CN203769871U - 一种电厂余热回收系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电厂余热回收系统，包括：凝汽器（1）、循环冷却水回路、热泵（6）、余热水供水管（7）、余热水回水管（8）、取水管路（12）；在热泵（6）工作状态下，关闭第一切换阀（4）和第二切换阀（5），被高温区域（II）加热的冷却水通过取水管路（12）的第一端，经过余热水供水管（7）进入热泵（6），被提取热量后的冷却水进入余热水回水管（8），通过取水管路（12）的第二端回到高温区域（II）。本实用新型的电厂余热回收系统，利用了余热回收型凝汽器的结构特性，使得余热利用效率更高，扩大了热泵回收余热的适用范围，并保证了余热利用的稳定性，并且能适应不同热负荷下热泵对余热水量的需求。

Description

一种电厂余热回收系统

技术领域

本实用新型涉及余热回收技术领域，尤其涉及一种电厂余热回收系统。 

背景技术

火电厂的燃料燃烧总发热量中只有45％左右转变为电能，而剩下的50％以上的热能称为冷端。近年来，为了节能减排，针对冷端的余热提取技术得到了广泛应用。如图1所示，现有技术中的余热提取系统包括凝汽器1’、循环冷却水回水管2’、循环冷却水供水管3’、第一切换阀4’、第二切换阀5’、余热水增压泵6’、余热水供水管7’、余热水回水管8’、热泵9’和热泵驱动蒸汽管10’。汽轮机排汽A’进入凝汽器1’的壳侧，与凝汽器1’管侧的循环冷却水进行热交换，放出汽化潜热，变成主机凝结水B’，汇集在热井12’中。与此同时，来自冷却塔(图中未示出)的循环冷却水从循环冷却水供水管3’进入凝汽器1’的冷却管束中，凝汽器1’管束内流动的循环冷却水不断将吸收的热量带走，并汇入循环冷却水回水管2’。从循环冷却水回水管2’引出的循环冷却水，成为余热水供水，进入余热水供水管7’，并作为热泵9’的低品位余热热源，被提取余热后，水温降低，成为余热水回水，进入余热水回水管8’，再经余热水增压泵6’加压送至循环冷却水供水管3’，将汽机排汽冷却为主机凝结水，如此往复循环。在此过程中，第一切换阀4’和第二切换阀5’均处于打开状态。 

电厂的原低品质抽汽作为热泵驱动蒸汽C’，进入热泵驱动蒸汽管10’中，热泵驱动蒸汽进入热泵9’后凝结成水D’，汇集在热井12’中。热用户回水13’经热泵9’加热后，作为热用户供水14’，供热用 户使用。当热泵9’停止工作后，第一切换阀4’和第二切换阀5’关闭。 

目前，余热提取技术都是在凝汽器外部的循环水管路上使用，此处可利用的余热源已是完全混合后的循环冷却水，并不是凝汽器中最高温的部分，余热利用空间受限。也就是说，利用目前的余热提取技术仍然存在很大一部分能源的浪费，余热利用效率较低。 

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型要解决的一个技术问题是提供一种电厂余热回收系统，提取了凝汽器的高温区域的余热作为热泵的余热热源。 

一种电厂余热回收系统，包括：包括凝汽器、循环冷却水回路、第一切换阀、第二切换阀、热泵、余热水供水管、余热水回水管、取水管路和用于驱动所述热泵工作的热泵驱动源；所述凝汽器为余热回收型凝汽器，所述凝汽器分为余热换热装置和主凝结装置；其中,所述余热换热装置区域设定为高温区域；所述主凝结装置区域设定为低温区域；所述循环冷却水回路与所述低温区域相连，进行热量交换；循环冷却水回路包括：循环冷却水回水管、循环冷却水供水管；所述热泵的余热水进口连接所述余热水供水管，所述热泵的余热水出口连接所述余热水回水管；所述取水管路与所述高温区域相连通，进行热量交换；所述取水管路的第一端分别与所述循环冷却水回水管和所述余热水供水管相连通，并在所述取水管路的第一端与所述循环冷却水回水管的通路中设置所述第一切换阀；所述取水管路的第二端分别与所述循环冷却水供水管和所述余热水回水管相连通，并在所述取水管路的第二端与所述循环冷却水供水管的通路中设置所述第二切换阀；其中，在所述热泵工作状态下，关闭所述第一切换阀和第二切换阀，被所述高温区域加热的冷却水通过所述取水管路的第一端，经过所述余热水供水管进入所述热泵，作为所述热泵的余热热源，被提取热量后的冷却水进入所述余热水回水管，通过所述取水管路的第二端回到所述高温区域，作为所述凝汽器冷却汽机排气的介质。 

根据本实用新型的一个实施例，进一步的，还包括：第三切换阀和第四切换阀；所述第三切换阀设置在所述余热水供水管上，所述第四切换阀设置在所述余热水回水管上；其中，在所述热泵工作状态下，所述第三切换阀和第四切换阀均处于打开状态。 

根据本实用新型的一个实施例，进一步的，在所述热泵停止工作的状态下，所述第一切换阀和第二切换阀处于打开状态，所述第三切换阀和第四切换阀处于关闭状态；冷却塔与所述循环冷却水回路相连通，来自冷却塔的冷却水分别通过所述循环冷却水供水管和所述取水管路，进入所述凝汽器的高温区域和低温区域，作为所述凝汽器冷却汽机排气的介质；经过所述凝汽器换热后，所述取水管路中的冷却水通过所述第一切换阀进入所述循环冷却水回水管，与所述循环冷却水回水管中换热后的冷却水汇流，返回冷却塔。 

根据本实用新型的一个实施例，进一步的，所述热泵驱动源包括：热泵驱动蒸汽管以及热泵驱动蒸汽凝结水管；电厂抽汽经由所述热泵驱动蒸汽管进入热泵的驱动蒸汽进口作为驱动蒸汽，释放能量后转换成凝结水，通过所述热泵的驱动蒸汽凝结水出口，进入所述热泵驱动蒸汽凝结水管。 

根据本实用新型的一个实施例，进一步的，还包括：余热水增压泵；所述余热水增压泵设置在所述余热水回水管中。 

根据本实用新型的一个实施例，进一步的，所述热泵由多台干台吸收式热泵机组成；所述干台吸收式热泵机为溴化锂吸收式热泵机。 

本实用新型的电厂余热回收系统，利用了余热回收型凝汽器的结构特性，集中提取了循环冷却水的高温部分的余热，使得余热利用效率更高，扩大了热泵回收余热的适用范围，并保证了余热利用的稳定性，并且能适应不同热负荷下热泵对余热水量的需求。 

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显 而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为现有技术中的余热提取系统原理示意图； 

图2为根据本实用新型的电厂余热回收系统的一个实施例的示意图。 

具体实施方式

下面参照附图对本实用新型进行更全面的描述，其中说明本实用新型的示例性实施例。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。下面结合图和实施例对本实用新型的技术方案进行多方面的描述。 

如图2所示，电厂余热回收系统，包括：包括凝汽器1、循环冷却水回路、第一切换阀4、第二切换阀5、热泵6、余热水供水管7、余热水回水管8、取水管路12和用于驱动热泵6工作的热泵驱动源。 

凝汽器1为余热回收型凝汽器，凝汽器1分为余热换热装置(高温区域II)和主凝结装置(低温区域I)。其中余热换热装置区域温度较高，设定为高温区域II；主凝结装置区域温度较低，设定为低温区域I。循环冷却水回路与低温区域I相连通，进行热量交换。循环冷却水回路包括：循环冷却水回水管2、循环冷却水供水管3。 

热泵6的余热水进口连接余热水供水管7，热泵6的余热水出口连接余热水回水管8。取水管路12与高温区域II相连通，进行热量交换。取水管路12的第一端分别与循环冷却水回水管2和余热水供水管7相连通，并在取水管路12的第一端与循环冷却水回水管2的通路中设置第一切换阀4。取水管路12的第二端分别与循环冷却水 供水管3和余热水回水管8相连通，并在取水管路12的第二端与循环冷却水供水管3的通路中设置第二切换阀5。 

热泵6工作时，第一切换阀4和第二切换阀5均处于关闭状态。汽机排气A进入凝汽器1的壳侧，与凝汽器1管侧的循环冷却水进行热交换，放出汽化潜热，变成主机凝结水B，汇集在热井15中。与此同时，来自冷却塔(图中未示出)的循环冷却水从循环冷却水供水管3进入凝汽器1的低温区域I冷却管束中，冷却管束内流动的循环冷却水不断将吸收的热量带走。 

由于第一切换阀4和第二切换阀均处于关闭状态，因此，高温区域II的循环冷却水经由取水管路12的第一端，进入余热水供水管7，作为热泵6的余热热源，被提取余热后，水温降低，被提取热量后的循环冷却水成为余热水回水，进入余热水回水管8，再经余热水增压泵6加压，通过取水管路12输送至凝汽器1的高温区域II，用作冷却汽机排气的介质。热用户回水E经热泵6加热后，为热用户供水F供生产或生活使用。 

根据本实用新型的一个实施例，第三切换阀13设置在余热水供水管7上，第四切换阀14设置在余热水回水管8上。在热泵6工作状态下，第三切换阀13和第四切换阀14均处于打开状态。 

在热泵6停止工作的状态下，第一切换阀4和第二切换阀5处于打开状态，第三切换阀13和第四切换阀14处于关闭状态。冷却塔与循环冷却水回路相连通，来自冷却塔的冷却水分别通过循环冷却水供水管3和取水管路12，进入凝汽器1的高温区域II和低温区域I，作为凝汽器1冷却汽机排气的介质。 

经过凝汽器1换热后，取水管路12中的冷却水通过第一切换阀4进入循环冷却水回水管2，与循环冷却水回水管2中换热后的冷却水汇流，返回冷却塔。 

来自冷却塔的循环冷却水，一部分循环冷却水通过第二切换阀5进入取水管路12，剩下的循环冷却水进入循环冷却水供水管3，并一起进入凝汽器1，共同用作冷却汽机排气的介质。 

针对现有技术中余热源是完全混合后的循环冷却水，并不是凝汽器中最高温的部分，余热利用空间受限的问题，本实用新型的电厂余热回收系统，利用余热回收型凝汽器，从凝汽器1的高温区域II的循环冷却水引至热泵6，经热泵6提取热量后，此部分的循环冷却水温度降低，再经余热水增压泵9增压，输送至凝汽器1中循环冷却水的高温区域II的入口，而后进入凝汽器1管束内冷却汽机排汽，如此往复，形成循环。 

根据本实用新型的一个实施例，热泵驱动源包括：热泵驱动蒸汽管10以及热泵驱动蒸汽凝结水管11。电厂抽汽经由热泵驱动蒸汽管10进入热泵6的驱动蒸汽进口作为驱动蒸汽，释放能量后转换成凝结水，通过热泵6的驱动蒸汽凝结水出口，进入热泵驱动蒸汽凝结水管11。 

电厂原低品质抽汽C经由热泵驱动蒸汽管10进入热泵6的驱动蒸汽进口，作为驱动蒸汽，释放能量后转换成凝结水D，通过热泵6的驱动蒸汽凝结水出口，进入热泵驱动蒸汽凝结水管11，最终汇入热井15中。 

根据本实用新型的一个实施例，余热水增压泵9设置在余热水回水管8中，以补偿闭式回路中的阻力损失，使余热水能在管路内稳定的循环。 

根据本实用新型的一个实施例，热泵6由多台吸收式热泵机组成。吸收式热泵机为溴化锂吸收式热泵机。 

本实用新型中的“第一”、“第二”等为描述上进行区别，并没有其它特殊的含义。 

本实用新型的电厂余热回收系统，可以根据热泵的工作状态，通过上述各切换阀进行灵活切换，因此热泵提取余热与循环冷却水之间能灵活切换，保证了机组运行的稳定性，并且能适应不同热负荷下热泵对余热水量的需求。 

上述各实施例中，凝汽器1不仅局限于电厂凝汽器，也可以是任何有余热利用需求的工业领域内的凝汽器。 

本实用新型的电厂余热回收系统，增设了一根取水管路，并将取水管路与循环冷却水的高温区域相连通，再将取水管路的第一端通过第一切换阀与循环冷却水回水管相连通，将取水管路的第二端通过第二切换阀与循环冷却水供水管相连通，还将取水管路的第一端与余热水供水管相连通，将取水管路的第二端与余热水回水管相连通，从而可以使相对高温的循环冷却水引至热泵，经热泵提取热量后，此部分的循环冷却水温度降低，再经余热水增压泵增压，输送至凝汽器中循环冷却水的相对高温区域的入口，而后进入凝汽器管束内冷却汽机排汽，如此往复，形成循环。 

本实用新型利用了余热回收型凝汽器的结构特性，集中提取了循环冷却水的高温部分的余热，也就是说，热泵所利用的余热源为混合前的高温循环冷却水回水，即使在火力发电机组背压较低的情况下，该部分循环冷却水的水温也较高，从而使得余热利用效率更高，并且避免了热泵利用循环冷却水余热受机组运行背压等因素影响的限制，扩大了热泵回收余热的适用范围，并保证了余热利用的稳定性。 

与现有技术中采用混合后的循环冷却水回水作为余热源相比，本实用新型解决了现有技术中余热利用空间受限的问题。 

除此之外，本实用新型的优选技术方案至少还存在以下优点： 

由于本实用新型在余热水供水管上增设了第三切换阀，在余热水回水管上增设了第四切换阀，和现有的第一切换阀和第二切换阀一起，根据热泵的工作状态进行灵活切换，因此热泵提取余热与循环冷却水之间能灵活切换，保证了机组运行的稳定性，并且能适应不同热负荷下热泵对余热水量的需求。 

本实用新型的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。 

Claims (5)

1.一种电厂余热回收系统，其特征在于，包括： 

包括凝汽器(1)、循环冷却水回路、第一切换阀(4)、第二切换阀(5)、热泵(6)、余热水供水管(7)、余热水回水管(8)、取水管路(12)和用于驱动所述热泵(6)工作的热泵驱动源；所述热泵(6)由多台吸收式热泵机组成；所述吸收式热泵机为溴化锂吸收式热泵机； 

所述凝汽器(1)为余热回收型凝汽器，所述凝汽器分为余热换热装置和主凝结装置；其中,所述余热换热装置区域设定为高温区域；所述主凝结装置区域设定为低温区域；所述循环冷却水回路与所述低温区域(I)相连，进行热量交换；循环冷却水回路包括：循环冷却水回水管(2)、循环冷却水供水管(3)；所述热泵(6)的余热水进口连接所述余热水供水管(7)，所述热泵(6)的余热水出口连接所述余热水回水管(8)； 

所述取水管路(12)与所述高温区域(II)相连，进行热量交换；所述取水管路(12)的第一端分别与所述循环冷却水回水管(2)和所述余热水供水管(7)相连通，并在所述取水管路(12)的第一端与所述循环冷却水回水管(2)的通路中设置所述第一切换阀(4)；所述取水管路(12)的第二端分别与所述循环冷却水供水管(3)和所述余热水回水管(8)相连通，并在所述取水管路(12)的第二端与所述循环冷却水供水管(3)的通路中设置所述第二切换阀(5)； 

其中，在所述热泵(6)工作状态下，关闭所述第一切换阀(4)和第二切换阀(5)，被所述高温区域(II)加热的冷却水通过所述取水管路(12)的第一端，经过所述余热水供水管(7)进入所述热泵(6)，作为所述热泵(6)的余热热源，被提取热量后的冷却水进入所述余热水回水管(8)，通过所述取水管路(12)的第二端回到所述高温区域(II)，作为所述凝汽器(1)冷却汽机排气的介质。 

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于： 

还包括：第三切换阀(13)和第四切换阀(14)； 

所述第三切换阀(13)设置在所述余热水供水管(7)上，所述第四切换阀(14)设置在所述余热水回水管(8)上； 

其中，在所述热泵(6)工作状态下，所述第三切换阀(13)和第四切换阀(14)都处于打开状态。 

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于： 

在所述热泵(6)停止工作的状态下，所述第一切换阀(4)和第二切换阀(5)处于打开状态，所述第三切换阀(13)和第四切换阀(14)处于关闭状态； 

冷却塔与所述循环冷却水回路相连，来自冷却塔的冷却水分别通过所述循环冷却水供水管(3)和所述取水管路(12)进入所述凝汽器(1)的低温区域(I)和高温区域(II)，作为所述凝汽器(1)冷却汽机排气的介质；经过所述凝汽器(1)换热后，所述取水管路(12)中的冷却水通过所述第一切换阀(4)进入所述循环冷却水回水管(2)，与所述循环冷却水回水管(2)中换热后的冷却水汇流，返回冷却塔。 

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于： 

所述热泵驱动源包括：热泵驱动蒸汽管(10)以及热泵驱动蒸汽凝结水管(11)；电厂抽汽经由所述热泵驱动蒸汽管(10)进入热泵(6)的驱动蒸汽进口作为驱动蒸汽，释放能量后转换成凝结水，通过所述热泵(6)的驱动蒸汽凝结水出口，进入所述热泵驱动蒸汽凝结水管(11)。 

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于： 

还包括：余热水增压泵(9)； 

所述余热水增压泵(9)设置在所述余热水回水管(8)中。