CN103438492A - 基于超大温差热网的低真空吸收式热泵复合余热供热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于超大温差热网的低真空吸收式热泵复合余热供热系统，属于基于低真空循环水加热及吸收式换热的余热回收型热电联产领域，包括吸收式热泵余热回收装置、调峰加热器和热网超大温差换热机组及管路管件组成，其特征在于，还包括作为热网水基载热源的乏汽直接回收装置，该装置的冷侧进口与热网回水管相连，出口与吸收式热泵热网水进口相连，吸收式热泵热网水出口与调峰加热器热网水进口相连，调峰加热器热网水出口与热网供水管相连，乏汽进入乏汽直接回收装置、吸收式热泵蒸发器。本发明用于热电厂可比常规的从冷却水中提取余热的回收方式效率更高，其乏汽余热利用量可提高1～2倍以上，并特别适合于大中型汽轮机组集中供热系统。
Description
技术领域
本发明属于基于余热回收的热电联产领域，特别涉及一种低真空余热回收供热与热电厂吸收式热泵余热回收供热相结合的乏汽直接回收方法与供热系统组成。
背景技术
目前我国北方地区供暖的主要系统形式是：热电联产、区域锅炉房和分散采暖各占约1/3，其中一次能源利用效率最高、减排效果最好、经济性最合理的热电联产的推广应用受到燃料价格日益提高、难以大规模扩展热网规模及其供热能力等因素的限制，亟需采取更好的技术路线与政策规划加以推广。由清华大学建筑节能研究中心创造性地开发的基于吸收式换热进行乏汽余热回收和超大温差供热的相关专利技术，可实现在热电厂采用吸收式热泵回收汽轮机乏汽余热用于集中供热，将可使热电厂能源利用效率提高20～30％，并大幅扩大其供热能力。该技术已应用于工程实践并获得良好节能减排效果和经济效益。该方式的主要缺点是吸收式热泵系统价格高、占地大、回收循环水时因其温度低而影响节能性、投资回收期较长等。
另一种应用更为普遍的汽轮机余热供热方式是所谓的低真空循环水供热，对标准配置的汽轮机乏汽凝汽器进行改造，以使其可采用热网回水进行冷却换热，并将热网回水加热到所需供水温度后送往采暖热用户。该方式优点是改造简单、满负荷运行效率高、投资小、经济性好，但存在供水温度较低、供回水温差较小、供热运行调节不灵活等缺点，并且易使末级叶片损坏速率加快，因此更适合容量为10万kW以下的汽轮机组进行改造，对于20～30万kW的更大型供热机组鲜有改造者。
如何将上述多种余热回收方式的优点相结合，实现即最大程度地利用乏汽余热供热、又便于调节供热运行、节能减排效益和投资收益效果更佳，是下一步该领域发展的重点方向。
发明内容
本发明的目的是解决现有汽轮机乏汽余热回收供热方式中存在的技术、经济的不足，提出基于超大温差热网的低真空吸收式热泵复合余热供热系统，实现更高效率和更大幅度的回收乏汽余热用于供热并降低热电厂发电热耗率。
本发明的具体描述是：基于超大温差热网的低真空吸收式热泵复合余热供热系统，主要包括吸收式热泵余热回收、调峰加热器和热网超大温差换热机组及管路管件，还包括作为热网水基载热源的乏汽直接回收装置3，乏汽直接回收装置3的冷侧进口通过热网回水管与热网换热机组7的热网回水出口和通过循环冷却水管与冷却塔5的供水出口相连，乏汽直接回收装置3的冷侧出口与吸收式热泵8的热网水进口相连，吸收式热泵8的热网水出口与调峰加热器9的热网水进口相连，调峰加热器9的热网水出口通过热网供水管与热网换热机组7的热网供水进口相连，汽轮机1排出的乏汽分别与乏汽直接回收装置3和通过汽轮机1的喉部乏汽引出口与吸收式热泵8的蒸发器热源侧进口相连，乏汽直接回收装置3和吸收式热泵8的蒸发器热源侧经冷凝换热后的凝结水分别与凝结水泵2的进口相连，吸收式热泵8的发生器高温热源进口和调峰加热器9的高温热源侧进口分别与汽轮机1的抽汽口相连，热网换热机组7的采暖水出口供往热用户。
