CN209588769U - 应用于热网系统的串联一体式热网加热器以及热网系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于热网系统的串联一体式热网加热器以及热网系统，串联一体式热网加热器包括：壳体、液体管路和隔板，液体管路设置在壳体内且具有位于壳体上的进液口和出液口，隔板设置在壳体内以将壳体内部空间分成第一蒸汽腔和第二蒸汽腔，第一蒸汽腔和第二蒸汽腔均对应有蒸汽进口和凝结水出口，其中，液体管路包括依次串联连接的第一段、第二段和第三段，第一段位于第一蒸汽腔内，第二段穿设隔板，第三段位于蒸汽腔内。由此，上述的串联一体式热网加热器可以减少加热器的使用数量，可以降低热网系统的投资成本，而且采用串联连接的液体管路，可以节省管路，从而可以降低热网系统中的热损失，可以提高热网系统的经济性。

Description

应用于热网系统的串联一体式热网加热器以及热网系统

技术领域

本实用新型涉及热网技术领域，尤其是涉及一种应用于热网系统的串联一体式热网加热器以及热网系统。

背景技术

热网加热器是热网系统的关键设备，是热电厂的主要设备之一，其主要功能是利用汽轮机的抽汽或从锅炉引来的蒸汽(加热介质)来加热热水供应系统中的循环水以满足供热用户要求，从而实现热电联产。热网加热器分基本热网加热器和高峰热网加热器两种。基本热网加热器是在整个供热期间一直连续工作，承担基本热负荷即满足绝大部分供热期间用户对热水温度的要求。在冬季最冷期间，串联在基本热网加热器之后，提高供热的热水温度以满足用户对更高水温要求的热网加热器称为高峰热网加热器。

以采暖供热为例，根据我国高温水供热系统的技术指标要求：供热水温度130℃,回水温度70℃。目前国内所有电厂所采用的高温水产生方式都是是0.2Mpa—0.3Mpa(g)的过热蒸汽通过汽水换热器转换为热水后向外提供。在这种工作状态下，大量过热蒸汽进入热网加热器就存在很大的压差能量浪费。因此，蒸汽分级加热技术应运而生。

电厂供热热水从70℃加热到130℃，加热温升为60℃。供热机组的采暖抽汽抽出的0.5Mpa(g)～0.8Mpa(g)过热蒸汽一分为二，一部分经过背压汽轮机做功后降至0.1Mpa(a)，所产生的乏汽将回水从70℃加热至90℃；然后再利用上述剩余部分0.5Mpa(g)～0.8Mpa(g)的蒸汽将90℃的热水加热至130℃，实现“蒸汽分级加热”。

相关技术中，蒸汽分级加热系统采用一台为基本热网加热器和一台为高峰热网加热器，但是这样的蒸汽分级加热系统需要应用两台加热器，导致投资大，成本高，而且，两台热网加热器之间热网水还会存在热损失。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种应用于热网系统的串联一体式热网加热器，该串联一体式热网加热器结构紧凑，成本低，而且可以降低热网系统的热损失。

本实用新型进一步地提出了一种热网系统。

根据本实用新型的应用于热网系统的串联一体式热网加热器，包括：壳体、液体管路和隔板，所述液体管路设置在所述壳体内且具有位于所述壳体上的进液口和出液口，所述隔板设置在所述壳体内以将所述壳体内部空间分成第一蒸汽腔和第二蒸汽腔，所述第一蒸汽腔和所述第二蒸汽腔均对应有蒸汽进口和凝结水出口，其中，所述液体管路包括依次串联连接的第一段、第二段和第三段，所述第一段位于所述第一蒸汽腔内，所述第二段穿设所述隔板，所述第三段位于所述第二蒸汽腔内。

由此，上述实施例的串联一体式热网加热器可以减少加热器的使用数量，可以降低热网系统的投资成本，而且采用串联连接的液体管路，可以降低热网系统中的热损失，可以提高热网系统的经济性。

在本实用新型的一些示例中，所述进液口设置在所述壳体对应所述第一蒸汽腔的第一部分，所述进液口与所述第一段相连，所述出液口设置在所述壳体对应所述第二蒸汽腔的第二部分，所述出液口与所述第三段相连。

在本实用新型的一些示例中，所述第一段和所述第三段分别在所述第一蒸汽腔和所述第二蒸汽腔内以圈状的形式弯绕设置。

在本实用新型的一些示例中，所述第二段为垂直并穿过所述隔板的直线段。

在本实用新型的一些示例中，所述第一蒸汽腔对应一个或两个所述蒸汽进口，所述第二蒸汽腔对应一个或两个所述蒸汽进口。

在本实用新型的一些示例中，所述液体管路为铜管。

在本实用新型的一些示例中，所述隔板为两个且将所述壳体内部空间分成第一蒸汽腔、第二蒸汽腔和第三蒸汽腔，所述液体管路包括依次串联连接的第一段、第二段、第三段、第四段和第五段，所述第一段位于所述第一蒸汽腔内，所述第二段穿设一个所述隔板，所述第三段位于所述第二蒸汽腔内，所述第四段穿设另一个所述隔板，所述第五段位于所述第三蒸汽腔内。

根据本实用新型的热网系统，包括：第一汽轮机；第二汽轮机，所述第二汽轮机为背压汽轮机；回水母管；供水母管；凝结水出水管；所述的应用于热网系统的串联一体式热网加热器，所述第一汽轮机串联在所述第二汽轮机和所述串联一体式热网加热器之间，所述第一汽轮机与所述第一蒸汽腔的蒸汽进口相连，所述第二汽轮机与所述第二蒸汽腔的蒸汽进口相连，所述回水母管与所述液体管路的进液口相连，所述供水母管与所述液体管路的出液口相连，所述凝结水出水管与所述凝结水出口相连。

在本实用新型的一些示例中，所述第一汽轮机与所述第一蒸汽腔的蒸汽进口之间连接有第一管路，所述第二汽轮机与所述第二蒸汽腔的蒸汽进口连接有第二管路，所述第一管路和所述第二管路均设置有电动隔离阀。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的热网系统的示意图；

图2是图1中区域A的放大图。

附图标记：

串联一体式热网加热器1；壳体11；液体管路12；进液口121；出液口122；隔板13；

第一蒸汽腔14；第一蒸汽进口141；第一凝结水出口142；

第二蒸汽腔15；第二蒸汽进口151；第二凝结水出口152；

第一管路16；第二管路17；第一电路隔离阀18；第二电路隔离阀19；

第一汽轮机2。

具体实施方式

下面参考图1-图2描述根据本实用新型实施例的应用于热网系统的串联一体式热网加热器1。

如图1所示，根据本实用新型实施例的热网系统可以包括：第一汽轮机2、第二汽轮机、回水母管、供水母管、凝结水出水管和上述的串联一体式热网加热器1。

第一汽轮机2串联在第二汽轮机和串联一体式热网加热器1之间，第一汽轮机2为背压汽轮机，第二汽轮机为主汽轮机，第二汽轮机的采暖抽汽分成两路，其中一路直接供入串联一体式热网加热器1，另外一路经过背压汽轮机的发电降温后再供入串联一体式热网加热器1。

串联一体式热网加热器1还连接有回水母管和供水母管，回水母管通过水泵将水泵入串联一体式热网加热器1，然后水和蒸汽在串联一体式热网加热器1内进行换热，换热升温后的水通过供水母管留出，再流入用户家中。其中，串联一体式热网加热器1还连接有凝结水出水管，换热后的蒸汽凝结成水，凝结水通过凝结水出水管排出。

具体地，如图2所示，串联一体式热网加热器1包括：壳体11、液体管路12和隔板13，液体管路12设置在壳体11内，而且液体管路12具有位于壳体11上的进液口121和出液口122，回水母管与液体管路12的进液口121相连，供水母管与液体管路12的出液口122相连。如此设置的进液口121和出液口122易于连接，从而可以有利于水路的连通。其中，液体管路12可以为铜管，铜的换热性较好，从而可以有利于水和蒸汽的换热。

隔板13设置在壳体11内以将壳体11内部空间分成第一蒸汽腔14和第二蒸汽腔15，也就是说，在同一个壳体11内部，隔板13隔出来两个空间，这两个空间均用于容纳蒸汽，蒸汽来源分别是第一汽轮机2和第二汽轮机，第一蒸汽腔14对应有第一蒸汽进口141和第一凝结水出口142，第一汽轮机2与第一蒸汽腔14的第一蒸汽进口141相连。第二蒸汽腔15对应有第二蒸汽进口151和第二凝结水出口152，第二汽轮机与第二蒸汽腔15的第二蒸汽进口151相连。可以理解的，第一蒸汽腔14供入的蒸汽温度和第二蒸汽腔15供入的蒸汽温度不同，热网系统可以根据实际需要选取单独接收一路的蒸汽，还是同时接收两路的蒸汽。

需要说明的是，第一蒸汽腔14可以对应一个或两个第一蒸汽进口141，第二蒸汽腔15可以对应一个或两个第二蒸汽进口151。具体数量的蒸汽进口可以根据实际情况设定。

液体管路12穿设隔板13，这样液体管路12内的水可以对应两个蒸汽腔，可以受到两个蒸汽腔的蒸汽加热。由此，隔板13不仅可以分隔壳体11内部空间，还可以通过液体管路12，从而可以使得串联一体式热网加热器1结构紧凑，整体设计合理。还有，如此可以省略两个蒸汽腔之间的连接管路，可以降低热网系统中的热损失，可以提高热网系统的经济性。

其中，液体管路12包括依次串联连接的第一段、第二段和第三段，第一段位于第一蒸汽腔14内，第二段穿设隔板13，第三段位于第二蒸汽腔15内。换言之，液体管路12以串联的方式在第一蒸汽腔14和第二蒸汽腔15内延伸，其内部水经过第一蒸汽腔14的加热后，再进入第二蒸汽腔15进行加热，从而可以实现分段加热。

由此，上述实施例的串联一体式热网加热器1可以减少加热器的使用数量，可以降低热网系统的投资成本，而且可以降低热网系统中的热损失，可以提高热网系统的经济性。

需要说明的是，串联一体式热网加热器1可以采用在壳体11内部直接加隔板13的方式，也可以采用加两个小容积的串联一体式热网加热器1直接合并，两个侧壁相互贴靠形成隔板13。

进一步地，如图2所示，进液口121设置在壳体11对应第一蒸汽腔14的第一部分，第一段与进液口121相连，出液口122设置在壳体11对应第二蒸汽腔15的第二部分，第三段与出液口122相连。如此设置的话，位于进液口121和出液口122之间的液体管路12可以分布在第一蒸汽腔14和第二蒸汽腔15内，从而可以在两个腔体均供有蒸汽时，保证液体管路12与蒸汽的均匀换热，最终能够得到所需温度的热水。

其中，液体管路12的第一段和第三段在第一蒸汽腔14和第二蒸汽腔15内以圈状的形式弯绕设置。也就是说，液体管路12在第一蒸汽腔14和第二蒸汽腔15内不断弯绕设置，从而可以增加液体管路12在壳体11内部空间的延伸长度，可以更加有利于水与蒸汽的换热，可以提升换热效果。

液体管路12的第二段为垂直并穿过隔板13的直线段。应用直线段，可以方便液体管路12穿过隔板13，可以降低隔板13开孔的难度，而且可以使得串联一体式热网加热器1整体结构更加可靠。

如图2所示，第一汽轮机2与第一蒸汽腔14的蒸汽进口之间连接有第一管路16，第二汽轮机与第二蒸汽腔15的蒸汽进口连接有第二管路17，第一管路16设置有第一电动隔离阀18，第二管路17设置有第二电动隔离阀19。电动隔离阀可以根据实际情况开闭，从而可以控制第一汽轮机2和第二汽轮机是否向串联一体式热网加热器1的内部空间供应蒸汽，满足热网系统不同时期的需求。其中，回水母管和供水母管也可以分别设置有电路隔离阀。

需要强调的是，蒸汽腔的数量不限于两个，还可以为更多个，下面以三个为例进行说明。

隔板13为两个，而且两个隔板13将壳体11内部空间分成第一蒸汽腔14、第二蒸汽腔15和第三蒸汽腔，液体管路12包括依次串联连接的第一段、第二段、第三段、第四段和第五段，第一段位于第一蒸汽腔14内，第二段穿设一个隔板13，第三段位于第二蒸汽腔15内，第四段穿设另一个隔板13，第五段位于第三蒸汽腔内。也就是说，在两个蒸汽腔的基础上，还可以通过增加隔板13的数量，来补充蒸汽腔，从而可以更好地适应热网系统的需求。其中，第三蒸汽腔的蒸汽来源可以为第一汽轮机2。

下面提供具体实施例进行描述。

以某热电厂为例，电厂装机规模为2×350MW级机组。为了节能和地区采暖供热的需要，利用汽轮机抽汽进行采暖供热。目前电厂汽轮机采用中压缸导汽管排汽供热，供汽汽压力为0.5MPa(a)，抽汽温度为338℃。两台机组最大抽汽量为700t/h，1号机组最大抽汽量为350t/h；2号机组最大抽汽量为350t/h。目前实际采暖面积为700万平方米，采暖热负荷为336MW，按照一次网热网回水温度70℃供水温度为130℃供回水温差为60℃。热网循环水总量为4815t/h，对应于单台机组的热网循环水量为2408t/h。现对热网首站进行改造采用两台功热背压汽轮机加串联一体式的串联一体式热网加热器1。一部分经过功热背压汽轮机做功后，乏汽作为串联一体式的串联一体式热网加热器1低温段的加热汽源对热网回水进行加热，另一部分作为串联一体式的串联一体式热网加热器1高温段的加热汽源对热网回水进行进一步加热。两台功热背压汽轮机参数选择为进汽压力为0.5MPa(a)，进汽温度为338℃，进汽焓为3143kJ/kg；排汽压力为0.1MPa(a)，排汽温度为210℃，排汽焓为2895kJ/kg；排汽压力下饱和水焓为418kJ/kg；进汽流量为80t/h,发电功率为6000KW。低温段蒸汽可以将2408t/h热网水加热的温升为：Δt＝80×(2895-418)/4.18×2408＝19.6℃，将热网水从89.6℃加热到130℃需要的主机的蒸汽量为：Q＝2408x4.18x40.4/(3143-640)＝162.5t/h。

按照本技术，在低压蒸汽能源梯级利用的系统中可以将两台的串联一体式热网加热器1做成串联蒸汽加热的串联一体式热网加热器1，这样可以大大节省投资和降低热损失。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种应用于热网系统的串联一体式热网加热器，其特征在于，包括：壳体、液体管路和隔板，所述液体管路设置在所述壳体内且具有位于所述壳体上的进液口和出液口，所述隔板设置在所述壳体内以将所述壳体内部空间分成第一蒸汽腔和第二蒸汽腔，所述第一蒸汽腔和所述第二蒸汽腔均对应有蒸汽进口和凝结水出口，其中，

所述液体管路包括依次串联连接的第一段、第二段和第三段，所述第一段位于所述第一蒸汽腔内，所述第二段穿设所述隔板，所述第三段位于所述第二蒸汽腔内。

2.根据权利要求1所述的应用于热网系统的串联一体式热网加热器，其特征在于，所述进液口设置在所述壳体对应所述第一蒸汽腔的第一部分，所述进液口与所述第一段相连，所述出液口设置在所述壳体对应所述第二蒸汽腔的第二部分，所述出液口与所述第三段相连。

3.根据权利要求1所述的应用于热网系统的串联一体式热网加热器，其特征在于，所述第一段和所述第三段分别在所述第一蒸汽腔和所述第二蒸汽腔内以圈状的形式弯绕设置。

4.根据权利要求1所述的应用于热网系统的串联一体式热网加热器，其特征在于，所述第二段为垂直并穿过所述隔板的直线段。

5.根据权利要求1所述的应用于热网系统的串联一体式热网加热器，其特征在于，所述第一蒸汽腔对应一个或两个所述蒸汽进口，所述第二蒸汽腔对应一个或两个所述蒸汽进口。

6.根据权利要求1所述的应用于热网系统的串联一体式热网加热器，其特征在于，所述液体管路为铜管。

7.根据权利要求1所述的应用于热网系统的串联一体式热网加热器，其特征在于，所述隔板为两个且将所述壳体内部空间分成第一蒸汽腔、第二蒸汽腔和第三蒸汽腔，所述液体管路包括依次串联连接的第一段、第二段、第三段、第四段和第五段，所述第一段位于所述第一蒸汽腔内，所述第二段穿设一个所述隔板，所述第三段位于所述第二蒸汽腔内，所述第四段穿设另一个所述隔板，所述第五段位于所述第三蒸汽腔内。

8.一种热网系统，其特征在于，包括：

第一汽轮机，所述第一汽轮机为背压汽轮机；

第二汽轮机；

回水母管；

供水母管；

凝结水出水管；

权利要求1-7中任一项所述的应用于热网系统的串联一体式热网加热器，所述第一汽轮机串联在所述第二汽轮机和所述串联一体式热网加热器之间，所述第一汽轮机与所述第一蒸汽腔的蒸汽进口相连，所述第二汽轮机与所述第二蒸汽腔的蒸汽进口相连，所述回水母管与所述液体管路的进液口相连，所述供水母管与所述液体管路的出液口相连，所述凝结水出水管与所述凝结水出口相连。

9.根据权利要求8所述的热网系统，其特征在于，所述第一汽轮机与所述第一蒸汽腔的蒸汽进口之间连接有第一管路，所述第二汽轮机与所述第二蒸汽腔的蒸汽进口连接有第二管路，所述第一管路和所述第二管路均设置有电动隔离阀。