CN113522200A - 一种远程供热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种远程供热系统，属于城市供热技术领域，包括：反应釜，与热源装置连接；所述反应釜内发生吸热反应，该吸热反应产生可燃烧气体；运输管路，一端与反应釜连通；所述运输管路用于所述可燃烧气体的传送；气体消耗装置，一端与运输管路连通；所述气体消耗装置具有用于所述可燃烧气体发生放热反应的反应器；本发明的远程供热系统，利用化学传热技术解决远距离供热问题，将热量的传输转换成气体物质的传输，方便传输，同时减少在传输过程中能量的损耗，最终实现城市供热，非供热季驱动燃气轮机，带动发动机产生电能，提高经济性。
Description
技术领域
本发明涉及城市供热技术领域，具体涉及一种远程供热系统。
背景技术
高温堆一般指高温气冷堆；作为一种先进第四代核电堆型技术，高温气冷堆具有安全性好、效率高、经济性好和用途广泛等优势，通过氦气进行堆芯换热，其出口氦气温度最高可达到900℃，能够代替传统化石能源，实现经济和生态环境协调发展。
各个国家都尝试减少二氧化碳的排放量；我国也大力发展风能、太阳能等新能源技术，逐渐替代传统燃煤发电机组，有效的减少二氧化碳的排放；但是，我国北方城市冬季利用燃煤机组取暖暂无可推广的替代方案，供热机组燃烧消耗了优质的煤炭资源，产生了大量二氧化碳和气体污染物。
利用核能供热已经开始研究，核反应堆无法建设在城市周围，需要将产生的热量传输到城市内，但是，热量在长距离传输过程中损耗比较大。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中核反应堆产生热量后，在传输到城市周围的过程中热量损耗比较大的缺陷，从而提供一种远程供热系统。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种远程供热系统，包括：
反应釜，与热源装置连接；所述反应釜内发生吸热反应，该吸热反应产生可燃烧气体；
运输管路，一端与反应釜连通；所述运输管路用于所述可燃烧气体的传送；
气体消耗装置，一端与运输管路连通；所述气体消耗装置具有用于所述可燃烧气体发生放热反应的反应器。
作为优选方案，所述热源装置为高温气冷堆，所述高温冷气堆通过氦气与所述反应釜发生热量交换。
作为优选方案，还包括：
热氦风机，设置在所述反应釜和所述热源装置之间，驱动氦气将反应堆内热量交换到反应釜。
作为优选方案，还包括：
气体加压装置，设置在所述反应釜和运输管路之间。
作为优选方案，所述气体消耗装置包括：
锅炉换热器，一端与运输管路连通，另一端与热用户连接。
作为优选方案，所述气体消耗装置包括：
燃气轮机，一端与所述运输管路连通，另一端与发电机连接。
作为优选方案，所述吸热反应为二氧化碳在催化剂的作用下生成一氧化碳的反应；所述放热反应为一氧化碳燃烧生成二氧化碳的反应。
作为优选方案，所述气体消耗装置的出口与所述反应釜连接。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的远程供热系统，包括：反应釜、运输管路和气体消耗装置；在现有技术中，热源装置的产生热量后，不能直接进行远距离传输；在本方案中，将热源装置产生的热量传递到反应釜中，在反应釜中发生吸热反应，将热量提供给该吸热反应，吸热反应中产生可燃烧气体，通过运输管路对可燃烧气体进行运输，到达气体消耗装置后，可燃烧气体发生放热反应，反应放出的热量用于使用；在系统中，通过化学反应的吸热和放热反应，作为储能的介质，利用化学传热技术解决远距离供热问题，将热量的传输转换成气体物质的传输，方便传输，同时减少在传输过程中能量的损耗，最终实现城市供热，或者非供热季驱动燃气轮机，带动发动机产生电能，提高经济性。
2.本发明提供的远程供热系统，所述热源装置为高温气冷堆；所述高温气冷堆具有热效率高，出口温度高，固有安全性等优点；通过将高温气冷堆与本系统相结合，解决了核能远距离供热和核能传输的问题。
3.本发明提供的远程供热系统，所述吸热反应选择为二氧化碳裂解成一氧化碳的反应；通过该系统将有害的二氧化碳变成一种清洁能源，具有较高的实用价值和节能环保效果，可用于减少碳排放，有利于我国尽早实现碳中和目标。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的远程供热系统的结构示意图。
附图标记说明：
1、反应釜；2、热氦风机；3、高温气冷堆；4、气体加压装置；5、运输管路；6、锅炉换热器；7、燃气轮机；8、发电机。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本实施例提供的一种远程供热系统，包括：反应釜1、运输管路5和气体消耗装置；反应釜1从热源装置处获得热量，热量提供给在反应釜1内发生的吸热发应，吸热发应产生可燃烧气体，可燃烧气体通过运输管路5传输到气体消耗装置的一端，在气体消耗装置内，可燃烧气体发生放热反应，放热反应放出的热量可以供使用；该系统利用化学传热技术解决了远距离传输热量的问题；
具体的，本方案中的热源装置为高温气冷堆3，高温气冷堆3具有安全性好，效率高，经济性好和用途广泛等优势；但是高温反应堆无法建设在城市周围，需要将产生的热量进行长距离的输送；
将高温气冷堆3产生的热量通过氦气交换至反应釜1中，在高温气冷堆3和反应釜1之间的氦气的循环管路中设置热氦风机2，氦气风机增加管路内的氦气的循环速度，增加热量交换速度；
在反应釜1中发生二氧化碳分解成一氧化碳的反应；具体过程为，收集煤化工、煤电厂排放或地层中二氧化碳，进入反应釜1，通过高温气冷堆3中产生的热量将反应釜1加热到800℃以上，在碳极的作用下使二氧化碳裂解成一氧化碳；该吸热反应可以使得有害的二氧化碳变成一种清洁能源，具有较高的实用价值和节能环保效果。
反应釜1的出口与运输管路5连通，在反应釜1内产生的一氧化碳通过运输管路5进行传输，在反应釜1和运输管路5之间设置有气体加压装置4，提高一氧化碳气体的压力，提高在运输管路5内的传输速度；将一氧化碳通过运输管路5的长距离运输将气体输送至城市周围，运输管路5与锅炉换热器6连接；在锅炉换热器6内，一氧化碳发生燃烧，即放热反应，生成二氧化碳，放出的热量对城市进行供热；运输管路5也和燃气轮机7连接，燃气轮机7与发电机8连接；在非用热季节，将一氧化碳输入到燃气轮机7内实现发电。
燃气轮机7和锅炉换热器6的出口也可以通过管路与反应釜1的进口连接，即在燃气轮机7和锅炉换热器6内一氧化碳经过反应后生成的二氧化碳的运输到反应釜1内进一步发生反应，实现二氧化碳的进一步循环利用。
本发明利用高温气冷堆3的热能加热反应釜1，将二氧化碳裂解为一氧化碳，通过工业管道传输，解决核能远距离供热和核能传输问题，同时使有害的二氧化碳变成一种清洁能源，具有较高的实用价值和节能环保效果。此技术可用于减少碳排放，有利于我国尽早实现碳达峰、碳中和目标。
作为可替换的实施方式,在本系统中，在反应釜1中发生的吸热反应也可以是甲烷和水蒸汽发生反应生成一氧化碳和氢气，CH4+H2O＝CO+3H2；该反应的反应温度为800℃左右；在锅炉换热器6和燃气轮机7内发生的放热发应为两个，即一氧化碳燃烧生成二氧化碳和氢气燃烧生成水。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种远程供热系统，其特征在于，包括：
反应釜(1)，与热源装置连接；所述反应釜(1)内发生吸热反应，该吸热反应产生可燃烧气体；
运输管路(5)，一端与反应釜(1)连通；所述运输管路(5)用于所述可燃烧气体的传送；
气体消耗装置，一端与运输管路(5)连通；所述气体消耗装置具有用于所述可燃烧气体发生放热反应的反应器。
2.根据权利要求1所述的远程供热系统，其特征在于，所述热源装置为高温气冷堆(3)，所述高温气冷堆通过氦气与所述反应釜发生热量交换。
3.根据权利要求2所述的远程供热系统，其特征在于，还包括：
热氦风机(2)，设置在所述反应釜(1)和所述热源装置之间，驱动氦气将反应堆内热量交换到反应釜。
4.根据权利要求1所述的远程供热系统，其特征在于，还包括：
气体加压装置(4)，设置在所述反应釜(1)和运输管路(5)之间。
5.根据权利要求1所述的远程供热系统，其特征在于，所述气体消耗装置包括：
锅炉换热器(6)，一端与运输管路(5)连通，另一端与热用户连接。
6.根据权利要求5所述的远程供热系统，其特征在于，所述气体消耗装置包括：
燃气轮机(7)，一端与所述运输管路(5)连通，另一端与发电机(8)连接。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的远程供热系统，其特征在于，所述吸热反应为二氧化碳在催化剂的作用下生成一氧化碳的反应；所述放热反应为一氧化碳燃烧生成二氧化碳的反应。
8.根据权利要求7所述的远程供热系统，其特征在于，所述气体消耗装置的出口与所述反应釜(1)连接。
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