乏汽直接回收装置3为汽轮机发电系统标准配套的凝汽器，该凝汽器内部结构已经过改装为低真空循环水供热结构。
乏汽直接回收装置3为独立于汽轮机发电系统标准配套的凝汽器并与其凝汽器并联的专用乏汽回收换热器结构。
汽轮机1的喉部乏汽引出口采用异型乏汽引出口的结构，包括一个或多于一个圆形、方形或不规则型的开孔，当引出口多于一个时其引出管汇总到圆形乏汽引出总管后与吸收式热泵8的蒸发器热源侧进口相连。
热网换热机组7采用吸收式热泵换热结构。
本发明的技术特点及有益效果：本发明旨在为解决现有汽轮机乏汽余热回收供热方式中存在的技术、经济的不足，采用基于吸收式换热进行乏汽余热回收和超大温差供热技术和低真空循环水供热技术相结合，即可保证凝汽器及汽轮机末级乃至末三级叶片的安全可靠工作，又可利用汽轮机乏汽直接加热热网回水，然后分段由吸收式热泵余热回收加热、调峰加热器加热，满足高温供水需求，可实现更高的余热回收量和回收效率，其乏汽利用量及经济效益可提高1～2倍以上，由此最大程度地提高热电厂的热耗率和整个热电联产集中供热系统的能源综合利用效益，具有工程实用价值，并特别适合于热电厂超过10万kW、最高可达35万kW的大中型汽轮机供热机组。
附图说明
图1是本发明的基于超大温差热网的低真空吸收式热泵复合余热供热系统结构示意图。
图1中各部件编号与名称如下。
汽轮机1、凝结水泵2、乏汽直接回收装置3、冷却水循环泵4、冷却塔5、热网水循环泵6、热网换热机组7、吸收式热泵8、调峰加热器9、汽轮机进汽A、凝结水供水B、蒸汽凝结回水C、热用户采暖供水D、热用户采暖回水E。
具体实施方式
本发明的基于超大温差热网的低真空吸收式热泵复合余热供热系统结合附图及实施例详细说明如下。
本发明的具体实施例结构，如图1所示。本系统的具体实施方式及功能说明如下：基于超大温差热网的低真空吸收式热泵复合余热供热系统，主要包括吸收式热泵余热回收、调峰加热器和热网超大温差换热机组及管路管件，还包括作为热网水基载热源的乏汽直接回收装置3，乏汽直接回收装置3的冷侧进口通过热网回水管与热网换热机组7的热网回水出口和通过循环冷却水管与冷却塔5的供水出口相连，乏汽直接回收装置3的冷侧出口与吸收式热泵8的热网水进口相连，吸收式热泵8的热网水出口与调峰加热器9的热网水进口相连，调峰加热器9的热网水出口通过热网供水管与热网换热机组7的热网供水进口相连，汽轮机1排出的乏汽分别与乏汽直接回收装置3和通过汽轮机1的喉部乏汽引出口与吸收式热泵8的蒸发器热源侧进口相连，乏汽直接回收装置3和吸收式热泵8的蒸发器热源侧经冷凝换热后的凝结水分别与凝结水泵2的进口相连，吸收式热泵8的发生器高温热源进口和调峰加热器9的高温热源侧进口分别与汽轮机1的抽汽口相连，热网换热机组7的采暖水出口供往热用户。
乏汽直接回收装置3为汽轮机发电系统标准配套的凝汽器，该凝汽器内部结构已经过改装为低真空循环水供热结构。
乏汽直接回收装置3为独立于汽轮机发电系统标准配套的凝汽器并与其凝汽器并联的专用乏汽回收换热器结构。
汽轮机1的喉部乏汽引出口采用异型乏汽引出口的结构，包括一个圆形开孔，并与吸收式热泵8的蒸发器热源侧进口相连。
热网换热机组7采用吸收式热泵换热结构。
需要说明的是，本发明提出了如何更高效的回收汽轮机乏汽余热的的方法，而按照此一总体解决方案可有不同的具体实施措施和不同结构的具体实施装置，上述具体实施方式仅仅是其中的一种而已。其它类似的经简单变形即可实施的方式，例如吸收式热泵不是直接回收从喉部送入的乏汽、而是回收从部分凝汽器送出的冷却循环水的余热；或者不设置吸收式热泵、而是超大温差热网回水直接回收全部排入凝汽器的乏汽余热、然后回水直接进入到采用较低压力抽汽（例如0.1～0.245MPa）加热的调峰加热器中，均落入本发明的保护范围。
