CN107504548A - 一种汽水混合集中供热系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽水混合集中供热系统，抽凝式汽轮机与汽水混合器之间为一次网供汽管道，抽凝式汽轮机与锅炉系统连接，锅炉系统与蒸汽吸收式热泵的蒸发器之间为一次网回水管道，蒸发器上设置有二次网回水管道，二次网回水管道上具有连通汽水混合器的管道，汽水混合器设置有二次网供水管道，蒸发器通向蒸汽吸收式热泵外分别设置有第一管道和第二管道，第一管道连接一次网回水管道，第二管道连接一次网供汽管道。与现有技术相比，本发明可以满足用户对热水和蒸汽不同热源的需求，采用蒸汽进行供热，一方面可以取消换热首站的建设，降低设备投资，在终端热力站采用汽、水混合方式可以充分利用蒸汽的热能与压力能，减小系统运行过程中水泵的耗电量。

Description

一种汽水混合集中供热系统

技术领域

本发明涉及一种供热系统，特别是一种汽水混合集中供热系统，属于能源领域。

背景技术

城市供热通常采用热水作为供热介质，目前，一次网设计供、回水温度一般为130℃/70℃。随着城市规模的不断扩大，原有供热管线难以满足热负荷需求的增长，新建管线又面临初投资大的问题。基于此，清华大学提出了大温差供热技术，该技术采用吸收式热泵和水水换热器，较大幅度地增加了一次网的供、回水温差，但仍需设置汽水换热首站，且采用相对低效的水水换热方式，投资成本较高。蒸汽作为另一种供热介质，早先受输送距离近的影响，采用较少，但近几年，随着长输技术的发展，使蒸汽供热成为可能。

如专利号为200810101065.X的发明中存在问题：①仅供热水、不能提供蒸汽满足不同用户的需求；②在电厂设置热泵型水水换热机组，系统复杂，增加设备投资成本；③一次网供水通过热泵和水水换热实现大温差，间接换热效率仍然较低，且供、回水管道管径仍然较大，增加管网建设成本。

汽水混合换热有别于间接换热，其换热效率近似为1，但回水温度为二次网回水温度，受用户处用热要求的限制，不可能很低，直接回水容易造成热量的白白损失，就地处理又会造成水资源的浪费。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种在大幅增加热网输送能力的同时，降低设备和管网投资的汽水混合集中供热系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种汽水混合集中供热系统，包括抽凝式汽轮机、汽水混合器、蒸汽吸收式热泵、一次网回水泵和锅炉系统，所述蒸汽吸收式热泵内具有发生器、蒸发器、吸收器和冷凝器，所述抽凝式汽轮机与汽水混合器之间设置有一次网供汽管道，所述抽凝式汽轮机与锅炉系统之间为管道连接，锅炉系统与蒸汽吸收式热泵的蒸发器之间为一次网回水管道，一次网回水泵位于一次网回水管道上，所述蒸汽吸收式热泵上设置有二次网回水管道，二次网回水管道一端连接蒸汽吸收式热泵内的蒸发器，另一端通向热水用户，二次网回水管道上具有连通汽水混合器的管道，所述汽水混合器设置有通向热水用户的二次网供水管道，所述蒸发器通向蒸汽吸收式热泵外分别设置有第一管道和第二管道，所述第一管道的另一端连接二次网回水管道，所述第二管道的另一端连接一次网供汽管道。

作为进一步的优选方案，所述蒸汽吸收式热泵内的吸收器和冷凝器通向蒸汽吸收式热泵外分别设置有第三管道和第四管道，所述第三管道的一端连接吸收器，另一端连接二次网回水管道，所述第四管道的一端连接冷凝器，另一端连接二次网供水管道。

作为进一步的优选方案，所述二次网回水管道分为低温管道和高温管道，所述低温管道的一端连通热水用户，另一端连接蒸汽吸收式热泵内吸收器，所述高温管道的一端连接蒸汽吸收式热泵内的蒸发器，另一端连接蒸汽吸收式热泵内冷凝器。

作为进一步的优选方案，所述一次网回水管道上设置有凝汽器，所述抽凝式汽轮机与凝汽器之间设置有汽轮机排汽管道，所述凝汽器与锅炉系统之间还设置有冷凝水管道。

作为进一步的优选方案，所述凝汽器至蒸汽吸收式热泵之间的一次网回水管道上设置有水处理系统。

作为进一步的优选方案，所述一次网供汽管道上还设置有连通蒸汽用户的蒸汽管道。

与现有技术相比，本发明的一种汽水混合集中供热系统，具有以下优点：

①可以满足用户对热水和蒸汽不同热源的需求；

②由于采用蒸汽进行供热，一方面可以取消换热首站的建设，降低设备投资，另一方面可以大幅增加热网的输送能力，缩小一次网管道管径，降低管网投资；

③在终端热力站采用汽、水混合方式可以充分利用蒸汽的热能与压力能，减小系统运行过程中水泵的耗电量；辅以吸收式热泵机组，可以充分回收一次网回水热量，降低回水温度，无保温和热应力补偿问题，进一步降低管网投资；

④汽水混合造成的二次网余水可以实现完全回收，减少了水资源的浪费。

附图说明

图1是本发明实施例1的管道系统示意图；

图2是本发明实施例2的管道系统示意图。

其中，1-抽凝式汽轮机，2-汽水混合器，3-蒸汽吸收式热泵，4-一次网回水泵，5-水处理系统，6-凝汽器，7-锅炉系统，8-一次网供汽管道，9-一次网回水管道，10-二次网回水管道，11-二次网供水管道，12-第一管道，13-第二管道，14-第三管道，15-第四管道，16-汽轮机排汽管道，17-冷凝水管道，18-蒸汽管道。

具体实施方式

为了阐明本发明的技术方案及技术目的，以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的介绍。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

本发明的一种汽水混合集中供热系统，包括抽凝式汽轮机1、汽水混合器2、蒸汽吸收式热泵3、一次网回水泵4、锅炉系统7以及连接管道和附件组成，所述蒸汽吸收式热泵3内具有发生器、蒸发器、吸收器和冷凝器，该系统可以同时满足用户对热水和蒸汽不同热源的需求。

抽凝式汽轮机1从汽轮机排汽管道16排汽进入凝汽器6中加热一次网回水管道9中的回水，凝结水通过冷凝水管道17返回锅炉系统7加热；由抽凝式汽轮机1抽出的蒸汽经一次网供汽管道8至终端热力站，在终端热力站中，一次网供汽管道8分两路，一路进入汽水混合器2与二次网回水管道10中的低温水直接混合，另一路作为驱动热源进入蒸汽吸收式热泵3的发生器，加热浓缩的溴化锂溶液，降温后从发生器流出经第一管道12与二次网回水管道10中的低温水混合后作为低位热源进入蒸汽吸收式热泵3的蒸发器，放热降温后进入一次网回水管道9，由一次网回水泵4送回热电厂。

在终端热力站中，二次网回水管道10中的低温水进入汽水混合器2，与汽水混合器2内一次网供汽管道8输送的蒸汽混合加热升温，然后经二次网供水管道11输送给热水用户。

可以看出，本系统采用蒸汽进行供热，与常规热水供热相比，一方面可以取消换热首站的建设，降低设备投资；另一方面可以大幅增加热网的输送能力，缩小一次网管道管径，降低管网投资。在终端热力站采用汽水混合辅以吸收式热泵的方式，与传统汽水混合供热相比，可以充分回收一次网回水热量，降低回水温度，此外，可以实现由于汽、水混合造成的二次网余水完全回收，减少了水资源的浪费。

实施例1

如图1所示，蒸汽吸收式热泵3内的吸收器和冷凝器通向蒸汽吸收式热泵3外分别设置有第三管道14和第四管道15，所述第三管道14的一端连接吸收器，另一端连接二次网回水管道10，所述第四管道15的一端连接冷凝器，另一端连接二次网供水管道11；

在终端热力站中，二次网回水管道10中的低温水也通过第三管道14进入蒸汽吸收式热泵3的加热升温，再由第四管道15输送到二次网供水管道11为热水用户供给。

实施例2

如图2所示，在实施例1的基础上改变了二次网回水管道10的走向，将二次网回水管道10分为低温管道和高温管道，所述低温管道的一端连通热水用户，另一端连接蒸汽吸收式热泵3内吸收器，所述高温管道的一端连接蒸汽吸收式热泵3内的蒸发器，另一端连接蒸汽吸收式热泵3内冷凝器。

在终端热力站中，二次网回水管道10中的低温水先经蒸汽吸收式热泵吸热升温，再经汽水混合器2混合换热后，由二次网供水管道11输送给热水用户，可以看出，本实施例与实施例1具有相同的特征及有益效果。

综合实施例1、2，在本系统中，一次网回水管道9和二次网回水管道10通过蒸汽吸收式热泵的蒸发器连通，第一管道12和第二管道13通过蒸汽吸收式热泵的发生器连通。

在本系统中，可以设置若干个终端热力站，并分别与一次网供汽管道8和一次网回水管道9连接，若干个终端热力站呈并联形式。

进一步的，所述一次网回水管道9上设置有凝汽器6，所述抽凝式汽轮机1与凝汽器6之间设置有汽轮机排汽管道16，所述凝汽器6与锅炉系统7之间还设置有冷凝水管道17；所述凝汽器6至蒸汽吸收式热泵3之间的一次网回水管道9上设置有水处理系统5，一次网回水管道9中的回水经水处理系统5净化和凝汽器6预热后返回锅炉系统7加热，出口蒸汽进入凝汽式汽轮机1完成整个循环。

进一步的，所述一次网供汽管道8上还设置有连通蒸汽用户的蒸汽管道18。

以上内容仅为本发明较佳的具体实施方式，本行业技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，凡在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种改进和变化，这些改进和变化均落入本发明要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种汽水混合集中供热系统，其特征在于：包括抽凝式汽轮机（1）、汽水混合器（2）、蒸汽吸收式热泵（3）、一次网回水泵（4）和锅炉系统（7），所述蒸汽吸收式热泵（3）内具有发生器、蒸发器、吸收器和冷凝器，所述抽凝式汽轮机（1）与汽水混合器（2）之间设置有一次网供汽管道（8），所述抽凝式汽轮机（1）与锅炉系统（7）之间为管道连接，锅炉系统（7）与蒸汽吸收式热泵（3）的蒸发器之间为一次网回水管道（9），一次网回水泵（4）位于一次网回水管道（9）上，所述蒸汽吸收式热泵（3）上设置有二次网回水管道（10），二次网回水管道（10）一端连接蒸汽吸收式热泵（3）内的蒸发器，另一端通向热水用户，二次网回水管道（10）上具有连通汽水混合器（2）的管道，所述汽水混合器（2）设置有通向热水用户的二次网供水管道（11），所述蒸发器通向蒸汽吸收式热泵（3）外分别设置有第一管道（12）和第二管道（13），所述第一管道（12）的另一端连接二次网回水管道（10），所述第二管道（13）的另一端连接一次网供汽管道（8）。

2.根据权利要求1所述的一种汽水混合集中供热系统，其特征在于：所述蒸汽吸收式热泵（3）内的吸收器和冷凝器通向蒸汽吸收式热泵（3）外分别设置有第三管道（14）和第四管道（15），所述第三管道（14）的一端连接吸收器，另一端连接二次网回水管道（10），所述第四管道（15）的一端连接冷凝器，另一端连接二次网供水管道（11）。

3.根据权利要求1所述的一种汽水混合集中供热系统，其特征在于：所述二次网回水管道（10）分为低温管道和高温管道，所述低温管道的一端连通热水用户，另一端连接蒸汽吸收式热泵（3）内吸收器，所述高温管道的一端连接蒸汽吸收式热泵（3）内的蒸发器，另一端连接蒸汽吸收式热泵（3）内冷凝器。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种汽水混合集中供热系统，其特征在于：所述一次网回水管道（9）上设置有凝汽器（6），所述抽凝式汽轮机（1）与凝汽器（6）之间设置有汽轮机排汽管道（16），所述凝汽器（6）与锅炉系统（7）之间还设置有冷凝水管道（17）。

5.根据权利要求4所述的一种汽水混合集中供热系统，其特征在于：所述凝汽器（6）至蒸汽吸收式热泵（3）之间的一次网回水管道（9）上设置有水处理系统（5）。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种汽水混合集中供热系统，其特征在于：所述一次网供汽管道（8）上还设置有连通蒸汽用户的蒸汽管道（18）。