CN212081389U - 在线切换蓄能罐工作状态的装置、基于该装置的单元制系统和母管系统 - Google Patents
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Abstract
在线切换蓄能罐工作状态的装置、基于该装置的单元制系统和母管系统，涉及热电的存储领域。它为了解决蓄能罐的蓄热泵与放热泵频繁起停切换会对泵组运行造成影响的问题。高温水进水通路串联有高温部调节阀组和逆止阀b8，高温水出水通路串联有逆止阀b7和五号阀门，高温水接口通路串联有阀门a8和闸阀d2，高温水进水通路的出水端和高温水出水通路的进水端同时与高温水接口通路；低温水进水通路串联有四号阀门、泵组、低温部调节阀组和逆止阀b6，泵组两端并联有逆止阀b3，低温水进水通路的出水端与泵组入水口之间设有支路，该支路从入水口至出水口之间依次串联有逆止阀b4和一号阀门，低温水出水通路串联有逆止阀b5和三号阀门。
Description
技术领域
本实用新型属于热电领域，尤其涉及热电的存储设备。
背景技术
目前，蓄能罐多采用在热电厂储存电力调峰时、通过电锅炉等设备消纳上网电量而产生的热量，并将这部分热量用于向热网供热。为保证蓄能罐中斜温层单一且稳定，蓄能罐系统运行设计时，蓄能罐需在切换运行时完全完成热水注入或排出。因电力调峰分时间段执行，导致蓄能罐间断运行，即蓄能罐储热与放热间断运行。
然而当蓄能罐应用于需要24小时连续运行的供暖项目中时，即储热时长与放热时长均为12小时，或储热时长与放热时长相加为24小时，或储热循环与放热循环连续不间断交替运行。原有系统需要通过蓄热泵与放热泵的启停切换，实现储热与放热运行的切换。频繁启停对于泵的安全可靠运行势必造成影响，缩短泵组的使用寿命。同时，分别使用蓄热泵与放热泵启停带动储放热与放热系统切换运行，不利于项目经济性及系统稳定性；在蓄热泵或放热泵过流介质为高温水时，泵体需做特殊密封处理及加装冷却装置，同样增加系统成本。
实用新型内容
本实用新型是为了解决蓄能罐的蓄热泵与放热泵频繁起停切换会对泵组运行造成影响的问题，现提供在线切换蓄能罐工作状态的装置、基于该装置的单元制系统和母管系统。
在线切换蓄能罐工作状态的装置，包括：高温水进水通路、高温水出水通路、低温水出水通路、低温水进水通路、高温水接口通路和低温水接口通路，
高温水进水通路从进水端至出水端依次串联有高温部调节阀组和逆止阀b8，
高温水出水通路从出水端至进水端依次串联有逆止阀b7和五号阀门，
高温水接口通路的一端至另一端依次串联有阀门a8和闸阀d2，
高温水进水通路的出水端和高温水出水通路的进水端同时与高温水接口通路的一端连通，高温水接口通路的另一端作为蓄能罐高温水接口端；
低温水进水通路从进水端至出水端依次串联有四号阀门、泵组、低温部调节阀组和逆止阀b6，泵组两端并联有逆止阀b3、该逆止阀b3的流向为泵组入水口至泵组出水口，低温水进水通路的出水端与泵组入水口之间设有支路，该支路从入水口至出水口之间依次串联有逆止阀b4和一号阀门，
低温水出水通路从出水端至进水端依次串联有逆止阀b5和三号阀门，低温水出水通路的进水端与泵组出水口相连通，
低温水进水通路出水端与低温水接口通路一端连通，低温水接口通路上设有闸阀d1，低温水接口通路的另一端作为蓄能罐低温水接口端。
基于上述装置的单元制系统，包括多个在线切换蓄能罐工作状态的装置、高温进水干路、高温出水干路、低温出水干路和低温进水干路；
