m)l}中出,并联返回主凝汽器(3)和辅凝汽器(5)。
8.根据权利要求2所述的一种吸收式制冷换热热电联供供暖系统,其特征在于:所述热电厂的冷却装置(8)为冷却塔或间冷装置。
9.根据权利要求Γ8其中之一所述的一种吸收式制冷换热热电联供供暖系统,其特征在于:所述各台吸收式热泵的过冷器(7)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。·
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CN202182509U (zh) * 2011-08-13 2012-04-04 双良节能系统股份有限公司 吸收式制冷换热热电联供供暖系统

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