CN106939879B - 一种分布式冷-电高效联合供应系统及方法 - Google Patents

一种分布式冷-电高效联合供应系统及方法 Download PDF

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Abstract

一种分布式冷‑电高效联合供应系统及方法，该系统包括太阳能蒸汽发生器，其出口连接汽轮机入口，汽轮机排汽出口连接凝汽器入口，凝汽器的一路凝结水进入二级蒸发器，另一路凝结水进入太阳能蒸汽发生器入口，汽轮机的轴端连接发电机；汽轮机抽汽口连接一级蒸汽喷射器的喷射入口，同时一级蒸发器的蒸汽出口与一级蒸汽喷射器的引射入口相连；一级蒸汽喷射器出口与二级蒸汽喷射器的喷射入口相连，同时二级蒸发器的蒸汽出口与二级蒸汽喷射器的引射入口相连，二级蒸汽喷射器出口连接凝汽器；空调回水连接一级蒸发器，一级蒸发器冷却水进入二级蒸发器，二级蒸发器冷却水进入空调装置；本发明还公开了冷‑电高效联合供应方法；本发明有效提高系统运行的能量利用效率和经济效益。

Description

一种分布式冷-电高效联合供应系统及方法
技术领域
本发明属于能量梯级利用技术领域，具体涉及一种分布式冷-电高效联合供应系统及方法。
背景技术
“节能优先”是我国经济社会可持续发展的长期战略。这就要求尽量降低生活中的能量消耗，但是随着人们生活水平的提高，生活用冷、热、电负荷需求逐渐增大，导致能源与环境问题日益突出。如何利用可再生能源并提高能源利用效率成为人们重点关注的问题。多联产是实现能量高效利用的有效方式，高品位热量用来发电，而低品位热量可以用来制冷或供热，实现能量的按质利用。
喷射式制冷系统结构简单、运行可靠，可以利用低品位能源，在倡导节能和可再生能源利用的背景下，格外受到关注。传统的喷射式制冷系统主要由蒸汽发生器、喷射器、蒸发器、凝汽器和水泵组成，利用蒸汽发生器产生的具有高品位能量的蒸汽直接用来引射蒸发器内的蒸汽，导致系统的不可逆损失大，能量利用效率低。
因此，充分利用可再生能源，并实现能量的阶梯利用，提高能量利用效率和喷射式制冷效率，成为满足人们的能源需求和实现节能的有效措施。
发明内容
为解决上述问题，本发明目的在于提供一种分布式冷-电高效联合供应系统及方法，该系统采用太阳能进行驱动，同时产生生活用冷负荷及电能，实现了能量的梯级利用；本发明系统设备结构简单、投资低，可以有效提高系统运行的能量利用效率和经济效益。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种分布式冷-电高效联合供应系统，包括太阳能蒸汽发生器1，太阳能蒸汽发生器1出口连接汽轮机2入口，汽轮机排汽出口连接凝汽器4入口，凝汽器4的一路凝结水出口经由节流阀44连接二级蒸发器45，另一路凝结水出口通过给水泵5连接太阳能蒸汽发生器1入口，汽轮机2的轴端连接发电机3；汽轮机2的抽汽口经由第一蒸汽阀40连接一级蒸汽喷射器41的喷射入口，同时一级蒸发器47的蒸汽出口与一级蒸汽喷射器41的引射入口相连，一级蒸汽喷射器41的旁路分别与汽轮机2抽汽口和二级蒸汽喷射器43的喷射入口相连，旁路上设置第二蒸汽阀42；一级蒸汽喷射器41出口与二级蒸汽喷射器43的喷射入口相连，同时二级蒸发器45的蒸汽出口与二级蒸汽喷射器43的引射入口相连，二级蒸汽喷射器43出口连接至凝汽器4；空调回水连接至一级蒸发器47入口，一级蒸发器47的冷却水出口经由级间水泵48连接二级蒸发器45入口，二级蒸发器45的冷却水出口经由空调水泵46连接空调装置入口；所述太阳能蒸汽发生器1、汽轮机2、发电机3、凝汽器4和给水泵5构成蒸汽动力循环系统；所述凝汽器4、第一蒸汽阀40、一级蒸汽喷射器41、第二蒸汽阀42、二级蒸汽喷射器43、节流阀44、二级蒸发器45、空调水泵46、一级蒸发器47和级间水泵48等构成制冷循环。
所述分布式冷-电高效联合供应系统的冷-电高效联合供应方法，工质在太阳能蒸汽发生器1中吸热后，进入汽轮机2膨胀做功，并通过发电机3转化为电能，而后排汽在凝汽器4中凝结，凝结水通过给水泵5送入太阳能蒸汽发生器1中完成蒸汽动力循环；
蒸汽从汽轮机2抽出，经第一蒸汽阀40进入一级蒸汽喷射器41，产生低压环境来维持一级蒸发器47中的低压环境，而后进入二级蒸汽喷射器43，并维持二级蒸发器45中的低压环境，最后排入凝汽器4中；空调回水先送入一级蒸发器47降温，而后送入二级蒸发器45进一步降温，最后供应冷负荷；另外，在一级喷射器41与二级喷射器43间设有旁路，通过蒸汽阀42完成一级蒸汽喷射器41与二级蒸汽喷射器43间冷负荷分配，实现冷负荷的调节。
本发明具有如下优点：
1.本发明实现了能量的梯级利用，实现了冷、电负荷的联产。
2.本发明系统简单、投资低。
附图说明
图1为制冷循环示意图。
图2为喷射式制冷循环示意图。
图3为本发明系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，制冷循环是通过输入电能或者热能将热负荷从低温环境传递至高温环境的循环。
喷射式制冷循环是制冷循环的一种，如图2所示。喷射式制冷循环是采用热能在蒸汽加热器中产生蒸汽，进而高压蒸汽在蒸汽喷射器中形成真空环境，保证蒸发器中的蒸发过程，而喷射器出口蒸汽在冷凝器中冷凝，冷凝后一部分溶液送回至蒸汽加热器，一部分溶液送至蒸发器。但是常规喷射式制冷循环消耗高品位能量产生喷射器驱动蒸汽，不可逆损失大。
多联产是实现能量梯级利用的有效形式，如图3所示，本发明一种分布式冷-电高效联合供应系统，该系统将高品位的热能首先送入汽轮机进行发电，品位有所降低的蒸汽从汽轮机抽出作为制冷循环的驱动热源。同时，本发明采用两级蒸汽喷射制冷循环，可以实现冷负荷的大范围调节。
本发明一种分布式冷-电高效联合供应系统包括太阳能蒸汽发生器1，太阳能蒸汽发生器1出口连接汽轮机2入口，汽轮机排汽出口连接凝汽器4入口，凝汽器4的一路凝结水出口经由节流阀44连接二级蒸发器45，另一路凝结水出口通过给水泵5连接太阳能蒸汽发生器1入口，凝汽器4的凝结水一路进入二级蒸发器45，另一路进入太阳能蒸汽发生器1，汽轮机2的轴端连接发电机3，构成蒸汽动力循环；汽轮机2的抽汽经由第一蒸汽阀40进入一级蒸汽喷射器41的喷射入口，同时一级蒸发器47的蒸汽出口与一级蒸汽喷射器41的引射入口相连，一级蒸汽喷射器41的旁路分别与汽轮机2抽汽口和二级蒸汽喷射器43的喷射入口相连，旁路上设置第二蒸汽阀42；一级蒸汽喷射器41出口与二级蒸汽喷射器43的喷射入口相连，同时二级蒸发器45的蒸汽出口与二级蒸汽喷射器43的引射入口相连，二级蒸汽喷射器43出口连接至凝汽器4；空调回水连接至一级蒸发器47入口，一级蒸发器47的冷却水经由级间水泵48进入二级蒸发器45入口，二级蒸发器45的冷却水经由空调水泵46进入空调装置入口，形成完整的制冷循环。
所述太阳能蒸汽发生器1、汽轮机2、发电机3、凝汽器4和给水泵5构成蒸汽动力循环系统；所述凝汽器4、第一蒸汽阀40、一级蒸汽喷射器41、第二蒸汽阀42、二级蒸汽喷射器43、节流阀44、二级蒸发器45、空调水泵46、一级蒸发器47和级间水泵48等构成制冷循环。
本发明分布式冷-电高效联合供应系统的冷-电高效联合供应方法，工质在太阳能蒸汽发生器1中吸热后，进入汽轮机2膨胀做功，并通过发电机3转化为电能，而后排汽在凝汽器4中凝结，凝结水通过给水泵5送入太阳能蒸汽发生器1中完成蒸汽动力循环；
蒸汽从汽轮机2抽出，经第一蒸汽阀40进入一级蒸汽喷射器41，产生低压环境来维持一级蒸发器47中的低压环境，而后进入二级蒸汽喷射器43，并维持二级蒸发器45中的低压环境，最后排入凝汽器4中；空调回水先送入一级蒸发器47降温，而后送入二级蒸发器45进一步降温，最后供应冷负荷；另外，在一级喷射器41与二级喷射器43间设有旁路，通过蒸汽阀42完成一级蒸汽喷射器41与二级蒸汽喷射器43间冷负荷分配，实现冷负荷的调节。

Claims (2)

1.一种分布式冷-电高效联合供应系统，其特征在于：包括太阳能蒸汽发生器(1)，太阳能蒸汽发生器(1)出口连接汽轮机(2)入口，汽轮机排汽出口连接凝汽器(4)入口，凝汽器(4)的一路凝结水出口经由节流阀(44)连接二级蒸发器(45)，另一路凝结水出口通过给水泵(5)连接太阳能蒸汽发生器(1)入口，汽轮机(2)的轴端连接发电机(3)；汽轮机(2)的抽汽口经由第一蒸汽阀(40)连接一级蒸汽喷射器(41)的喷射入口，同时一级蒸发器(47)的蒸汽出口与一级蒸汽喷射器(41)的引射入口相连，一级蒸汽喷射器(41)的旁路分别与汽轮机(2)抽汽口和二级蒸汽喷射器(43)的喷射入口相连，旁路上设置第二蒸汽阀(42)；一级蒸汽喷射器(41)出口与二级蒸汽喷射器(43)的喷射入口相连，同时二级蒸发器(45)的蒸汽出口与二级蒸汽喷射器(43)的引射入口相连，二级蒸汽喷射器(43)出口连接至凝汽器(4)；空调回水连接至一级蒸发器(47)入口，一级蒸发器(47)的冷却水出口经由级间水泵(48)连接二级蒸发器(45)入口，二级蒸发器(45)的冷却水出口经由空调水泵(46)连接空调装置入口；所述太阳能蒸汽发生器(1)、汽轮机(2)、发电机(3)、凝汽器(4)和给水泵(5)构成蒸汽动力循环系统；所述凝汽器(4)、第一蒸汽阀(40)、一级蒸汽喷射器(41)、第二蒸汽阀(42)、二级蒸汽喷射器(43)、节流阀(44)、二级蒸发器(45)、空调水泵(46)、一级蒸发器(47)和级间水泵(48)构成制冷循环。
2.权利要求1所述分布式冷-电高效联合供应系统的冷-电高效联合供应方法，其特征在于：
工质在太阳能蒸汽发生器(1)中吸热后，进入汽轮机(2)膨胀做功，并通过发电机(3)转化为电能，而后排汽在凝汽器(4)中凝结，凝结水通过给水泵(5)送入太阳能蒸汽发生器(1)中完成蒸汽动力循环；
蒸汽从汽轮机(2)抽出，经第一蒸汽阀(40)进入一级蒸汽喷射器(41)，产生低压环境来维持一级蒸发器(47)中的低压环境，而后进入二级蒸汽喷射器(43)，并维持二级蒸发器(45)中的低压环境，最后排入凝汽器(4)中；空调回水先送入一级蒸发器(47)降温，而后送入二级蒸发器(45)进一步降温，最后供应冷负荷；另外，在一级喷射器(41)与二级喷射器(43)间设有旁路，通过蒸汽阀(42)完成一级蒸汽喷射器(41)与二级蒸汽喷射器(43)间冷负荷分配，实现冷负荷的调节。
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