低温出水干路和低温进水干路的末端通过逆止阀相连，低温出水干路的首端为低温出水端，低温进水干路的首端为低温进水端，
每个在线切换蓄能罐工作状态的装置的低温水进水通路进水端均与低温进水干路相连，每个在线切换蓄能罐工作状态的装置的低温水出水通路出水端均与低温出水干路相连，每个在线切换蓄能罐工作状态的装置的高温水出水通路出水端均与高温出水干路相连，每个在线切换蓄能罐工作状态的装置的高温进出水通路进水端均与高温进水干路相连，
低温进水干路上设有闸阀，该闸阀位于末端在线切换蓄能罐工作状态的装置与逆止阀之间，
多个在线切换蓄能罐工作状态的装置与多个蓄能罐一一对应，分别用于与对应的蓄能罐相连。
母管制系统，包括多个子装置、高温进水干路、高温出水干路和母管线路；
每个子装置均包括：高温水进水通路、高温水出水通路、低温水进水通路、高温水接口通路和低温水接口通路，
高温水进水通路从进水端至出水端依次串联有高温部调节阀组和逆止阀b8，
高温水出水通路从出水端至进水端依次串联有逆止阀b7和五号阀门，
高温水接口通路的一端至另一端依次串联有阀门a8和闸阀d2，
高温水进水通路的出水端和高温水出水通路的进水端同时与高温水接口通路的一端连通，高温水接口通路的另一端作为蓄能罐高温水接口端；
低温水进水通路从进水端至出水端依次串联有低温部调节阀组和逆止阀b6，
低温水进水通路出水端与低温水接口通路一端连通，低温水接口通路上设有闸阀d1，低温水接口通路的另一端作为蓄能罐低温水接口端；
母管线路包括从线路入口至出口依次串联的四号阀门、泵组、三号阀门和逆止阀b5，泵组两端并联有逆止阀b3、该逆止阀b3的流向为泵组入水口至泵组出水口，
每个子装置的低温水进水通路出水端同时通过逆止阀b4和一号阀门与泵组入水口相连通，每个子装置的低温水进水通路进水端同时与泵组出水口连通，每个子装置的高温水进水通路进水端均与高温进水干路连通，每个子装置的高温水出水通路出水端均与高温出水干路连通。
上述泵组的主要作用：在蓄能罐放热时为低温水进入蓄能罐克服罐体高度压差及管道的阻力；在蓄能罐蓄热时，代替高温水蓄热泵，通过提升低温水压力为蓄热循环提供动力，由于低温水介质参数低，泵体不需特殊密封及增加冷却装置，设备建设成本低，并且可靠性高。同时，一套泵组带动蓄能罐运行，相比热电厂调峰项目中蓄能罐运行系统使用蓄热泵和放热泵两套泵组至少节省一套泵组，在供暖季蓄能罐切换工作状态时，泵组常运，无需启停，且泵组运行参数低，设备可靠性高，有利于节约项目成本。
在放热状态时，低温水由供热站回水管网经自动滤水器后引出至低温水进水通路进水端，蓄能罐高温水经高温水出水通路出水端接入供热站回水热网循环泵前，相比热电厂调峰项目中蓄能罐高温水经放热泵直接接入热网供水管路，泵组可节省100m扬程。
本实用新型能够不通过泵组启停，仅通过控制阀门动作，即可切换蓄能罐的工作状态。再实现集中供暖项目中蓄能罐24小时连续运行的同时，保证泵组的运行可靠性，提高系统建设及运行经济性和稳定性。综上所述，本实用新型的优势在于泵组整合了多种功能，具体优点如下：
(1)蓄能罐切换运行状态时，不需要对泵进行启停操作；
(2)只设置一套泵组，具有多种功能，设备利用率高，节省建设成本，提高系统经济性和稳定；
(3)泵组通过加压热网回水上罐，利用罐体高度压差自流到热网循环泵前，泵组只需克服管道及罐体高差阻力，节能效果更佳；
(4)因切换蓄能罐工作状态，为保证蓄能罐中斜温层的稳定行，在可能引起逆流的管路上设置了逆止阀，提升运行安全性。
