CN207094731U - 一种冷端余热梯级利用供热系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种冷端余热梯级利用供热系统，其包括汽轮机、冷却塔、凝汽器和吸收式热泵，从汽轮机的中压缸引出驱动蒸汽的管路连接至背压式汽轮机，所述汽轮机的中压缸抽取一定压力的过热蒸汽后进入所述背压式汽轮机做功，使背压式汽轮机在做功产生电能的同时排出饱和蒸汽，以作为驱动蒸汽进入吸收式热泵中进行换热。本实用新型通过合理利用背压式汽轮机的做功来降低现有技术中采用减温器造成的供热系统的不可逆热损失，提高了能源利用效率。
Description
技术领域
本实用新型属于电厂热电联产机组的节能领域，具体涉及一种冷端余热梯级利用供热系统。
背景技术
电厂冷端余热泛指凝汽器或空冷岛冷却汽轮机乏汽所带走的热量,均属于低品位热源,直接向环境释放将造成巨大的能源浪费,对其排放环境也会造成负面影响。随着热泵技术的快速发展,特别是热泵大型化技术日趋成熟,使得回收电厂冷端余热用于城市集中供热成为可能。
热泵是一种利用高品位热能作为驱动能源来回收低品位热能以用于供热或升温的设备，被广泛应用于电厂、石油、化工和冶金等领域。在电厂的热功转换过程中不可避免地存在固有的冷源损失，现代发电厂循环热效率为40％-57％。采用热泵回收热电厂的循环水/乏汽冷端低温余热，可以提高电厂的热经济性，具有显著的节能效果。
由于饱和蒸汽与过热蒸汽相比具有传热系数高的特点，因而在换热器设计过程中为减小设备尺寸和重量，工质通常采用饱和蒸汽。目前电厂热泵回收冷端余热均采用蒸汽驱动型溴化锂吸收式热泵机组，汽轮机低压缸的采暖抽汽经减温饱和后作为热泵机组的驱动热源。从热力学第二定律的观点看,减温器会增加整个供热系统的不可逆热损失，能源利用效率较低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种冷端余热梯级利用供热系统，其能够降低供热系统中的不可逆热损失。
为达此目的，本实用新型提供一种冷端余热梯级利用供热系统，其特征在于，包括汽轮机、冷却塔、凝汽器和吸收式热泵，从汽轮机的中压缸引出驱动蒸汽管路连接至背压式汽轮机，所述汽轮机的中压缸抽取一定压力的过热蒸汽后进入所述背压式汽轮机做功，使所述背压式汽轮机在做功产生电能的同时排出饱和蒸汽，以作为驱动蒸汽进入所述吸收式热泵中进行换热。
进一步地，汽轮机排汽进入凝汽器，在凝汽器中与循环冷却水进行热交换，吸热升温后的循环冷却水进入冷却塔进行冷却降温，并循环流入凝汽器，吸收式热泵连接至循环冷却水管路，与凝汽器组成闭式循环系统，从吸收式热泵流出的循环冷却水进入凝汽器进行一次换热。
进一步地，所述吸收式热泵具有循环冷却水进口和循环冷却水出口，分别通过管路连接至所述凝汽器下游侧的循环冷却水进水管路和所述凝汽器上游侧的循环冷却水出水管路，与所述凝汽器组成闭式循环系统。
进一步地，所述吸收式热泵还具有一次热网回水进口和一次热网供水出口，分别连接一次热网回水管路和一次热网供水管路。
本实用新型通过合理利用背压式汽轮机的做功来降低现有技术中采用减温器造成的供热系统的不可逆热损失，提高了能源利用效率。
附图说明
图1是本实用新型实施例的一种冷端余热梯级利用供热系统的原理示意图。
其中，各个附图标记指代的内容如下：
1-汽轮机；2-冷却塔；3-凝汽器；4-吸收式热泵；5-一次热网回水管路；6-一次热网供水管路；7-驱动蒸汽管路；8-凝结水管路；9-循环冷却水进水管路；10-循环冷却水出水管路；11-冷却水循环泵；12-背压式汽轮机；13-低压缸；14-中压缸。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步描述，应当理解，此处所描述的内容仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，本实用新型实施例中的冷端余热梯级利用供热系统包括汽轮机1、冷却塔2、凝汽器3及吸收式热泵4。
汽轮机1为蒸汽式汽轮机，其乏汽排出口与凝汽器3之间通过管路连接，电站锅炉产出的高温蒸汽进入汽轮机1做功后排出乏汽进入凝汽器3，在凝汽器3中与循环冷却水进行热交换，吸热升温后的循环冷却水进入冷却塔2进行冷却降温，并循环流入凝汽器3。
吸收式热泵4是一种利用低品位热源，实现将热量从低温热源向高温热源泵送的循环系统，是回收利用低品位热能的有效装置，具有节约能源、保护环境的双重作用。
本实施例中的吸收式热泵4为溴化锂吸收式热泵，其具有循环冷却水进口和循环冷却水出口，分别通过管路连接至凝汽器3下游侧的循环冷却水进水管路9和凝汽器3上游侧的循环冷却水出水管路10，与凝汽器3组成闭式循环系统，从吸收式热泵4流出的循环冷却水进入凝汽器3进行一次换热。
另外，吸收式热泵4还具有一次热网回水进口和一次热网供水出口，分别连接一次热网回水管路5和一次热网供水管路6，一次热网回水通过管路连接至吸收式热泵，被加热后输出向一次热网供水，循环冷却水进水管路9内的余热水温度越高，热网水温度越高；驱动蒸汽管路7内的蒸汽压力越高，热网水温度越高。
进一步地，从汽轮机1的中压缸14引出驱动蒸汽管路7连接至背压式汽轮机12，汽轮机1的中压缸14抽取一定压力的过热蒸汽后进入背压式汽轮机12做功，使背压式汽轮机12在做功产生电能的同时排出饱和蒸汽，以作为驱动蒸汽进入吸收式热泵4中进行换热。背压式汽轮机12排汽所含的热量绝大部分被用户所利用，不存在减温器固有的冷源损失，它不但可以增加原有电厂的发电能力，而且可以提高原有电厂的热经济性。
本实用新型实施例中的冷端余热梯级利用供热系统通过合理利用背压式汽轮机做功来降低现有技术中采用减温器造成的供热系统的不可逆热损失，从而提高了能源利用效率。
本实用新型中的冷端余热梯级利用供热系统不限于采用汽轮机的热电厂，也可用于采用燃气蒸汽联合循环机组的热电厂；不限于回收循环冷却水余热的热泵系统，也可用于乏汽等冷端低温热源余热回收的热泵系统。
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (4)
1.一种冷端余热梯级利用供热系统，其特征在于，包括汽轮机(1)、冷却塔(2)、凝汽器(3)和吸收式热泵(4)，从汽轮机(1)的中压缸(14)引出驱动蒸汽管路(7)连接至背压式汽轮机(12)，所述汽轮机(1)的中压缸(14)抽取一定压力的过热蒸汽后进入所述背压式汽轮机(12)做功，使所述背压式汽轮机(12)在做功产生电能的同时排出饱和蒸汽，以作为驱动蒸汽进入所述吸收式热泵(4)中进行换热。
2.根据权利要求1所述的冷端余热梯级利用供热系统，其特征在于，汽轮机(1)排汽进入凝汽器(3)，在凝汽器(3)中与循环冷却水进行热交换，吸热升温后的循环冷却水进入冷却塔(2)进行冷却降温，并循环流入凝汽器(3)，吸收式热泵(4)连接至循环冷却水管路，与凝汽器(3)组成闭式循环系统，从吸收式热泵(4)流出的循环冷却水进入凝汽器(3)进行一次换热。
3.根据权利要求1所述的冷端余热梯级利用供热系统，其特征在于，所述吸收式热泵(4)具有循环冷却水进口和循环冷却水出口，分别通过管路连接至所述凝汽器(3)下游侧的循环冷却水进水管路(9)和所述凝汽器(3)上游侧的循环冷却水出水管路(10)，与所述凝汽器(3)组成闭式循环系统。
4.根据权利要求1至3任一项所述的冷端余热梯级利用供热系统，其特征在于，所述吸收式热泵(4)还具有一次热网回水进口和一次热网供水出口，分别连接一次热网回水管路(5)和一次热网供水管路(6)。
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