CN209484703U - 一种基于跨临界二氧化碳热泵的汽轮机余热利用系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于跨临界二氧化碳热泵的汽轮机余热利用系统，包括第一汽轮机、第二汽轮机、凝汽器、跨临界CO2热泵，所述第一汽轮机通过联通管路与所述第二汽轮机连接，所述第二汽轮机通过汽轮机排气管路与所述凝汽器连接，所述凝汽器通过机组循环水管路与所述跨临界CO2热泵连接，所述跨临界CO2热泵与热网循环水管路连接，所述跨临界CO2热泵与所述联通管路连接，用于在驱动状态下回收汽轮机排水的循环水余热，并利用回收的循环水余热加热热网循环水，用以对外供热。本实用新型实现了汽轮机排汽余热的回收利用，减少了机组排汽冷源损失，大大提高了供热效率和机组循环效率。
Description
技术领域
本实用新型属于火力发电技术领域，尤其涉及一种基于跨临界二氧化碳热泵的汽轮机余热利用系统。
背景技术
热电厂汽轮机组冷端排汽余热利用，近些年已经广为应用，为促进清洁供热和扩大机组供热能力，做出重要贡献。
对于现有汽轮机组，利用溴化锂吸收式热泵来回收排汽余热用于对外供热，往往受制于很多条件限制，常见有：驱动蒸汽压力，机组排汽背压，热网水回水温度，实施场地，热泵大型化及造价等。这些均为常规溴化锂吸收式热泵的应用造成很多困难。
尤其是溴化锂吸收式热泵受制于其溴化锂溶液性质，进入热泵的循环水温度必读达到一定温度，否则会影响热泵回收余热量。对于驱动蒸汽压力，也不能过低，否则影响制热效果。同样，热泵入口的热网水温度不能太高，否则严重影响余热利用量。
因此，溴化锂吸收式热泵对于边界条件要求极其高，不能很好适应大部分机组实际运行条件，往往需要认为提高循环水温度，或者采取措施保证各个边界条件，实施难度相对较大。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种基于跨临界二氧化碳热泵的汽轮机余热利用系统，通过设置跨临界CO2热泵，汽轮机排汽余热被循环水冷却后，余热进入跨临界CO2热泵，在CO2热泵中通过驱动装置驱动热泵压缩机，使得循环水中余热被回收进入热网循环水中，实现汽轮机排汽余热的回收利用，减少机组排汽冷源损失，可大大提高供热效率和机组循环效率。
本实用新型提供了一种基于跨临界二氧化碳热泵的汽轮机余热利用系统，包括第一汽轮机、第二汽轮机、凝汽器、跨临界CO2热泵，第一汽轮机通过联通管路与第二汽轮机连接，第二汽轮机通过汽轮机排气管路与凝汽器连接，凝汽器通过机组循环水管路与跨临界CO2热泵连接，跨临界CO2热泵与热网循环水管路连接，跨临界CO2热泵与联通管路连接，用于在驱动状态下回收汽轮机排水的循环水余热，并利用回收的循环水余热加热热网循环水，用以对外供热。
进一步地，跨临界CO2热泵为吸收式跨临界CO2热泵，吸收式跨临界CO2热泵通过蒸汽直接驱动，回收汽轮机排水的循环水余热。
进一步地，跨临界CO2热泵为压缩式跨临界CO2热泵，联通管路通过热泵压缩机驱动装置与压缩式跨临界CO2热泵连接，压缩式跨临界CO2热泵通过热泵压缩机驱动装置驱动，回收汽轮机排水的循环水余热。
进一步地，热泵压缩机驱动装置采用背压式汽轮机或电动装置，热泵压缩机驱动装置通过驱动连接装置驱动压缩式跨临界CO2热泵的压缩装置部分。
借由上述方案，通过基于跨临界二氧化碳热泵的汽轮机余热利用系统，实现了汽轮机排汽余热的回收利用，减少了机组排汽冷源损失，大大提高了供热效率和机组循环效率。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本实用新型一种基于跨临界二氧化碳热泵的汽轮机余热利用系统的结构示意图。
图中标号：
1-第一气轮机；2-第二汽轮机；3-凝汽器；4-跨临界CO2热泵；5-循环水泵；6-热泵压缩机驱动装置；7-汽轮机排汽管路；8-机组循环水管路；9-联通管路；10-驱动装置汽源输送管路；11-热网循环水管路；12-驱动连接装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
参图1所示，本实施例提供了一种基于跨临界二氧化碳热泵的汽轮机余热利用系统，包括第一汽轮机1、第二汽轮机2、凝汽器3、跨临界CO2热泵4，第一汽轮机1通过联通管路9与第二汽轮机2连接，第二汽轮机2通过汽轮机排气管路7与凝汽器3连接，凝汽器3通过机组循环水管路8与跨临界CO2热泵4连接，跨临界CO2热泵4与热网循环水管路11连接，跨临界CO2热泵4与联通管路9连接，用于在驱动状态下回收汽轮机排水的循环水余热，并利用回收的循环水余热加热热网循环水，用以对外供热。
通过该基于跨临界二氧化碳热泵的汽轮机余热利用系统，实现了汽轮机排汽余热的回收利用，减少了机组排汽冷源损失，大大提高了供热效率和机组循环效率。
在本实施例中，跨临界CO2热泵4为吸收式跨临界CO2热泵，吸收式跨临界CO2热泵通过蒸汽直接驱动，回收汽轮机排水的循环水余热。
在本实施例中，跨临界CO2热泵4为压缩式跨临界CO2热泵，联通管路通过热泵压缩机驱动装置与压缩式跨临界CO2热泵连接，压缩式跨临界CO2热泵通过热泵压缩机驱动装置驱动，回收汽轮机排水的循环水余热。
在本实施例中，热泵压缩机驱动装置6采用背压式汽轮机或电动装置，热泵压缩机驱动装置6通过驱动连接装置12驱动压缩式跨临界CO2热泵的压缩装置部分。