附图说明
图1为本实用新型所述的在线切换蓄能罐工作状态的装置的结构示意图；
图2为在线切换蓄能罐工作状态的装置放热过程中，阀门的状态示意图，其中黑色表示关闭；
图3为在线切换蓄能罐工作状态的装置蓄热过程中，阀门的状态示意图，其中黑色表示关闭；
图4为单元制系统的结构示意图；
图5为母管制系统的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：参照图1、2和3具体说明本实施方式，本实施方式所述的在线切换蓄能罐工作状态的装置，包括：高温水进水通路、高温水出水通路、低温水出水通路、低温水进水通路、高温水接口通路和低温水接口通路，
高温水进水通路从进水端至出水端依次串联有高温部调节阀组和逆止阀b8，
高温水出水通路从出水端至进水端依次串联有逆止阀b7和五号阀门(5)，
高温水接口通路的一端至另一端依次串联有阀门a8和闸阀d2，
高温水进水通路的出水端和高温水出水通路的进水端同时与高温水接口通路的一端连通，高温水接口通路的另一端作为蓄能罐高温水接口端；
低温水进水通路从进水端至出水端依次串联有四号阀门(4)、泵组、低温部调节阀组和逆止阀b6，泵组两端并联有逆止阀b3、该逆止阀b3的流向为泵组入水口至泵组出水口，低温水进水通路的出水端与泵组入水口之间设有支路，该支路从泵组入水口至低温水进水通路出水口之间依次串联有逆止阀b4和一号阀门(1)，
低温水出水通路从出水端至进水端依次串联有逆止阀b5和三号阀门(3)，低温水出水通路的进水端与泵组出水口相连通，
低温水进水通路出水端与低温水接口通路一端连通，低温水接口通路上设有闸阀d1，低温水接口通路的另一端作为蓄能罐低温水接口端。
进一步的，高温部调节阀组包括：六号阀门(6)、阀门a10、阀门a9和阀门a11，
六号阀门(6)、阀门a10和阀门a9依次串联在加热或换热装置的蓄热时高温水出口与逆止阀b8之间，阀门a11与六号阀门(6)、阀门a10和阀门a9并联。
低温部调节阀组包括：二号阀门(2)、阀门a5、阀门a6和阀门a7，
二号阀门(2)、阀门a5和阀门a6依次串联在泵组出水口与逆止阀b6之间，阀门a7与二号阀门(2)、阀门a5和阀门a6并联。
进一步的，泵组包括相互并联的两个泵，
一个泵两端分别串联有阀门a1和阀门a3，该泵与阀门a3之间串联有逆止阀b1，阀门a1与四号阀门(4)相邻，阀门a3与低温部调节阀组相邻；
另一个泵两端分别串联有阀门a2和阀门a4，该泵与阀门a4之间串联有逆止阀b2，阀门a2与四号阀门(4)相邻，阀门a4与低温部调节阀组相邻。
进一步的，一号阀门(1)、二号阀门(2)、三号阀门(3)、四号阀门(4)、五号阀门(5)、六号阀门(6)、阀门a1、阀门a2、阀门a3、阀门a4、阀门a6、阀门a7、阀门a8、阀门a9和阀门a11均为蝶阀，阀门a5和阀门a10为调节阀。
进一步的，阀门a8与闸阀d2之间设有流量测量装置c2，逆止阀b6与闸阀d1之间设有流量测量装置c1。
本实施方式的工作原理如下：
如图2所示，放热状态时，一号阀门1、三号阀门3和六号阀门6为关闭状态，二号阀门2、四号阀门4和五号阀门5为开启状态。低温水在泵组加压后经低温部调节阀组进入蓄能罐低温水接口，高温水经五号阀门5利用罐体高差压力，通向供热站热网循环泵前。当蓄热罐由放热状态向蓄热状态转换时，阀门动作顺序为三号阀门3、六号阀门6、二号阀门2、一号阀门1、四号阀门4、五号阀门5，切换过程中无需对泵组进行启停操作。
如图3所示，蓄热状态时，一号阀门1、三号阀门3和六号阀门6为开启状态，二号阀门2、四号阀门4和五号阀门5为关闭状态。低温水从蓄能罐低温水接口经过一号阀门1，在泵组加压后，经过三号阀门3进入蓄热加热装置或换热装置，加热后的高温水经高温部调节阀组接入蓄能罐高温水接口。当蓄能罐由蓄热向放热状态转换时，阀门动作顺序为四号阀门4、五号阀门5、一号阀门1、二号阀门2、三号阀门3、六号阀门6，切换过程中无需对泵组进行启停操作。
本实施方式中，在低温水侧泵组前设置四号阀门4，在泵组后低温水管道引出支路，通向蓄热时加热装置或换热装置的低温水进口，支路上设置有逆止阀和三号阀门(蝶阀/闸阀)，逆止阀可防止系统切换过程中低温水介质逆流，开关阀用于关断及控制系统切换；在泵与蓄能罐之间的低温水进水调节阀组后引出支路(调节阀组内设置2号阀门2用于隔断调节阀组)，连接到泵组与四号阀门4之间，支路上设有逆止阀和一号阀门1(蝶阀/闸阀)，逆止阀可防止系统切换过程中低温水介质逆流，一号阀门1用于关断及控制系统切换。在高温水侧放热管路上设置五号阀门5，蓄热时加热装置或换热装置的高温水出口经调节阀组管路(调节阀组内设置六号阀门6用于隔断调节阀组)连接至五号阀门5前。
为节省系统成本，本实施方式除需与蓄能罐切断时要求严密性较高的阀门使用闸阀外，其余关断阀门使用蝶阀代替闸阀。在蓄能罐低温水和高温水接口前设置流量、压力及温度监控装置，用于PLC精细控制动作阀门，保证蓄能罐接口水温符合罐体斜温层稳定要求。
具体实施方式二：参照图4具体说明本实施方式，本实施方式所述的基于具体实施方式一所述装置的单元制系统，包括多个在线切换蓄能罐工作状态的装置、高温进水干路、高温出水干路、低温出水干路和低温进水干路；
低温出水干路和低温进水干路的末端通过逆止阀相连，低温出水干路的首端为低温出水端，低温进水干路的首端为低温进水端，
每个在线切换蓄能罐工作状态的装置的低温水进水通路进水端均与低温进水干路相连，每个在线切换蓄能罐工作状态的装置的低温水出水通路出水端均与低温出水干路相连，每个在线切换蓄能罐工作状态的装置的高温水出水通路出水端均与高温出水干路相连，每个在线切换蓄能罐工作状态的装置的高温进出水通路进水端均与高温进水干路相连，
低温进水干路上设有闸阀，该闸阀位于末端在线切换蓄能罐工作状态的装置与逆止阀之间，
多个在线切换蓄能罐工作状态的装置与多个蓄能罐一一对应，分别用于与对应的蓄能罐相连。
集中供热应用项目中普遍使用多个蓄能罐，可以以多个装置配套成一个单元系统，多个蓄能罐系统并联运行。
具体实施方式三：参照图5具体说明本实施方式，本实施方式所述的母管制系统，其特征在于，包括多个子装置、高温进水干路、高温出水干路和母管线路；
每个子装置均包括：高温水进水通路、高温水出水通路、低温水进水通路、高温水接口通路和低温水接口通路，
高温水进水通路从进水端至出水端依次串联有高温部调节阀组和逆止阀b8，
高温水出水通路从出水端至进水端依次串联有逆止阀b7和五号阀门(5)，
高温水接口通路的一端至另一端依次串联有阀门a8和闸阀d2，
高温水进水通路的出水端和高温水出水通路的进水端同时与高温水接口通路的一端连通，高温水接口通路的另一端作为蓄能罐高温水接口端；
低温水进水通路从进水端至出水端依次串联有低温部调节阀组和逆止阀b6，
低温水进水通路出水端与低温水接口通路一端连通，低温水接口通路上设有闸阀d1，低温水接口通路的另一端作为蓄能罐低温水接口端；
母管线路包括从线路入口至出口依次串联的四号阀门(4)、泵组、三号阀门(3)和逆止阀b5，泵组两端并联有逆止阀b3、该逆止阀b3的流向为泵组入水口至泵组出水口，
每个子装置的低温水进水通路出水端同时通过逆止阀b4和一号阀门(1)与泵组入水口相连通，每个子装置的低温水进水通路进水端同时与泵组出水口连通，每个子装置的高温水进水通路进水端均与高温进水干路连通，每个子装置的高温水出水通路出水端均与高温出水干路连通。
本实施方式相较于具体实施方式一和具体实施方式二，取消每套装置中的泵组，在低温水母管上设置一套大流量泵组，同时带动多个蓄能罐，形成一套母管制系统，多个蓄能罐的高低温水经支管连接到相应母管路上，两种方案对于蓄能罐工作状态切换时的阀门控制逻辑相同。
Claims (7)
1.在线切换蓄能罐工作状态的装置，其特征在于，包括：高温水进水通路、高温水出水通路、低温水出水通路、低温水进水通路、高温水接口通路和低温水接口通路，
高温水进水通路从进水端至出水端依次串联有高温部调节阀组和逆止阀b8，
高温水出水通路从出水端至进水端依次串联有逆止阀b7和五号阀门(5)，
高温水接口通路的一端至另一端依次串联有阀门a8和闸阀d2，
高温水进水通路的出水端和高温水出水通路的进水端同时与高温水接口通路的一端连通，高温水接口通路的另一端作为蓄能罐高温水接口端；
低温水进水通路从进水端至出水端依次串联有四号阀门(4)、泵组、低温部调节阀组和逆止阀b6，泵组两端并联有逆止阀b3、该逆止阀b3的流向为泵组入水口至泵组出水口，低温水进水通路的出水端与泵组入水口之间设有支路，该支路从入水口至出水口之间依次串联有逆止阀b4和一号阀门(1)，
低温水出水通路从出水端至进水端依次串联有逆止阀b5和三号阀门(3)，低温水出水通路的进水端与泵组出水口相连通，
低温水进水通路出水端与低温水接口通路一端连通，低温水接口通路上设有闸阀d1，低温水接口通路的另一端作为蓄能罐低温水接口端。
2.根据权利要求1所述的在线切换蓄能罐工作状态的装置，其特征在于，高温部调节阀组包括：六号阀门(6)、阀门a10、阀门a9和阀门a11，
六号阀门(6)、阀门a10和阀门a9依次串联在加热或换热装置的蓄热时高温水出口与逆止阀b8之间，阀门a11与六号阀门(6)、阀门a10和阀门a9并联，
低温部调节阀组包括：二号阀门(2)、阀门a5、阀门a6和阀门a7，
二号阀门(2)、阀门a5和阀门a6依次串联在泵组出水口与逆止阀b6之间，阀门a7与二号阀门(2)、阀门a5和阀门a6并联。
3.根据权利要求2所述的在线切换蓄能罐工作状态的装置，其特征在于，泵组包括相互并联的两个泵，
一个泵两端分别串联有阀门a1和阀门a3，该泵与阀门a3之间串联有逆止阀b1，阀门a1与四号阀门(4)相邻，阀门a3与低温部调节阀组相邻；
另一个泵两端分别串联有阀门a2和阀门a4，该泵与阀门a4之间串联有逆止阀b2，阀门a2与四号阀门(4)相邻，阀门a4与低温部调节阀组相邻。
4.根据权利要求3所述的在线切换蓄能罐工作状态的装置，其特征在于，一号阀门(1)、二号阀门(2)、三号阀门(3)、四号阀门(4)、五号阀门(5)、六号阀门(6)、阀门a1、阀门a2、阀门a3、阀门a4、阀门a6、阀门a7、阀门a8、阀门a9和阀门a11均为蝶阀，
阀门a5和阀门a10为调节阀。
5.根据权利要求1所述的在线切换蓄能罐工作状态的装置，其特征在于，阀门a8与闸阀d2之间设有流量测量装置c2，逆止阀b6与闸阀d1之间设有流量测量装置c1。