Claims (6)
1.基于超大温差热网的低真空吸收式热泵复合余热供热系统，主要包括吸收式热泵余热回收、调峰加热器和热网超大温差换热机组及管路管件，其特征在于，还包括作为热网水基载热源的乏汽直接回收装置（3），乏汽直接回收装置（3）的冷侧进口通过热网回水管与热网换热机组（7）的热网回水出口和通过循环冷却水管与冷却塔（5）的供水出口相连，乏汽直接回收装置（3）的冷侧出口与吸收式热泵（8）的热网水进口相连，吸收式热泵（8）的热网水出口与调峰加热器（9）的热网水进口相连，调峰加热器（9）的热网水出口通过热网供水管与热网换热机组（7）的热网供水进口相连，汽轮机（1）排出的乏汽分别与乏汽直接回收装置（3）和通过汽轮机（1）的喉部乏汽引出口与吸收式热泵（8）的蒸发器热源侧进口相连，乏汽直接回收装置（3）和吸收式热泵（8）的蒸发器热源侧经冷凝换热后的凝结水分别与凝结水泵（2）的进口相连，吸收式热泵（8）的发生器高温热源进口和调峰加热器（9）的高温热源侧进口分别与汽轮机（1）的抽汽口相连，热网换热机组（7）的采暖水出口供往热用户。
2.如权利要求1所述的基于超大温差热网的低真空吸收式热泵复合余热供热系统，其特征在于，所述的汽轮机（1）的低压缸末级或末三级叶片采用或改造为高耐压型叶片结构。
3.如权利要求1所述的基于超大温差热网的低真空吸收式热泵复合余热供热系统，其特征在于，所述的乏汽直接回收装置（3）为汽轮机发电系统标准配套的凝汽器，该凝汽器内部结构已经过改装为低真空循环水供热结构。
4.如权利要求1所述的基于超大温差热网的低真空吸收式热泵复合余热供热系统，其特征在于，所述的乏汽直接回收装置（3）为独立于汽轮机发电系统标准配套的凝汽器并与其凝汽器并联的专用乏汽回收换热器结构。
5.如权利要求1所述的基于超大温差热网的低真空吸收式热泵复合余热供热系统，其特征在于，所述的汽轮机（1）的喉部乏汽引出口采用异型乏汽引出口的结构，包括一个或多于一个圆形、方形或不规则型的开孔，当引出口多于一个时其引出管汇总到圆形乏汽引出总管后与吸收式热泵（8）的蒸发器热源侧进口相连。
6.如权利要求1所述的基于超大温差热网的低真空吸收式热泵复合余热供热系统，其特征在于，所述的热网换热机组（7）采用吸收式热泵换热结构。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103994486B (zh) * | 2014-05-26 | 2016-08-24 | 北京建筑大学 | 燃气锅炉大温差高效供热系统 |
| CN106969396A (zh) * | 2017-04-24 | 2017-07-21 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种能量梯级利用的分级加热系统及方法 |
| CN109780529A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-05-21 | 清华大学 | 一种基于末端电热泵混水供热的生物质热电联产运行方法 |
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2013
- 2013-09-15 CN CN2013104192078A patent/CN103438492A/zh active Pending
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20131211 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |