CN207035280U - 一种应用于热电联产的蓄能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种应用于热电联产的蓄能系统，包括热源、蓄能装置、热用户、热网循环泵，所述热源为能够产生热量的热电联产机组，所述热源的两端与所述热用户直接连接，在连接管路上设置有热网循环泵；所述蓄能装置两端分别通过第一调节阀、第二调节阀与热源的两端直接连接，所述第三调节阀位于蓄能装置的供、回水管连接的混水管上，根据温度传感器监测的温度信号，调节阀门的开启程度，保证蓄能装置供水温度的稳定。本实用新型可实现多利用成本低的热源供热，减少成本高的热源的供热时间，从而实现热网的最经济运行。此时，蓄能装置的运行方式应结合热网热负荷时间图进行分析和安排运行。

Description

一种应用于热电联产的蓄能系统

技术领域

本实用新型涉及能源技术领域，特别是涉及一种应用于热电联产的蓄能系统。

背景技术

随着社会的发展和人民生活水平的提高，夏季供冷和冬季供热已经成为大、中城市提高生活质量的要求。冷热电联产系统就是既能对用户供电又可以为用户供热和冷需求的分布式能源供应系统。分布式冷热电联产系统可节省一次能源30％左右，运营灵活，是目前节能、环保、高效的供能模式。

热电联产是指发电厂既生产电能，又利用汽轮发电机做过功的蒸汽对用户供热的生产方式，即同时生产电、热能的工艺过程，较之分别生产电、热能方式节约燃料。对外供热的蒸汽源是抽汽式汽轮机的调整抽汽或背式汽轮机的排汽，压力通常分为0.78～1.28兆帕(MPa)和0.12～0.25MPa两等。前者供工业生产，后者供民用采暖。热电联产的蒸汽没有冷源损失，所以能将热效率提高到85％，比大型凝汽式机组(热效率达40％)还要高得多。

热电联产不仅大量节能，而且可以改善环境条件，提高居民生活水平。近几年，基础设施建设大规模发展，热电联产的电厂也再大规模立项、建设、甚至已经投入使用，但是依然不能完全解决供热企业热源问题。同时，热电联产的电厂的电、热负荷输出比例问题，使得热量输出的稳定性也不能得到完全的保证。现实情况是热能的浪费以及热能的不足普遍存在于区域供热领域。因此，如何解决区域供热领域热能利用率，寻求新的能源技术是急需解决的问题。

在热网运行中，对热网的检修、维护及事故的抢修是一项重要而艰巨的工作，众多的套筒补偿器、波纹管补偿器、阀门及其它管道附件以及工作年限较长的管道段，都是每年检修和维护的重要环节，也是容易发生事故的薄弱环节。管网事故以及每年的例行检修都会导致管网的失水，造成局部范围一定时间段内的停热。尤其是对于管网事故，还有可能导致管网更大量的失水，并因热电厂和热源厂补水能力有限，甚至导致热网较大范围一定时间内无法正常供热，引起更大的经济损失和造成不好的社会影响。

管网的检修时间或发生事故的抢修时间并不很长，而管网补水时间很长，如能增大补水能力，可很大程度上缩短检修停热或事故停热时间。对于大型热网，设置蓄水装置，可增加热网补水能力。增加热网的补水能力是缩短管网检修停热或事故停热时间的一个重要手段，可为供热生产和运行提供一个有利的措施和保障。既可增强热网安全运行能力，产生良好的社会效益，蓄水装置的设置为多利用热电厂的补水提供了可能和更为灵活的手段。

蓄能装置，就是储蓄热能的一种设备。如果用户热负荷波动大且比较频繁，装设蓄能装置就会起很大作用，蓄能装置在低负荷时能将多余的热能吸收贮存，等负荷上升时再放出使用，可以使热源负荷平稳，保持在较高的效率下运行，提高经济性。

目前现有的一种应用于热电联产的蓄能系统中所采用的蓄能方法主要包括自然分层法、多槽式蓄能、迷宫式蓄能和隔膜式蓄能等等，这其中自然分层法蓄能技术主要是利用水密度和温度有关这一物理特性，即温度越低，密度越大，在4摄氏度时水的密度最大，在蓄能装置中设置上下多级组合式布水器，利用水的密度差形成高低温水的分层现象，为了实现自然分层的目的，在蓄能过程中，热水始终从上布水器流入或流出，冷水始终从下布水器流入或流出，尽可能形成分层水的上下平移运动。在蓄热过程中，热源提供的高温水从上部布水器流入，温度较低的水从下部布水器流出，直至高温水蓄满整个蓄能装置，蓄热过程结束。在释热过程中，温度较高的水从上部布水器流出，换热后的低温水再从下部布水器流入，形成一股缓慢移动并沉于底部的温度较低的回水区。在蓄能和释能过程中，依靠不同水温水的密度差形成自然分层，高温水在上，低温水在下。

实用新型内容

本实用新型提供了一种应用于热电联产的蓄能系统，用于克服现有热电联产系统蓄能方面的缺点，其技术方案如下所述：

一种应用于热电联产的蓄能系统，包括热源、蓄能装置、热用户、热网循环泵，所述热源为能够产生热量的热电联产机组，所述热源的两端与所述热用户直接连接，在连接管路上设置有热网循环泵；所述蓄能装置两端分别通过第一调节阀、第二调节阀与热源的两端直接连接，所述第三调节阀位于蓄能装置的供、回水管连接的混水管上，根据温度传感器监测的温度信号，调节阀门的开启程度，保证蓄能装置供水温度的稳定。

所述蓄能装置内上部设置有布水器，下部设置有布水器，所述布水器的结构能够采用多种组合布水器型式。

所述蓄能装置内设置有多层布水器。

所述蓄能装置内从上到下依次布置有温度传感器。

还包括控制装置，所述控制装置与三个调节阀相连接，与蓄能装置和热源内设置的温度传感器相连接，与热用户的温度传感器相连接。

所述蓄能装置和热用户的连接管路上设置有释热循环泵。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在热电联产系统中增加设置蓄能系统，则对于供热系统，一般可起到以下作用：

(1)平衡热电厂的电、热负荷，实现最大经济效益；

(2)满足供热系统高峰负荷，减少装机容量；

(3)在热用户低负荷时蓄热，高负荷时放热，使供热厂平稳运行，降低因负荷变化所需的大幅度调节，提高经济性；

(4)提高供热系统的备用能力；

(5)如蓄能装置与热网为直接连接，蓄能装置可作为供热管网的定压系统。需强调的是，对于多热源联网供热，各热源只能有一个定压点，如要将蓄能装置作为定压点时应谨慎对待；

(6)如果有高低谷热价差，可将低谷热蓄存，高峰时放出，取得良好的经济效益；

(7)对于热源多，且各热源生产成本存在较大差异的热网，如蓄能装置设置和使用合理，可实现多利用成本低的热源供热，减少成本高的热源的供热时间，从而实现热网的最经济运行。此时，蓄能装置的运行方式应结合热网热负荷时间图进行分析和安排运行；

(8)当热网出现大的泄漏时，可提供紧急补水。

附图说明

图1是所述应用于热电联产的蓄能系统的实施例的结构示意图。

具体实施方式

一种应用于热电联产的蓄能系统，包括热源、蓄能装置、热用户、热网循环泵、第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀、释热循环泵。所述热源为能够产生热量的热电联产机组，所述热源与所述热用户、所述蓄能装置通过直接连接的方式进行连接。所述蓄能装置在热源负荷有富余的情况下，开启热网循环泵、电动调节阀，通过热网供水管、热网回水管，将热量蓄存到蓄能装置中。在热用户热负荷较大或热源运行情况不稳定时，开启所述电动调节阀、所述释热循环泵，为所述热用户进行供热。

使用时，热源将低温水制热升温后制成高温水，自调蓄能装置的上部布水器均匀缓慢流入蓄能装置中，在不同水温导致的密度差的作用下，高温水自然浮升，蓄能装置中原低温水自然下沉于底部，经蓄能装置的下部布水器流出，经过多级布水器共同作用，使密度差导致的自然分层现象更加均匀，减少水平传热和垂直方向的紊流作用，直至整个蓄能装置充满高温水为止，蓄热过程结束。

蓄能装置中的高温水经蓄能装置的上部布水器流入热用户供热系统，换热后温度较低的回水自蓄能装置的下部布水器均匀缓慢流入蓄能装置内，由于温度不同导致的密度差，高温水自然浮升，低温水自然下沉于蓄能装置底部，直至蓄能装置中高温水不符合用户需求为止，释热过程结束。本过程经过多级布水器作用，减少水平传热和垂直方向的紊流作用，减少高温水和低温水的掺混，有效减小斜温层厚度，提高了蓄能装置的实际蓄热量。

较佳的，所述第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀均为电动调节阀。

较佳的，所述蓄能装置为设有多级布水器的蓄能装置。

所述热源、蓄能装置、热用户都设置有温度传感器，所述释热循环泵、各调节阀、热网循环泵都与控制装置相连接，所述控制装置可以采用手动控制模式，或者设定水温参数，进行自动控制。

所述蓄能装置内的布水器可以采用网型、十字形等。

所述热源、蓄能装置、热用户之间的连接管路外面都设置有保温装置。

所述热源设置有流量传感器，所述蓄能装置设置有流量传感器，用于计算通过的液体流量，从而判断工作效能，以及是否需要补充水分。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

实施例一：如图1所示，一种应用于热电联产的蓄能系统，包括热源1、蓄能装置2、热用户3、热网循环泵4、第一电动调节阀5、第二电动调节阀6、第三电动调节阀7、释热循环泵8。所述热源为能够产生热量的热电联产机组，所述热源与所述热用户、所述蓄能装置通过直接连接的方式进行连接。所述蓄能装置在热源负荷有富余的情况下，开启热网循环泵、三个电动调节阀，通过热网供水管、热网回水管，将热量蓄存到蓄能装置中。在热用户热负荷较大或热源运行情况不稳定时，开启所述电动调节阀、所述释热循环泵，为所述热用户进行供热。

使用时，热源将低温水制热升温后制成高温水，自调蓄能装置的上部布水器均匀缓慢流入蓄能装置中，在不同水温导致的密度差的作用下，高温水自然浮升，蓄能装置中原低温水自然下沉于底部，经蓄能装置的下部布水器流出，经过多级布水器共同作用，使密度差导致的自然分层现象更加均匀，减少水平传热和垂直方向的紊流作用，直至整个蓄能装置充满高温水为止，蓄热过程结束。

蓄能装置中的高温水经蓄能装置的上部布水器流入热用户供热系统，换热后温度较低的回水自蓄能装置的下部布水器均匀缓慢流入蓄能装置内，由于温度不同导致的密度差，高温水自然浮升，低温水自然下沉于蓄能装置底部，直至蓄能装置中高温水不符合用户需求为止，释热过程结束。本过程经过多级布水器作用，减少水平传热和垂直方向的紊流作用，减少高温水和低温水的掺混，有效减小斜温层厚度，提高了蓄能装置的实际蓄热量。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种应用于热电联产的蓄能系统，其特征在于：包括热源、蓄能装置、热用户、热网循环泵，所述热源为能够产生热量的热电联产机组，所述热源的两端与所述热用户直接连接，在连接管路上设置有热网循环泵；所述蓄能装置两端分别通过第一调节阀、第二调节阀与热源的两端直接连接，位于蓄能装置的供、回水管连接的混水管上设置有第三调节阀，根据温度传感器监测的温度信号，调节阀门的开启程度，保证蓄能装置供水温度的稳定。

2.根据权利要求1所述的应用于热电联产的蓄能系统，其特征在于：所述蓄能装置内上部设置有布水器，下部设置有布水器，所述布水器的结构能够采用多种组合布水器型式。

3.根据权利要求2所述的应用于热电联产的蓄能系统，其特征在于：所述蓄能装置内设置有多层布水器。

4.根据权利要求2所述的应用于热电联产的蓄能系统，其特征在于：所述蓄能装置内从上到下依次布置有温度传感器。

5.根据权利要求1所述的应用于热电联产的蓄能系统，其特征在于：还包括控制装置，所述控制装置与三个调节阀相连接，与蓄能装置和热源内设置的温度传感器相连接，与热用户的温度传感器相连接。

6.根据权利要求1所述的应用于热电联产的蓄能系统，其特征在于：所述蓄能装置和热用户的连接管路上设置有释热循环泵。