6.基于权利要求1、2、3、4或5所述在线切换蓄能罐工作状态的装置的单元制系统，其特征在于，包括多个在线切换蓄能罐工作状态的装置、高温进水干路、高温出水干路、低温出水干路和低温进水干路；
低温出水干路和低温进水干路的末端通过逆止阀相连，低温出水干路的首端为低温出水端，低温进水干路的首端为低温进水端，
每个在线切换蓄能罐工作状态的装置的低温水进水通路进水端均与低温进水干路相连，每个在线切换蓄能罐工作状态的装置的低温水出水通路出水端均与低温出水干路相连，每个在线切换蓄能罐工作状态的装置的高温水出水通路出水端均与高温出水干路相连，每个在线切换蓄能罐工作状态的装置的高温进出水通路进水端均与高温进水干路相连，
低温进水干路上设有闸阀，该闸阀位于末端在线切换蓄能罐工作状态的装置与逆止阀之间，
多个在线切换蓄能罐工作状态的装置与多个蓄能罐一一对应，分别用于与对应的蓄能罐相连。
7.母管系统，其特征在于，包括多个子装置、高温进水干路、高温出水干路和母管线路；
每个子装置均包括：高温水进水通路、高温水出水通路、低温水进水通路、高温水接口通路和低温水接口通路，
高温水进水通路从进水端至出水端依次串联有高温部调节阀组和逆止阀b8，
高温水出水通路从出水端至进水端依次串联有逆止阀b7和五号阀门(5)，
高温水接口通路的一端至另一端依次串联有阀门a8和闸阀d2，
高温水进水通路的出水端和高温水出水通路的进水端同时与高温水接口通路的一端连通，高温水接口通路的另一端作为蓄能罐高温水接口端；
低温水进水通路从进水端至出水端依次串联有低温部调节阀组和逆止阀b6，
低温水进水通路出水端与低温水接口通路一端连通，低温水接口通路上设有闸阀d1，低温水接口通路的另一端作为蓄能罐低温水接口端；
母管线路包括从线路入口至出口依次串联的四号阀门(4)、泵组、三号阀门(3)和逆止阀b5，泵组两端并联有逆止阀b3、该逆止阀b3的流向为泵组入水口至泵组出水口，
每个子装置的低温水进水通路出水端同时通过逆止阀b4和一号阀门(1)与泵组入水口相连通，每个子装置的低温水进水通路进水端同时与泵组出水口连通，每个子装置的高温水进水通路进水端均与高温进水干路连通，每个子装置的高温水出水通路出水端均与高温出水干路连通。
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| CN112503611A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-03-16 | 华电能源股份有限公司佳木斯热电厂 | 蓄能调峰罐蓄热系统及蓄热方法 |
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2020
- 2020-03-16 CN CN202020325963.XU patent/CN212081389U/zh active Active
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| CN112503611A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-03-16 | 华电能源股份有限公司佳木斯热电厂 | 蓄能调峰罐蓄热系统及蓄热方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |