CN115111570A - 谷电储热双级闪蒸多种压力蒸汽联供系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种谷电储热双级闪蒸多种压力蒸汽联供系统。该系统包括谷电储热系统，用于将引入的水工质加热加压以生成第一高温高压液态水工质。一级闪蒸供汽系统连通谷电储热系统，用于降压闪蒸以生成第一高温高压蒸汽、第二高温高压蒸汽并引出到用户端，生成第二高温高压液态水工质引入二级闪蒸供汽系统，二级闪蒸供汽系统连通一级闪蒸供汽系统，用于降压闪蒸以生成第三高温高压蒸汽和第三高温高压液态水工质，并引出到用户端，或者将第三高温高压蒸汽所加热加压后生成的第一高温高压蒸汽引出到用户端；以及回水系统。该系统在夜晚城市用电的低谷期，通过电加热的方式储存热能。通过闪蒸和蒸汽压缩的方式来产生高温高压蒸汽，避免直接使用电锅炉的巨大耗电量。

Description

谷电储热双级闪蒸多种压力蒸汽联供系统

技术领域

本发明涉及热泵节能技术领域，特别涉及一种谷电储热双级闪蒸多种压力蒸汽联供系统。

背景技术

蒸汽锅炉可以提供高温高压蒸汽，被广泛用于工业和日常生活的各个工艺流程中。现有的锅炉主要是燃煤锅炉、燃气锅炉等燃料锅炉，或是电热锅炉。燃煤锅炉在运行过程中将产生大量污染。即使是更清洁的燃气锅炉，它们也会在燃烧过程中排放大量的二氧化碳。同时燃气锅炉也面临着“气荒”的问题。电热锅炉可以直接将电能转化为热能用于生成蒸汽，与燃料锅炉相比，电热锅炉不仅具有环保性，还具有更为灵活的调节能力。然而就能量转化效率而言，电热锅炉的电热转化效率低于1，即一份电能只能转化不到一份热能，会导致电能消耗量巨大，使用成本上升，同时对于国家电网的负荷冲击较大，如果大规模的使用电锅炉产生蒸汽，将会需要针对电网进行升级，投入成本巨大。

今后采用类似热泵蒸汽系统等创新节能技术的锅炉将会得到较快的发展。而目前也有很多热泵蒸汽技术，例如专利“一种双热源的两级闪蒸两级压缩式热泵装置及工作方法”，虽然也提出了基于热泵余热回收的蒸汽供应技术，但是蒸汽的产生依旧要依靠额外的热源，无法避免对于热源的依赖性，这就导致很多时候在众多的无热源的应用场景下无法直接使用。同时为了避免直接使用电锅炉的巨大耗电量，以及在峰谷电下，供电高峰期的高额电价和电锅炉的运行成本。而目前也有一种应用熔盐进行储热的蒸汽供应系统，例如专利“一种采用熔盐传热储热的清洁能源蒸汽锅炉及其制备蒸汽的方法”，但是熔盐储热是一种相变储热，具有1、相变热比较小，熔点比较低，蓄热密度比较小。2、蓄热介质为晶体盐，使用过程中物相在固态-液态之间转换，目前使用过程的相分离不利因素一直没能攻克，熔盐的相变热会逐渐衰变，定期要更换介质，运行成本较高。3、在放热过程中熔盐容易结块，会出现固态熔盐有大块空隙，蓄热密度和导热系数都降低。4、液态熔盐对换热器铜管、钢管有腐蚀性，换热器必须采用耐腐蚀的材料，这样换热器效率较低等的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种谷电储热双级闪蒸多种压力蒸汽联供系统，该系统包括谷电储热系统，一级闪蒸供汽系统和二级闪蒸供汽系统。在夜晚城市用电的低谷期，通过电加热的方式储存热能。通过闪蒸和蒸汽压缩的方式来产生高温高压蒸汽，避免直接使用电锅炉的巨大耗电量。水工质价格便宜，使用成本低，并对水箱无腐蚀，有效地避免了熔盐储热的高额使用成本。通过多级闪蒸并耦合水蒸气压缩机的方式可以满足多种高温高压蒸汽的需求。

为实现本发明目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供了一种谷电储热双级闪蒸多种压力蒸汽联供系统。所述谷电储热双级闪蒸多种压力蒸汽联供系统包括谷电储热系统、一级闪蒸供汽系统、二级闪蒸供汽系统和回水系统。

谷电储热系统，用于引入其中的水工质加热加压以生成第一高温高压液态水工质；

一级闪蒸供汽系统，连通所述谷电储热系统，用于将从所述谷电储热系统引入的所述第一高温高压液态水工质降压闪蒸以生成第一高温高压蒸汽和第二高温高压液态水工质，将所述第一高温高压蒸汽引出到用户端，或者将所述第一高温高压蒸汽加热加压后的第二高温高压蒸汽引出到用户端；

二级闪蒸供汽系统，连通所述一级闪蒸供汽系统，用于将从所述一级闪蒸供汽系统引入的所述第二高温高压液态水工质降压闪蒸以生成第三高温高压蒸汽和第三高温高压液态水工质，将所述第三高温高压蒸汽引出到用户端，或者将所述第三高温高压蒸汽加热加压后的第一高温高压蒸汽引出到用户端；以及

回水系统，连通所述二级闪蒸供汽系统和所述谷电储热系统，用于将所述二级闪蒸供汽系统中的所述第三高温高压液态水工质引回到所述谷电储热系统。

根据本发明的一实施方式，所述谷电储热系统包括：储热水箱、补水装置、加热变压装置以及排水装置，所述补水装置连通所述储热水箱，用于为所述储热水箱补充水工质；所述加热装置设置在所述储热水箱内，用于加热所述储热水箱内的水工质并生成第一高温高压液态水工质；以及所述排水装置连通所述储热水箱的底部。

根据本发明的一实施方式，所述补水装置包括：储热补水泵、储热水箱排水管和第一截止阀，其中，所述储热水箱排水管连通所述储热补水泵和所述储热水箱，所述第一截止阀安装于所述储热水箱排水管上。所述加热加压装置为电加热器。

所述排水装置包括连通所述储热水箱的底部的储热水箱排水管和设置在所述储热水箱排水管上的第二截止阀。

根据本发明的一实施方式，所述一级闪蒸供汽系统包括：一级闪蒸罐、一级引水装置、第一供气装置、第二供气装置和一级排水装置。

所述一级闪蒸罐用于生成第一高温高压蒸汽和第二高温高压液态水工质；

所述一级引水装置连通所述储热水箱和所述一级闪蒸罐；

所述第一供气装置连通所述一级闪蒸罐，用于将所述第一高温高压蒸汽引出到用户端；

所述第二供气装置连通所述一级闪蒸罐，用于将所述第一高温高压蒸汽加热加压生成第二高温高压蒸汽，并引出到用户端；以及

所述一级排水装置连通一级闪蒸罐的底部。

根据本发明的一实施方式，所述一级引水装置包括：一级闪蒸循环管、一级闪蒸循环泵、一级闪蒸减压阀、一级闪蒸第一截止阀、一级闪蒸第二截止阀和一级闪蒸雾化喷嘴。

所述一级闪蒸循环管连通所述储热水箱和所述一级闪蒸罐；

一级闪蒸循环泵和一级闪蒸减压阀依次设置在所述一级闪蒸循环管上；

一级闪蒸第一截止阀，设置在所述储热水箱和所述一级闪蒸循环泵之间的所述一级闪蒸循环管上；

一级闪蒸第二截止阀设置在所述一级闪蒸减压阀和所述一级闪蒸罐之间的所述一级闪蒸循环管上；以及

一级闪蒸雾化喷嘴设置于所述一级闪蒸循环管的末端，且位于所述一级闪蒸罐内；

其中，通过打开所述一级闪蒸第一截止阀和一级闪蒸第二截止阀并调整所述一级闪蒸减压阀的开度，所述一级闪蒸循环泵将所述第一高温高压液态水工质通过所述一级闪蒸雾化喷嘴送入所述一级闪蒸罐；以及

所述一级排水装置包括连通所述一级闪蒸罐的底部的一级闪蒸排水管和设置在所述一级闪蒸排水管上的一级闪蒸第三截止阀。

根据本发明的一实施方式，所述第一供气装置包括：

依次连通的一级闪蒸进气管、一级闪蒸排气旁通管和一级闪蒸排气管以及

一级闪蒸第五截止阀设置在所述一级闪蒸排气旁通管上；

所述第二供气装置包括：

一级闪蒸水蒸气压缩机通过所述一级闪蒸进气管连通所述一级闪蒸罐，所述一级闪蒸排气管连通所述一级闪蒸水蒸气压缩机；

一级闪蒸第四截止阀设置在所述一级闪蒸进气管上；

一级闪蒸补水管连通所述一级闪蒸水蒸气压缩机；

一级闪蒸第六截止阀和一级闪蒸补水泵，设置在所述一级闪蒸补水管上，用于为所述一级闪蒸水蒸气压缩机补充水工质；

其中，所述第一供气装置用于供给第一高温高压蒸汽，所述第二供气装置用于供给第二高温高压蒸汽，所述一级闪蒸第五截止阀和所述一级闪蒸第四截止阀用于控制所述第一高温高压蒸汽流向所述第一供气装置或者所述第二供气装置。

根据本发明的一实施方式，所述二级闪蒸供汽系统包括：二级闪蒸罐、二级引水装置、第三供气装置、第四供气装置和二级排水装置。

二级闪蒸罐用于生成第三高温高压蒸汽和第三高温高压液态水工质；

所述二级引水装置连通所述一级闪蒸罐和所述二级闪蒸罐；

所述第三供气装置连通所述二级闪蒸罐，用于将所述第三高温高压蒸汽引出到用户端；

所述第四供气装置连通所述二级闪蒸罐，用于将所述第三高温高压蒸汽加热加压生成第一高温高压蒸汽，并引出到用户端；以及

二级排水装置连通所述二级闪蒸罐的底部。

根据本发明的一实施方式，所述二级引水装置包括：

所述二级闪蒸循环管连通所述一级闪蒸罐和所述二级闪蒸罐；

二级闪蒸循环泵和二级闪蒸减压阀，依次设置在所述二级闪蒸循环管上；

二级闪蒸第一截止阀设置在所述一级闪蒸罐和所述二级闪蒸循环泵之间的所述二级闪蒸循环管上；

二级闪蒸第二截止阀设置在所述二级闪蒸减压阀和所述二级闪蒸罐之间的所述二级闪蒸循环管上；以及

二级闪蒸雾化喷嘴，设置于所述二级闪蒸循环管的末端，且位于所述二级闪蒸罐内；

其中，通过打开所述二级闪蒸第一截止阀和二级闪蒸第二截止阀并调整所述二级闪蒸减压阀的开度，所述二级闪蒸循环泵将所述第二高温高压液态水工质通过所述二级闪蒸雾化喷嘴送入所述二级闪蒸罐；以及

所述二级排水装置包括：连通所述二级闪蒸罐的底部的二级闪蒸排水管和设置在所述二级闪蒸排水管上的二级闪蒸第三截止阀。

根据本发明的一实施方式，所述第三供气装置包括：

依次连通的二级闪蒸进气管、二级闪蒸排气旁通管和二级闪蒸排气管以及

二级闪蒸第五截止阀设置在所述二级闪蒸排气旁通管上；

所述第四供气装置包括：

二级闪蒸水蒸气压缩机，通过所述二级闪蒸进气管连通所述二级闪蒸罐，所述二级闪蒸排气管连通所述二级闪蒸水蒸气压缩机；

二级闪蒸第四截止阀，设置在所述二级闪蒸进气管上；

二级闪蒸补水管，连通所述二级闪蒸水蒸气压缩机；

二级闪蒸第六截止阀和二级闪蒸补水泵，设置在所述二级闪蒸补水管上，用于为所述二级闪蒸水蒸气压缩机补充水工质；

其中，所述第三供气装置用于供给第三高温高压蒸汽，所述第四供气装置用于供给第一高温高压蒸汽，所述二级闪蒸第五截止阀和所述二级闪蒸第四截止阀用于控制所述第三高温高压蒸汽流向所述第三供气装置或者所述第四供气装置。

根据本发明的一实施方式，所述回水系统包括：

回水管连通所述二级闪蒸罐和所述储热水箱；

回水循环泵设置在所述回水管上，用于将所述二级闪蒸罐中剩余的水工质送回到所述储热水箱；

第三截止阀设置在所述二级闪蒸罐和所述回水循环泵之间的所述回水管上；

第四截止阀设置在所述回水循环泵和所述储热水箱之间的所述回水管上。

本发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：

本发明的谷电储热双级闪蒸多种压力蒸汽联供系统包括谷电储热系统、一级闪蒸供汽系统、二级闪蒸供汽系统、回水系统。谷电储热系统用于引入其中的水工质加热加压以生成第一高温高压液态水工质；一级闪蒸供汽系统连通所述谷电储热系统用于将从所述谷电储热系统引入的所述第一高温高压液态水工质降压闪蒸以生成第一高温高压蒸汽和第二高温高压液态水工质，将所述第一高温高压蒸汽引出到用户端，或者将所述第一高温高压蒸汽加热加压后的第二高温高压蒸汽引出到用户端；二级闪蒸供汽系统连通所述一级闪蒸供汽系统，用于将从所述一级闪蒸供汽系统引入的所述第二高温高压液态水工质降压闪蒸以生成第三高温高压蒸汽和第三高温高压液态水工质，将所述第三高温高压蒸汽引出到用户端，或者将所述第三高温高压蒸汽加热加压后的第一高温高压蒸汽引出到用户端；以及回水系统连通所述二级闪蒸供汽系统和所述谷电储热系统用于将所述二级闪蒸供汽系统中的所述第三高温高压液态水工质引回到所述谷电储热系统。

1.在夜晚城市用电的低谷期，通过电加热的方式储存热能，有效地解决了应用生产场地对热源的依赖，在众多的无热源的应用场景下也可以直接使用。

2.在夜晚城市用电的低谷期，通过电加热的方式储存大量的高温热能，并通过闪蒸和蒸汽压缩的方式来产生高温高压蒸汽，避免直接使用电锅炉的巨大耗电量，以及在峰谷电下，供电高峰期的高额电价和电锅炉的运行成本，降低设备的运行成本，提高蒸汽产生的经济性。

3.通过使用200℃以上的高温高压热水进行储热，水工质价格便宜，使用成本低，并对水箱无腐蚀，有效地避免了熔盐储热的高额使用成本。

4.通过直将200℃以上的高温高压热水进行闪蒸的方式，来产生高温高压蒸汽，有效地避免熔盐储热需要的换热温差和换热系统，提高了产汽效率也降低了设备成本。

5.通过多级闪蒸并耦合水蒸气压缩机的方式，不仅可以满足180℃以上的高温高压蒸汽的需求，也可以满足120-180℃蒸汽的需求，满足了几乎工业供热所有范围内的蒸汽需求，大大的扩展了蒸汽的供应范围和适用的应用场景。

6.多级闪蒸的方法可以将200℃以上的高温热水利用至温度降低到120℃以下，实现80℃以上的温差利用，充分并且深度地利用了谷电储存的热量，大大的提高了储热利用率。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是根据一示例性实施方式示出的一种谷电储热双级闪蒸多种压力蒸汽联供系统的示意图。

其中，附图标记说明如下：

1、谷电储热系统；11、储热水箱；

12、补水装置；121、储热补水泵；122、储热水箱排水管；123、第一截止阀；

13、加热装置；

14、排水装置；141、储热水箱排水管；142、第二截止阀；

2、一级闪蒸供汽系统；21、一级闪蒸罐；

22、一级引水装置；221、一级闪蒸循环管；222、一级闪蒸循环泵；223、一级闪蒸减压阀；224、一级闪蒸第一截止阀；225、一级闪蒸第二截止阀；226、一级闪蒸雾化喷嘴；

23、第一供气装置；231、一级闪蒸进气管；232、一级闪蒸排气旁通管；233、一级闪蒸排气管；234、一级闪蒸第五截止阀；

24、第二供气装置；241、一级闪蒸水蒸气压缩机；242、一级闪蒸补水管；243、一级闪蒸第六截止阀；244、一级闪蒸补水泵；245、一级闪蒸第四截止阀；

25、一级排水装置；251、一级闪蒸排水管；252、一级闪蒸第三截止阀；

3、二级闪蒸供汽系统；31、二级闪蒸罐；

32、二级引水装置；321、二级闪蒸循环管；322、二级闪蒸循环泵；323、二级闪蒸减压阀；324、二级闪蒸第一截止阀；325、二级闪蒸第二截止阀；326、二级闪蒸雾化喷嘴；

33、第三供气装置；331、二级闪蒸进气管；332、二级闪蒸排气旁通管；333、二级闪蒸排气管；334、二级闪蒸第五截止阀；

34、第四供气装置；341、二级闪蒸水蒸气压缩机；342、二级闪蒸补水管；343、二级闪蒸第六截止阀；344、二级闪蒸补水泵；345、二级闪蒸第四截止阀；

35、二级排水装置；351、二级闪蒸排水管；352、二级闪蒸第三截止阀；

4、回水系统；41、回水管；42、回水循环泵；43、第三截止阀；44、第四截止阀。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。

如图1所示，图1示出了本发明提供的一种谷电储热双级闪蒸多种压力蒸汽联供系统的示意图。

本发明实施例的谷电储热双级闪蒸多种压力蒸汽联供系统包括谷电储热系统1、一级闪蒸供汽系统2、二级闪蒸供汽系统3和回水系统4。谷电储热系统1用于引入其中的水工质加热加压以生成第一高温高压液态水工质；一级闪蒸供汽系统2，连通谷电储热系统1，用于将从谷电储热系统1引入的第一高温高压液态水工质降压闪蒸以生成第一高温高压蒸汽和第二高温高压液态水工质，将第一高温高压蒸汽引出到用户端，或者将第一高温高压蒸汽加热加压后的第二高温高压蒸汽引出到用户端；

二级闪蒸供汽系统3连通一级闪蒸供汽系统2，用于将从一级闪蒸供汽系统2引入的第二高温高压液态水工质降压闪蒸以生成第三高温高压蒸汽和第三高温高压液态水工质，将第三高温高压蒸汽引出到用户端，或者将第三高温高压蒸汽加热加压后的第一高温高压蒸汽引出到用户端；以及

回水系统4连通二级闪蒸供汽系统3和谷电储热系统1，用于将二级闪蒸供汽系统3中的第三高温高压液态水工质引回到谷电储热系统1。

其中，谷电储热系统1在夜晚城市用电的低谷期，通过电加热的方式生成第一高温高压液态水工质从而储存热能，有效地解决了应用生产场地对热源的依赖，在众多的无热源的应用场景下也可以直接使用。一级闪蒸供汽系统2和二级闪蒸供汽系统3都可以通过闪蒸和蒸汽压缩的方式来产生高温高压蒸汽，避免直接使用电锅炉的巨大耗电量。并且能够产生两种高温高温高压蒸汽供客户端使用。回水系统4能够将二级闪蒸供汽系统3剩余的水工质引回到谷电储热系统1循环加热使用。

在本发明的一个优选实施例中，谷电储热系统1包括：储热水箱11、补水装置12、加热装置13和排水装置14。补水装置12连通储热水箱11，用于为储热水箱11补充水工质。加热装置13设置在储热水箱11内，用于加热储热水箱11中的水工质并生成第一高温高压液态水工质；以及排水装置14连通储热水箱11的底部。

如图1所示，谷电储热系统1通过储热水箱11储存水工质，并通过加热装置13生成第一高温高压液态水工质。加热装置13可以为电加热器。第一高温高压液态水工质优选为温度为200℃，压力在1.555Mpa以上。储热水箱11保存大部分处于液态的该第一高温高压液态水工质。仅有少量以蒸汽形式存在，利用高温高压水工质实现谷电储热。

在本发明的一个优选实施例中，补水装置12包括：储热补水泵121、储热水箱排水管122和第一截止阀123，其中，储热水箱排水管122连通储热补水泵121和储热水箱11，第一截止阀123安装于储热水箱排水管122上；以及排水装置14包括：连通储热水箱11的底部的储热水箱排水管141和设置在储热水箱排水管141上的第二截止阀142。

如图1所示，系统正常工作时，在夜晚谷电时，电价便宜，电负荷充足。打开第一截止阀123，开启储热补水泵121通过储热水箱排水管122将水工质引入储热水箱11中。保证储热水箱11中存储充足的水工质。

储热水箱排水管141连通储热水箱11的底部以方便排出储热水箱11内多余的水工质。

在本发明的一个优选实施例中，一级闪蒸供汽系统2包括：一级闪蒸罐21、一级引水装置22、第一供气装置23、第二供气装置24和一级排水装置25。一级闪蒸罐21用于生成第一高温高压蒸汽和第二高温高压液态水工质；一级引水装置22连通储热水箱11和一级闪蒸罐21；第一供气装置23连通一级闪蒸罐21用于将第一高温高压蒸汽引出到用户端；第二供气装置24连通一级闪蒸罐21，用于将第一高温高压蒸汽加热加压生成第二高温高压蒸汽，并引出到用户端；以及一级排水装置25连通一级闪蒸罐21的底部。

如图1所示，一级引水装置22将储热水箱11中的温度为200℃，压力在1.555Mpa以上的第一高温高压液态水工质引入一级闪蒸罐21，一级闪蒸罐21对其进行降压闪蒸生成第一高温高压蒸汽和第二高温高压液态水工质，且第一高温高压蒸汽优选为饱和蒸汽，第二高温高压液态水工质优选为饱和水工质，且二者均优选为温度180℃，压力1.003Mpa左右。第一供气装置23可以将第一高温高压蒸汽供给用户端使用，第二供气装置24可以对第一高温高压蒸汽压缩形成为第二高温高压蒸汽供给用户端使用。第二高温高压蒸汽优选为饱和蒸汽，且优选为温度200℃，压力1.555Mpa以上。

在本发明的一个优选实施例中，一级引水装置22包括：一级闪蒸循环管221、一级闪蒸循环泵222、一级闪蒸减压阀223、一级闪蒸第一截止阀224、一级闪蒸第二截止阀225和一级闪蒸雾化喷嘴226。一级闪蒸循环管221连通储热水箱11和一级闪蒸罐21；一级闪蒸循环泵222和一级闪蒸减压阀223依次设置在一级闪蒸循环管221上；一级闪蒸第一截止阀224，设置在储热水箱11和一级闪蒸循环泵222之间的一级闪蒸循环管221上；一级闪蒸第二截止阀225设置在一级闪蒸减压阀223和一级闪蒸罐21之间的一级闪蒸循环管221上；以及一级闪蒸雾化喷嘴226设置于一级闪蒸循环管221的末端，且位于一级闪蒸罐21内；其中，通过打开一级闪蒸第一截止阀224和一级闪蒸第二截止阀225并调整一级闪蒸减压阀223的开度，一级闪蒸循环泵222将第一高温高压液态水工质通过一级闪蒸雾化喷嘴226送入一级闪蒸罐21；以及一级排水装置25包括：连通一级闪蒸罐21的底部的一级闪蒸排水管251和设置在一级闪蒸排水管251上的一级闪蒸第三截止阀252。

如图1所示，一级闪蒸循环管221从储热水箱11的底部向上延伸到一级闪蒸罐21的顶部并进入一级闪蒸罐21内。一级闪蒸第一截止阀224、一级闪蒸第二截止阀225同时打开，开启一级闪蒸循环泵222，调节一级闪蒸减压阀223的开度，将储热水箱11中第一高温高压液态水工质通过一级闪蒸雾化喷嘴226引入一级闪蒸罐21内。一级闪蒸雾化喷嘴226包含多个喷头，可以调节喷洒情况。一级闪蒸排水管251连通一级闪蒸罐21的底部以方便排出一级闪蒸罐21内多余的水工质。

在本发明的一个优选实施例中，第一供气装置23包括：一级闪蒸进气管231、一级闪蒸排气旁通管232、一级闪蒸排气管233和一级闪蒸第五截止阀234。一级闪蒸进气管231、一级闪蒸排气旁通管232和一级闪蒸排气管233依次连通。一级闪蒸第五截止阀234设置在一级闪蒸排气旁通管232上。

第二供气装置24包括：一级闪蒸水蒸气压缩机241、一级闪蒸补水管242、一级闪蒸第六截止阀243、一级闪蒸补水泵244和一级闪蒸第四截止阀245。一级闪蒸水蒸气压缩机241通过一级闪蒸进气管231连通一级闪蒸罐21，一级闪蒸排气管233连通一级闪蒸水蒸气压缩机241；一级闪蒸第四截止阀245，设置在一级闪蒸进气管231上；一级闪蒸补水管242连通一级闪蒸水蒸气压缩机241；一级闪蒸第六截止阀243和一级闪蒸补水泵244设置在一级闪蒸补水管242上，用于为一级闪蒸水蒸气压缩机241补充水工质；其中，第一供气装置23用于供给第一高温高压蒸汽，第二供气装置24用于供给第二高温高压蒸汽，一级闪蒸第五截止阀234和一级闪蒸第四截止阀245用于控制第一高温高压蒸汽流向第一供气装置23或者第二供气装置24。

如图1所示，打开一级闪蒸第五截止阀234关闭一级闪蒸第四截止阀245，一级闪蒸罐21内的第一高温高压蒸汽通过一级闪蒸进气管231、一级闪蒸排气旁通管232、一级闪蒸排气管233供给用户端使用。

打开一级闪蒸第四截止阀245关闭一级闪蒸第五截止阀234，一级闪蒸罐21内的第一高温高压蒸汽通过一级闪蒸进气管231，经一级闪蒸水蒸气压缩机241加压，并且打开一级闪蒸第六截止阀243，开启一级闪蒸补水泵244，经一级闪蒸补水管242为一级闪蒸水蒸气压缩机241补充水工质，从而生成温度200℃，压力1.555Mpa以上的第二高温高压蒸汽，经一级闪蒸排气管233供给用户端使用。且该补水结构降低压缩过程的过热度，保证压缩过程的安全高效。

此外，一级闪蒸水蒸气压缩机241还可以用于为储热水箱11中的水工质加压，从而和加热装置13一起，使得储热水箱11中的水工质形成为第一高温高压液态水工质。

在本发明的一个优选实施例中，二级闪蒸供汽系统3包括：二级闪蒸罐31、二级引水装置32、第三供气装置33和第四供气装置34。二级闪蒸罐31用于生成第三高温高压蒸汽和第三高温高压液态水工质；二级引水装置32连通一级闪蒸罐21和二级闪蒸罐31；第三供气装置33连通二级闪蒸罐31，用于将第三高温高压蒸汽引出到用户端；第四供气装置34连通二级闪蒸罐31，用于将第三高温高压蒸汽加热加压生成第一高温高压蒸汽，并引出到用户端；以及二级排水装置35连通二级闪蒸罐31的底部。

如图1所示，二级引水装置32将一级闪蒸罐21中的温度为180℃压力在1.003MPa附近的第二高温高压液态水工质引入二级闪蒸罐31。二级闪蒸罐31对其进行降压闪蒸生成温度在120-160℃压力在0.199-0.618MPa附近第二高温高压蒸汽，同时生成温度在120-160℃压力在0.199-0.618MPa附近的第三高温高压液态水工质。且第二高温高压蒸汽优选为饱和蒸汽，第三高温高压液态水工质优选为饱和水工质。第三供气装置33可以将第二高温高压蒸汽供给用户端使用。第四供气装置34可以对第二高温高压蒸汽压缩形成为第一高温高压蒸汽供给用户端使用。此外，也可以压缩形成为其它高温高压蒸汽。

在本发明的一个优选实施例中，二级引水装置32包括二级闪蒸循环管321、二级闪蒸循环泵322、二级闪蒸减压阀323、二级闪蒸第一截止阀324、二级闪蒸第二截止阀325和二级闪蒸雾化喷嘴326。二级闪蒸循环管321连通一级闪蒸罐21和二级闪蒸罐31；二级闪蒸循环泵322和二级闪蒸减压阀323依次设置在二级闪蒸循环管321上；二级闪蒸第一截止阀324设置在一级闪蒸罐21和二级闪蒸循环泵322之间的二级闪蒸循环管321上；二级闪蒸第二截止阀325，设置在二级闪蒸减压阀323和二级闪蒸罐31之间的二级闪蒸循环管321上；以及二级闪蒸雾化喷嘴326设置于二级闪蒸循环管321的末端，且位于二级闪蒸罐31内；其中，通过打开二级闪蒸第一截止阀324和二级闪蒸第二截止阀325并调整二级闪蒸减压阀323的开度，二级闪蒸循环泵322将第二高温高压液态水工质通过二级闪蒸雾化喷嘴326送入二级闪蒸罐31；以及二级排水装置35包括：连通二级闪蒸罐31的底部的二级闪蒸排水管351和设置在二级闪蒸排水管351上的二级闪蒸第三截止阀352。

如图1所示，二级闪蒸循环管321从一级闪蒸罐21的底部向上延伸到二级闪蒸罐31的顶部并进入二级闪蒸罐31内。二级闪蒸第一截止阀324、二级闪蒸第二截止阀325同时打开，开启二级闪蒸循环泵322，调节二级闪蒸减压阀323的开度，将一级闪蒸罐21中第二高温高压液态水工质通过二级闪蒸雾化喷嘴326引入二级闪蒸罐31内。二级闪蒸雾化喷嘴326包含多个喷头，可以调节喷洒情况。二级闪蒸排水管351连通二级闪蒸罐31的底部以方便排出二级闪蒸罐31内多余的水工质。

在本发明的一个优选实施例中，第三供气装置包括二级闪蒸进气管331、二级闪蒸排气旁通管332、二级闪蒸排气管333和二级闪蒸第五截止阀334。二级闪蒸进气管331、二级闪蒸排气旁通管332和二级闪蒸排气管333依次连通。二级闪蒸第五截止阀334设置在二级闪蒸排气旁通管332上。第四供气装置34包括二级闪蒸水蒸气压缩机341、二级闪蒸补水管342、二级闪蒸第六截止阀343、二级闪蒸补水泵344和二级闪蒸第四截止阀345。二级闪蒸水蒸气压缩机341通过二级闪蒸进气管331连通二级闪蒸罐31，二级闪蒸排气管333连通二级闪蒸水蒸气压缩机341；二级闪蒸第四截止阀345设置在二级闪蒸进气管331上；二级闪蒸补水管342连通二级闪蒸水蒸气压缩机341；二级闪蒸第六截止阀343和二级闪蒸补水泵344设置在二级闪蒸补水管342上，用于为二级闪蒸水蒸气压缩机341补充水工质；其中，第三供气装置33用于供给第三高温高压蒸汽，第四供气装置44用于供给第一高温高压蒸汽，二级闪蒸第五截止阀334和二级闪蒸第四截止阀345用于控制第三高温高压蒸汽流向第三供气装置33或者第四供气装置34。

如图1所示，打开二级闪蒸第五截止阀334且关闭二级闪蒸第四截止阀345，二级闪蒸罐31内的第三高温高压蒸汽通过二级闪蒸进气管331、二级闪蒸排气旁通管332、二级闪蒸排气管333供给用户端使用。

打开二级闪蒸第四截止阀345且关闭二级闪蒸第五截止阀334，二级闪蒸罐31内的第三高温高压蒸汽通过二级闪蒸进气管331，经二级闪蒸水蒸气压缩机341加压，并且打开二级闪蒸第六截止阀343，开启二级闪蒸补水泵344，经二级闪蒸补水管342为二级闪蒸水蒸气压缩机341补充水工质，从而生成温度180℃，压力1.003Mpa以上的第一高温高压蒸汽，经二级闪蒸排气管333供给用户端使用。且该补水结构降低压缩过程的过热度，保证压缩过程的安全高效。经二级闪蒸水蒸气压缩机341加压的高温高压蒸汽也可以是其它温度和压力的高温高压蒸汽。

在本发明的一个优选实施例中，回水系统4包括回水管41、回水循环泵42、第三截止阀43和第四截止阀44。回水管41连通二级闪蒸罐31和储热水箱11；回水循环泵42设置在回水管41上，用于将二级闪蒸罐31中剩余的水工质送回到储热水箱11；第三截止阀43设置在二级闪蒸罐31和回水循环泵42之间的回水管41上；第四截止阀44设置在回水循环泵42和储热水箱11之间的回水管41上。

如图1所示，二级闪蒸供汽系统3工作完成后，打开第三截止阀43和第四截止阀44，开启回水循环泵42通过回水管41将二级闪蒸罐31内剩余的水工质回流到储热水箱11，从而完成一个完整的循环。