下面对本实用新型作进一步详细说明。
第一汽轮机1排汽进入第二汽轮机2中继续做功，第二汽轮机2排汽进入凝汽器3中被循环水冷却，凝汽器3中机组循环水进入跨临界CO2热泵4中换热器。对于压缩式跨临界CO2热泵4，热泵压缩机驱动装置6采用汽动背压汽轮机或者电动装置，通过驱动连接装置12驱动压缩式跨临界CO24的压缩装置部分，或者对于吸收式跨临界CO2热泵4，通过蒸汽直接驱动吸收式跨临界CO2热泵4内部的发生器，热网循环水管路11内热网循环水进入跨临界CO2热泵4后被加热升温。
跨临界CO2热泵通过消耗一部分能量，对于压缩式跨临界CO2，通过热泵压缩机驱动装置6来压缩式跨临界CO24；对于吸收式跨临界CO2热泵，通过蒸汽直接驱动跨临界CO2热泵4，用来回收汽轮机排汽的循环水余热，将这两部分热量全部用来加热热网循环水，实现汽轮机排汽余热的回收用以对外供热。对于压缩式跨临界CO2热泵，热泵压缩机驱动装置6可以采用背压式汽轮机，其汽源可以采用0.5MPa的过热汽源，对于吸收式跨临界CO2热泵，驱动蒸汽可以采用0.2-0.4MPa的过热汽源。由于采用CO2作为热泵的工作介质，根据其工作特性，循环水温度在很低条件下，依然可以被跨临界CO2热泵提取回收余热，其热泵进口的循环水温度可以低至25℃以下，热泵进口的热网水温度可以高至50℃以上，热泵出口热网水温度可以加热提高至95℃以上。
通过该基于跨临界二氧化碳热泵的汽轮机余热利用系统，一方面可以大幅降低机组的冷源损失，另一方面用余热对外供热，可以提高机组循环热效率的同时，大幅降低供热能耗。对于典型300MW供热机组，通过本方案，可以减少机组冷源损失约40％，余热全部用于增加供热，可降低机组煤耗率约40g/kwh。此外，和常规溴化锂吸收式热泵相比，由于采用CO2作为热泵的工作介质，热泵压缩比降低，可降低热泵工作能耗50％。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于跨临界二氧化碳热泵的汽轮机余热利用系统，其特征在于，包括第一汽轮机、第二汽轮机、凝汽器、跨临界CO2热泵，所述第一汽轮机通过联通管路与所述第二汽轮机连接，所述第二汽轮机通过汽轮机排气管路与所述凝汽器连接，所述凝汽器通过机组循环水管路与所述跨临界CO2热泵连接，所述跨临界CO2热泵与热网循环水管路连接，所述跨临界CO2热泵与所述联通管路连接，用于在驱动状态下回收汽轮机排水的循环水余热，并利用回收的循环水余热加热热网循环水，用以对外供热。
2.根据权利要求1所述的一种基于跨临界二氧化碳热泵的汽轮机余热利用系统，其特征在于，所述跨临界CO2热泵为吸收式跨临界CO2热泵，所述吸收式跨临界CO2热泵通过蒸汽直接驱动，回收汽轮机排水的循环水余热。
3.根据权利要求1所述的一种基于跨临界二氧化碳热泵的汽轮机余热利用系统，其特征在于，所述跨临界CO2热泵为压缩式跨临界CO2热泵，所述联通管路通过热泵压缩机驱动装置与所述压缩式跨临界CO2热泵连接，所述压缩式跨临界CO2热泵通过所述热泵压缩机驱动装置驱动，回收汽轮机排水的循环水余热。
4.根据权利要求3所述的一种基于跨临界二氧化碳热泵的汽轮机余热利用系统，其特征在于，所述热泵压缩机驱动装置采用背压式汽轮机或电动装置，所述热泵压缩机驱动装置通过驱动连接装置驱动压缩式跨临界CO2热泵的压缩装置部分。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821674695.1U CN209484703U (zh) | 2018-10-16 | 2018-10-16 | 一种基于跨临界二氧化碳热泵的汽轮机余热利用系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201821674695.1U CN209484703U (zh) | 2018-10-16 | 2018-10-16 | 一种基于跨临界二氧化碳热泵的汽轮机余热利用系统 |
Publications (1)
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| CN201821674695.1U Active CN209484703U (zh) | 2018-10-16 | 2018-10-16 | 一种基于跨临界二氧化碳热泵的汽轮机余热利用系统 |
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| CN (1) | CN209484703U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109442530A (zh) * | 2018-10-16 | 2019-03-08 | 中国大唐集团科学技术研究院有限公司火力发电技术研究院 | 一种基于跨临界二氧化碳热泵的汽轮机余热利用系统 |
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2018
- 2018-10-16 CN CN201821674695.1U patent/CN209484703U/zh active Active
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