CN115417467B - 一种基于蓄热装置的水热电联产系统及运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种基于蓄热装置的水热电联产系统及运行方法，属于水热电联产技术领域，一种基于蓄热装置的水热电联产系统包括：蓄热装置、多效蒸发器组件；本发明的基于蓄热装置的水热电联产系统，将水热电联产系统与蓄热装置耦合，在满足电网调峰需求的同时保证淡水和供暖需求，提高了系统的运行灵活性。

Description

一种基于蓄热装置的水热电联产系统及运行方法

技术领域

本发明涉及水热电联产技术领域，具体涉及一种基于蓄热装置的水热电联产系统及运行方法。

背景技术

由于当今社会经济的迅速发展，淡水资源短缺已是一个全球性的问题。我国是海洋强国，对海水进行有效地开发利用，可成为淡水重要的补充来源。海水淡化是解决水资源危机、开拓新的安全水源的必然选择。低温多效蒸馏技术由于系统运行稳定，维护简单，对海水的水质、水温不敏感，且系统的热效率高，近年受到了广泛关注。

热电联产具有能源利用效率高、对环境影响小等优点，是煤炭清洁化利用的重要手段之一，我国一直鼓励因地制宜发展热电联产技术。随着城镇化和工业化的进程加快，居民采暖、淡水等多种形式的能源需求快速增长，这为火电机组未来发展提供了指向。

火电机组联合供热系统及低温多效蒸馏海水淡化技术成为水热电联产的一种新方法；但是，火电机组满足淡水、热负荷需求与频繁的调峰需求之间存在一定冲突。

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的火电机组满足淡水、热负荷需求与频繁的调峰需求之间存在一定冲突的缺陷，从而提供一种基于蓄热装置的水热电联产系统。

本发明还提供一种基于蓄热装置的水热电联产系统的运行方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种基于蓄热装置的水热电联产系统，包括：

蓄热装置，具有高温侧和低温侧；所述蓄热装置的高温侧适于与火电机组连通；

多效蒸发器组件，具有多个依次串联设置的蒸发器；所述蒸发器具有蒸汽入口、蒸汽出口、淡水出口、浓海水入口和浓海水出口；相邻两个所述蒸发器的前一级的蒸汽出口和后一级的蒸汽出口连通设置；

所述蓄热装置的低温侧的出口与蒸发器的蒸汽入口连通；所述蓄热装置的低温侧的入口与淡水出口管路连通；

多个所述蒸发器的淡水出口与淡水出口管路均连通；

冷凝器，具有低温侧和高温侧；冷凝器的低温侧的入口与进料海水管道连通，冷凝器的低温侧的出口通过管路与所述蒸发器的海水入口连通；冷凝器的高温侧的入口与蒸发器的蒸汽出口连通；冷凝器的高温侧的出口与淡水出口管路连通。

作为优选方案，还包括：

蓄热换热器，设置在蓄热装置和火电机组之间。

作为优选方案，还包括：

第一蒸汽喷射器，具有第一高压蒸汽入口、第一低压蒸汽入口和第一中压蒸汽出口；第一高压蒸汽入口与蓄热装置的低温侧的蒸汽出口连通；第一低压蒸汽入口与蒸发器的蒸汽出口连通；第一中压蒸汽出口与蒸发器的蒸汽入口连通。

作为优选方案，还包括：

热网回热组件，具有第一加热器和第二加热器；所述第一加热器和所述第二加热器均具有高温侧和低温侧；所述第一加热器和所述第二加热器的低温侧流通有热网回水。

作为优选方案，还包括：

第二蒸汽喷射器，具有第二高温蒸汽入口、第二低压蒸汽入口和第二中压蒸汽出口；第二高温蒸汽入口与蓄热装置的低温侧的出口连通；第二低压蒸汽入口与蒸发器的蒸汽出口连通；第一中压蒸汽出口与第一加热器的高温侧的入口连通。

作为优选方案，还包括：

第二阀门，蓄热装置的低温侧的蒸汽出口处设置有第二阀门。

作为优选方案，所述蓄热装置的低温侧的蒸汽出口与火电机组连通；且蓄热装置的低温侧的蒸汽出口与火电机组之间设置有第一阀门，所述第一阀门设置在所述第二阀门的下游。

作为优选方案，还包括：

第三阀门，设置在蓄热装置和火电机组之间。

本发明还一种基于蓄热装置的水热电联产系统的运行方法，包括以下步骤：

当火电机组不参与调峰时，汽轮机组进行放热，蓄热装置进行蓄热，火电机组同时对外供应淡水和采暖供热；

当火电机组参与调峰时，汽轮机组不进行放热，蓄热装置储存的热量可驱动机组对外供应淡水和采暖供热。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的一种基于蓄热装置的水热电联产系统，包括：蓄热装置、多效蒸发器组件和冷凝器；将水热电联产系统与蓄热装置耦合，在满足电网调峰需求的同时保证淡水和供暖需求，提高了系统的运行灵活性。

2.本发明提供的一种基于蓄热装置的水热电联产系统，通过增加第一蒸汽喷射器和第二蒸汽喷射器，充分利用了海水淡化过程中的低品位预热去代替一部分高品位蒸汽，减少供热成本。

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为本发明的一种基于蓄热装置的水热电联产系统的结构示意图。

附图标记说明：

1、蓄热换热器；2、蓄热装置；3、多效蒸发器组件；4、蒸发器；5、冷凝器；6、进料海水管道；7、淡水出口管道；8、浓海水出口管道；9、第一加热器；10、第二加热器；11、第一阀门；12、第二阀门；13、第三阀门；14、第一蒸汽喷射器；15、第二蒸汽喷射器。

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。

实施例1

本实施例提供一种基于蓄热装置2的水热电联产系统，如图1所示，包括：蓄热装置2、多效蒸发器组件3和冷凝器5；

蓄热装置2具有高温侧低温侧；蓄热装置2的高温侧与火电机组连通；进一步的，在蓄热装置2和火电机组之间设置有蓄热换热器1，在蓄热换热器1和火电机组之间设置有第三阀门13；通过控制第三阀门13的开启与关闭

多效蒸发器组件3具有多个依次串联设置的蒸发器4，依次设定名称为第一蒸发器、第二蒸发器、第三蒸发器…第N蒸发器；每个蒸发器具有蒸汽入口、蒸汽出口、淡水出口、浓海水入口和浓海水出口；

相邻两个蒸发器的浓海水出口相连通；最后一级的浓海水出口与浓海水出口管道8相连通；相邻两个蒸发器的前一级的蒸汽出口与后一级的蒸汽出口相连通设置；最后一级的蒸发器的蒸汽出口分为三路，为第一路、第二路和第三路。多级蒸发器的淡水出口均与淡水出口管路连通；蓄热装置2的低温侧的出口与蒸发器的蒸汽入口连通；蓄热装置2的低温侧的入口与淡水出口管路连通。

冷凝器5具有低温侧和高温侧；冷凝器5的低温侧的入口与进料海水管道6连通，冷凝器5的低温侧的出口通过管路与蒸发器的海水入口连通；冷凝器5的高温侧的入口与最后一级的蒸发器的蒸汽出口的第一路连通；冷凝器5的高温侧的出口与淡水出口管路连通；通过该连通方式，将海水进行预热后分别进入到不同的蒸发器。

进一步的，还包括：第一蒸汽喷射器14；第一蒸汽喷射器14具有第一高压蒸汽入口、第一低压蒸汽入口和第一中压蒸汽出口；第一高压蒸汽入口第一高压蒸汽入口与蓄热装置2的低温侧的蒸汽出口连通；第一低压蒸汽入口与蒸发器的蒸汽出口连通；第一中压蒸汽出口与蒸发器的蒸汽入口连通。

进一步，还包括：热网回热组件；热网回热组件包括：第一加热器9和第二加热器10；第一加热器9和第二加热器10均具有高温侧和低温侧；第一加热器9和第二加热器10的低温侧内流通有热网回水；与热网回热组件连通有第二蒸汽喷射器15；第二蒸汽喷射器15具有第二高温蒸汽入口、第二低压蒸汽入口和第二中压蒸汽出口；第二高温蒸汽入口与蓄热装置2的低温侧的出口连通；第二低压蒸汽入口与蒸发器的蒸汽出口连通；第一中压蒸汽出口与第一加热器9的高温侧的入口连通。

即第一加热器9和第二加热器10吸热后对外采暖供热。

实施例2

本实施例提供一种基于蓄热装置2的水热电联产系统及运行方法，包括以下步骤：

当火电机组不参与调峰时，打开第三阀门13和第一阀门11，关闭第二阀门12；来自汽轮机组的自热蒸汽进入蓄热换热器1中进行放热，蓄热装置2蓄热，火电机组同时对外供应淡水和采暖供热；

当火电机组参与调峰时，汽轮机组不再对外提供蒸汽，关闭第三阀门13和第一阀门11，打开第二阀门12；蓄热装置2储存的热量可驱动机组对外供应淡水和采暖供热。

使用方法及原理

海水进入多效蒸发器组件3，第一蒸汽喷射器14进入到第一蒸发器后凝结放热，海水被加热，温度升高，进而部分汽化，产生一定质量流量的二次蒸汽，第一蒸发器的二次蒸汽在第二蒸发器内凝结放热，加热流入其中的物料海水，进而产生用于第三蒸汽器的蒸汽；最后一级蒸发器内换热之后被冷凝的蒸汽流入淡水出口管道7；由于后一级的压力低于前一级，剩余的未被蒸发的海水在不需要原料泵的情况下逐级流入下一级蒸发器内，由前一级而来的浓海水可以在后一级内发生闪蒸，这个过程一直重复进行，直至最后一级蒸发器；最后一级蒸发器的二次蒸汽一部分通往冷凝器5，通过冷凝器5对进料海水进行初次加热，一部分第一蒸汽喷射器14利用驱动蒸汽引射，混合后作为热源蒸汽进入到第一蒸汽喷射器14中。

热网回水分为两路，分别进入到第一加热器9和第二加热器10中吸热，后在第二加热器10中吸热后对外采暖供热；第一加热器9的热源蒸汽为第二蒸汽喷射器15利用驱动蒸汽引射最后一级蒸发器4的二次蒸汽后的混合蒸汽；第二加热器10的高温热源来源于火电机组。

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 (7)

1.一种基于蓄热装置的水热电联产系统，其特征在于，包括：

蓄热装置，具有高温侧和低温侧；所述蓄热装置的高温侧适于与火电机组连通，蓄热装置和火电机组之间设置有蓄热换热器，在蓄热换热器和火电机组之间设置有第三阀门；

多效蒸发器组件，具有多个依次串联设置的蒸发器；所述蒸发器具有蒸汽入口、蒸汽出口、淡水出口、浓海水入口和浓海水出口；相邻两个所述蒸发器的前一级的蒸汽出口和后一级的蒸汽出口连通设置；

所述蓄热装置的低温侧的出口与蒸发器的蒸汽入口连通；所述蓄热装置的低温侧的入口与淡水出口管路连通；

多个所述蒸发器的淡水出口与淡水出口管路均连通；

冷凝器，具有低温侧和高温侧；冷凝器的低温侧的入口与进料海水管道连通，冷凝器的低温侧的出口通过管路与所述蒸发器的海水入口连通；冷凝器的高温侧的入口与蒸发器的蒸汽出口连通；冷凝器的高温侧的出口与淡水出口管路连通。

2.根据权利要求1所述的基于蓄热装置的水热电联产系统，其特征在于，还包括：

第一蒸汽喷射器，具有第一高压蒸汽入口、第一低压蒸汽入口和第一中压蒸汽出口；第一高压蒸汽入口与蓄热装置的低温侧的蒸汽出口连通；第一低压蒸汽入口与蒸发器的蒸汽出口连通；第一中压蒸汽出口与蒸发器的蒸汽入口连通。

3.根据权利要求1所述的基于蓄热装置的水热电联产系统，其特征在于，还包括：

热网回热组件，具有第一加热器和第二加热器；所述第一加热器和所述第二加热器均具有高温侧和低温侧；所述第一加热器和所述第二加热器的低温侧流通有热网回水。

4.根据权利要求3所述的基于蓄热装置的水热电联产系统，其特征在于，还包括：

第二蒸汽喷射器，具有第二高温蒸汽入口、第二低压蒸汽入口和第二中压蒸汽出口；第二高温蒸汽入口与蓄热装置的低温侧的出口连通；第二低压蒸汽入口与蒸发器的蒸汽出口连通；第一中压蒸汽出口与第一加热器的高温侧的入口连通。

5.根据权利要求1所述的基于蓄热装置的水热电联产系统，其特征在于，还包括：

第二阀门，蓄热装置的低温侧的蒸汽出口处设置有第二阀门。

6.根据权利要求5所述的基于蓄热装置的水热电联产系统，其特征在于，所述蓄热装置的低温侧的蒸汽出口与火电机组连通；且蓄热装置的低温侧的蒸汽出口与火电机组之间设置有第一阀门，所述第一阀门设置在所述第二阀门的下游。

7.一种权利要求1至6任一项所述的基于蓄热装置的水热电联产系统的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：

当火电机组不参与调峰时，汽轮机组进行放热，蓄热装置进行蓄热，火电机组同时对外供应淡水和采暖供热；

当火电机组参与调峰时，汽轮机组不进行放热，蓄热装置储存的热量可驱动机组对外供应淡水和采暖供热。