本发明的谷电储热双级闪蒸多种压力蒸汽联供系统包含谷电储热系统1、一级闪蒸供汽系统2、二级闪蒸供汽系统3和回水系统4。谷电储热系统1在夜晚城市用电的低谷期，通过电加热的方式储存热能，有效地解决了应用生产场地对热源的依赖，在众多的无热源的应用场景下也可以直接使用。一级闪蒸供汽系统2和二级闪蒸供汽系统3在夜晚城市用电的低谷期，通过电加热的方式储存大量的高温热能，并通过闪蒸和蒸汽压缩的方式来产生高温高压蒸汽，避免直接使用电锅炉的巨大耗电量，以及在峰谷电下，供电高峰期的高额电价和电锅炉的运行成本，降低设备的运行成本，提高蒸汽产生的经济性。通过使用200℃以上的高温高压热水进行储热，水工质价格便宜，使用成本低，并对水箱无腐蚀，有效地避免了熔盐储热的高额使用成本。通过直将200℃以上的高温高压热水进行闪蒸的方式，来产生高温高压蒸汽，有效地避免熔盐储热需要的换热温差和换热系统，提高了产汽效率也降低了设备成本。通过多级闪蒸并耦合水蒸气压缩机的方式，不仅可以满足180℃以上的高温高压蒸汽的需求，也可以满足120-180℃蒸汽的需求，满足了几乎工业供热所有范围内的蒸汽需求，大大的扩展了蒸汽的供应范围和适用的应用场景。多级闪蒸的方法可以将200℃以上的高温热水利用至温度降低到120℃以下，实现80℃以上的温差利用，充分并且深度地利用了谷电储存的热量，大大的提高了储热利用率。

在本发明实施例中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”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实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明实施例的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一个优选实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明实施例的优选实施例而已，并不用于限制本发明实施例，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种谷电储热双级闪蒸多种压力蒸汽联供系统，其特征在于，包括：

谷电储热系统(1)，用于引入其中的水工质加热加压以生成第一高温高压液态水工质；

一级闪蒸供汽系统(2)，连通所述谷电储热系统(1)，用于将从所述谷电储热系统(1)引入的所述第一高温高压液态水工质降压闪蒸以生成第一高温高压蒸汽和第二高温高压液态水工质，将所述第一高温高压蒸汽引出到用户端，或者将所述第一高温高压蒸汽加热加压后的第二高温高压蒸汽引出到用户端；

二级闪蒸供汽系统(3)，连通所述一级闪蒸供汽系统(2)，用于将从所述一级闪蒸供汽系统(2)引入的所述第二高温高压液态水工质降压闪蒸以生成第三高温高压蒸汽和第三高温高压液态水工质，将所述第三高温高压蒸汽引出到用户端，或者将所述第三高温高压蒸汽加热加压后的第一高温高压蒸汽引出到用户端；以及

回水系统(4)，连通所述二级闪蒸供汽系统(3)和所述谷电储热系统(1)，用于将所述二级闪蒸供汽系统(3)中的所述第三高温高压液态水工质引回到所述谷电储热系统(1)。

2.根据权利要求1所述的谷电储热双级闪蒸多种压力蒸汽联供系统，其特征在于，所述谷电储热系统(1)包括：

储热水箱(11)；

补水装置(12)，所述补水装置(12)连通所述储热水箱(11)，用于为所述储热水箱(11)补充水工质；

加热装置(13)，所述加热装置(13)设置在所述储热水箱(11)内，用于加热所述储热水箱(11)内的水工质并生成第一高温高压液态水工质；以及

排水装置(14)，连通所述储热水箱(11)的底部。

3.根据权利要求2所述的谷电储热双级闪蒸多种压力蒸汽联供系统，其特征在于，

所述补水装置(12)包括：储热补水泵(121)、储热水箱排水管(122)和第一截止阀(123)，其中，所述储热水箱排水管(122)连通所述储热补水泵(121)和所述储热水箱(11)，所述第一截止阀(123)安装于所述储热水箱排水管(122)上；以及

所述排水装置(14)包括：连通所述储热水箱(11)的底部的储热水箱排水管(141)和设置在所述储热水箱排水管(141)上的第二截止阀(142)。

4.根据权利要求2所述的谷电储热双级闪蒸多种压力蒸汽联供系统，其特征在于，所述一级闪蒸供汽系统(2)包括：

一级闪蒸罐(21)，用于生成第一高温高压蒸汽和第二高温高压液态水工质；

一级引水装置(22)，所述一级引水装置(22)连通所述储热水箱(11)和所述一级闪蒸罐(21)；

第一供气装置(23)，所述第一供气装置(23)连通所述一级闪蒸罐(21)，用于将所述第一高温高压蒸汽引出到用户端；

第二供气装置(24)，所述第二供气装置(24)连通所述一级闪蒸罐(21)，用于将所述第一高温高压蒸汽加热加压生成第二高温高压蒸汽，并引出到用户端；以及

一级排水装置(25)，连通一级闪蒸罐(21)的底部。

5.根据权利要求4所述的谷电储热双级闪蒸多种压力蒸汽联供系统，其特征在于，

所述一级引水装置(22)包括：

一级闪蒸循环管(221)，所述一级闪蒸循环管(221)连通所述储热水箱(11)和所述一级闪蒸罐(21)；

一级闪蒸循环泵(222)和一级闪蒸减压阀(223)，依次设置在所述一级闪蒸循环管(221)上；

一级闪蒸第一截止阀(224)，设置在所述储热水箱(11)和所述一级闪蒸循环泵(222)之间的所述一级闪蒸循环管(221)上；

一级闪蒸第二截止阀(225)，设置在所述一级闪蒸减压阀(223)和所述一级闪蒸罐(21)之间的所述一级闪蒸循环管(221)上；以及

一级闪蒸雾化喷嘴(226)，设置于所述一级闪蒸循环管(221)的末端，且位于所述一级闪蒸罐(21)内；

其中，通过打开所述一级闪蒸第一截止阀(224)和一级闪蒸第二截止阀(225)并调整所述一级闪蒸减压阀(223)的开度，所述一级闪蒸循环泵(222)将所述第一高温高压液态水工质通过所述一级闪蒸雾化喷嘴(226)送入所述一级闪蒸罐(21)；以及

所述一级排水装置(25)包括：连通所述一级闪蒸罐(21)的底部的一级闪蒸排水管(251)和设置在所述一级闪蒸排水管(251)上的一级闪蒸第三截止阀(252)。

6.根据权利要求4所述的谷电储热双级闪蒸多种压力蒸汽联供系统，其特征在于，

所述第一供气装置(23)包括：

依次连通的一级闪蒸进气管(231)、一级闪蒸排气旁通管(232)和一级闪蒸排气管(233)以及

一级闪蒸第五截止阀(234)，设置在所述一级闪蒸排气旁通管(232)上；

所述第二供气装置(24)包括：

一级闪蒸水蒸气压缩机(241)，通过所述一级闪蒸进气管(231)连通所述一级闪蒸罐(21)，所述一级闪蒸排气管(233)连通所述一级闪蒸水蒸气压缩机(241)；

一级闪蒸第四截止阀(245)，设置在所述一级闪蒸进气管(231)上；

一级闪蒸补水管(242)，连通所述一级闪蒸水蒸气压缩机(241)；

一级闪蒸第六截止阀(243)和一级闪蒸补水泵(244)，设置在所述一级闪蒸补水管(242)上，用于为所述一级闪蒸水蒸气压缩机(241)补充水工质；

其中，所述第一供气装置(23)用于供给第一高温高压蒸汽，所述第二供气装置(24)用于供给第二高温高压蒸汽，所述一级闪蒸第五截止阀(234)和所述一级闪蒸第四截止阀(245)用于控制所述第一高温高压蒸汽流向所述第一供气装置(23)或者所述第二供气装置(24)。

7.根据权利要求4所述的谷电储热双级闪蒸多种压力蒸汽联供系统，其特征在于，所述二级闪蒸供汽系统(3)包括：

二级闪蒸罐(31)，用于生成第三高温高压蒸汽和第三高温高压液态水工质；

二级引水装置(32)，所述二级引水装置(32)连通所述一级闪蒸罐(21)和所述二级闪蒸罐(31)；

第三供气装置(33)，所述第三供气装置(33)连通所述二级闪蒸罐(31)，用于将所述第三高温高压蒸汽引出到用户端；

第四供气装置(34)，所述第四供气装置(34)连通所述二级闪蒸罐(31)，用于将所述第三高温高压蒸汽加热加压生成第一高温高压蒸汽，并引出到用户端；以及

二级排水装置(35)，连通所述二级闪蒸罐(31)的底部。

8.根据权利要求7所述的谷电储热双级闪蒸多种压力蒸汽联供系统，其特征在于，所述二级引水装置(32)包括：

二级闪蒸循环管(321)，所述二级闪蒸循环管(321)连通所述一级闪蒸罐(21)和所述二级闪蒸罐(31)；

二级闪蒸循环泵(322)和二级闪蒸减压阀(323)，依次设置在所述二级闪蒸循环管(321)上；

二级闪蒸第一截止阀(324)，设置在所述一级闪蒸罐(21)和所述二级闪蒸循环泵(322)之间的所述二级闪蒸循环管(321)上；

二级闪蒸第二截止阀(325)，设置在所述二级闪蒸减压阀(323)和所述二级闪蒸罐(31)之间的所述二级闪蒸循环管(321)上；以及

二级闪蒸雾化喷嘴(326)，设置于所述二级闪蒸循环管(321)的末端，且位于所述二级闪蒸罐(31)内；

其中，通过打开所述二级闪蒸第一截止阀(324)和二级闪蒸第二截止阀(325)并调整所述二级闪蒸减压阀(323)的开度，所述二级闪蒸循环泵(322)将所述第二高温高压液态水工质通过所述二级闪蒸雾化喷嘴(326)送入所述二级闪蒸罐(31)；以及

所述二级排水装置(35)包括：连通所述二级闪蒸罐(31)的底部的二级闪蒸排水管(351)和设置在所述二级闪蒸排水管(351)上的二级闪蒸第三截止阀(352)。

9.根据权利要求7所述的谷电储热双级闪蒸多种压力蒸汽联供系统，其特征在于，所述第三供气装置(33)包括：

依次连通的二级闪蒸进气管(331)、二级闪蒸排气旁通管(332)和二级闪蒸排气管(333)以及

二级闪蒸第五截止阀(334)，设置在所述二级闪蒸排气旁通管(332)上；

所述第四供气装置(34)包括：

二级闪蒸水蒸气压缩机(341)，通过所述二级闪蒸进气管(331)连通所述二级闪蒸罐(31)，所述二级闪蒸排气管(333)连通所述二级闪蒸水蒸气压缩机(341)；

二级闪蒸第四截止阀(345)，设置在所述二级闪蒸进气管(331)上；

二级闪蒸补水管(342)，连通所述二级闪蒸水蒸气压缩机(341)；

二级闪蒸第六截止阀(343)和二级闪蒸补水泵(344)，设置在所述二级闪蒸补水管(342)上，用于为所述二级闪蒸水蒸气压缩机(341)补充水工质；

其中，所述第三供气装置(33)用于供给第三高温高压蒸汽，所述第四供气装置(44)用于供给第一高温高压蒸汽，所述二级闪蒸第五截止阀(334)和所述二级闪蒸第四截止阀(345)用于控制所述第三高温高压蒸汽流向所述第三供气装置(33)或者所述第四供气装置(34)。

10.根据权利要求1所述的谷电储热双级闪蒸多种压力蒸汽联供系统，其特征在于，所述回水系统(4)包括：

回水管(41)，连通所述二级闪蒸罐(31)和所述储热水箱(11)；

回水循环泵(42)，设置在所述回水管(41)上，用于将所述二级闪蒸罐(31)中剩余的水工质送回到所述储热水箱(11)；

第三截止阀(43)，设置在所述二级闪蒸罐(31)和所述回水循环泵(42)之间的所述回水管(41)上；

第四截止阀(44)，设置在所述回水循环泵(42)和所述储热水箱(11)之间的所述回水管(41)上。

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