CN221402991U - 利用低品位热源产生蒸汽的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及余热回收技术领域，尤其涉及一种利用低品位热源产生蒸汽的装置，包括闪蒸系统和热泵，所述闪蒸系统包括闪蒸罐，所述闪蒸罐的底部设有与所述热泵相连通的闪蒸出水管，所述闪蒸出水管上设有用于其管道水冷却降温的闪蒸冷却器，所述闪蒸罐的上部设有与所述热泵相连通的闪蒸进水管，所述热泵还连通有低温热源循环管路和驱动热源循环管路，所述低温热源循环管路内流通有低品位热源，所述驱动热源循环管路内流通有用于传递热能的驱动热源，本实用新型提高了热能转换过程中的效率，增大了低品位热能的利用效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及余热回收技术领域，尤其涉及一种利用低品位热源产生蒸汽的装置。
背景技术
现代工业生产过程中会有大量余热产生，将余热回收利用，可以减少燃料的消耗，实现节能减排。以火力发电厂为例，汽轮发电机组的发电效率为30％～45％，55～70％的热量白白浪费掉，其中冷源损失，即汽轮机排出的乏汽在凝汽器中向冷却水放出大量热量而凝结为水所造成了损失，约占总损失的60％，为了回收这部分热量，现已有技术对其进行简单回收利用，用于加热采暖回水、利用热泵产生相对较高温度的热水等，有效提高了机组的热效率。但由于相应的技术条件限制，产生的热水往往为60～80℃，用途较为单一。中国实用新型专利CN215174914U，公开了一种热泵和水蒸气压缩机复叠制蒸汽系统，包括热泵、闪蒸系统以及蒸汽压缩系统，所述的热泵和余热热源通过管道连接，所述的热泵内设有与余热热源热交换连接的低温热转化结构，所述的热泵上还设有与低温热转化结构热交换连接的高温水制备结构，所述的高温水制备结构与闪蒸系统相连，所述的闪蒸系统与蒸汽压缩系统相连，上述方案公开了利用热泵和闪蒸系统将低品位热源进行转换生成蒸汽的方法，但并未公开低品位热源在转换生成蒸汽的过程中，热能转换效率进一步提升的方法，低品位热能的使用效率亟待提高，以充分回收更多热能。
实用新型内容
本实用新型的目的是：为克服上述现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种利用低品位热源产生蒸汽的装置。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
本实用新型提供的一种利用低品位热源产生蒸汽的装置，包括闪蒸系统和热泵，所述闪蒸系统包括闪蒸罐，所述闪蒸罐的底部设有与所述热泵相连通的闪蒸出水管，所述闪蒸出水管设有用于其管道水冷却降温的闪蒸冷却器，所述闪蒸罐的上部设有与所述热泵相连通的闪蒸进水管，所述热泵还连通有低温热源循环管路和驱动热源循环管路，所述低温热源循环管路内流通有低品位热源，所述驱动热源循环管路内流通有驱动热源。
优选地，所述闪蒸冷却器的冷媒接口与所述低温热源循环管路连通，所述低温热源循环管路中的低品位热源按流通方向先经过所述闪蒸冷却器而后进入所述热泵，所述低温热源循环管路于所述热泵出口管路上设有低温热源循环泵。
优选地，所述闪蒸罐上部进水口与所述热泵间的所述闪蒸进水管上设有用于其管道内高温水进一步加热的闪蒸加热器。
优选地，所述驱动热源循环管路于所述热泵出口后的管路连通至所述闪蒸加热器。
优选地，所述闪蒸出水管上还设有为管道水流通提供动力的闪蒸循环泵。
优选地，所述低温热源循环管路上还设有用于所述低品位热源升温的凝汽器，所述凝汽器设有热媒流通换热管道。
优选地，所述闪蒸罐的顶部设有连通至用户的蒸汽压缩管道，所述蒸汽压缩管道设有蒸汽压缩机。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、为提升热源转换效率，低品位热源在进入热泵前，经由管道上的闪蒸冷却器作用吸收闪蒸罐排出水的热能，提升热能品位，同时闪蒸罐排出水经过热量释放温度降低，可以更高效的吸收热能，提高了低品位热源与闪蒸罐排出水在热泵中的热能转换效率，增大了低品位热能的利用率。
2、闪蒸罐排出水在热泵内经过热交换吸收低品位热源的热能，温度升高，在流经闪蒸加热器后，进一步吸收驱动热源的热能，闪蒸罐排出水扩容降压部分水形成水蒸气，提升低品位热能的利用率。
3、闪蒸罐底部出水管道安装的闪蒸循环泵，可以为管道内水增压提供动力；低温热源循环管路上的凝汽器可以实现外来余热与低品位热源的热交换，使低品位热源吸收热量温度升高。
4、闪蒸罐内水经过扩容降压后形成蒸汽，经顶部管道排出后由蒸汽压缩机作用满足下游用户不同蒸汽压力等级需求，同时进一步提升蒸汽品质。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图。
在图中，1、闪蒸罐；2、闪蒸进水管；3、闪蒸加热器；4、驱动热源循环管路；5、热泵；6、低温热源循环泵；7、低温热源循环管路；8、凝汽器；9、余热流通换热管道；10、闪蒸冷却器；11、闪蒸循环泵；12、闪蒸出水管；13、蒸汽压缩管道；14、蒸汽压缩机。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
本实用新型提供一种利用低品位热源产生蒸汽的装置，如图1所示，包括闪蒸系统、低温热源循环管路7、驱动热源循环管路4和热泵5，闪蒸系统、低温热源循环管路7、驱动热源循环管路4分别通过独立管路与热泵相连接形成连通管路，低温热源循环管路7内流通有低品位热源，驱动热源循环管路4内流通有驱动热源。
闪蒸系统包括闪蒸罐1，闪蒸罐1的底部设有与热泵5相连通的闪蒸出水管12，闪蒸出水管12与热泵5进口之间的流通管路上设有用于其管道水冷却降温的闪蒸冷却器10和为管道水增压提供动力的闪蒸循环泵11；闪蒸罐1的上部设有与热泵5相连通的闪蒸进水管2，闪蒸进水管2管路上设有用于其管道内高温水进一步加热的闪蒸加热器3；闪蒸罐1的顶部设有连通至用户或者蒸汽管网的蒸汽压缩管道13，蒸汽压缩管道13设有蒸汽压缩机14，可将蒸汽进行压缩满足下游用户或者蒸汽管网的不同压力等级需求，同时闪蒸罐本体还设有补水管、补水阀门以及液位检测装置，用于及时向闪蒸罐内补加水。
低温热源循环管路7上设有用于低品位热源升温的凝汽器8，凝汽器8设有余热流通换热管道9，工业余热通过余热流通换热管道9进入到凝汽器8中与低品位热源产生热交换，低品位热源温度升高；同时低温热源循环管路7与闪蒸冷却器10的冷媒接口连通，低品位热源在凝汽器8中吸热升温后按流通方向先经过闪蒸冷却器10而后进入热泵5，经过于热泵5出口管路上设有的低温热源循环泵6泵送回到凝汽器8中形成流通回路。
驱动热源循环管路4于热泵5出口后管路连通至闪蒸加热器3，驱动热源按照流通方向首先进入热泵5内进行热量转换，而后经热泵5排出后进入闪蒸加热器3中进一步释放热量后沿管道排出。
本实施例中热泵5以吸收式热泵为例，驱动热源选用蒸汽，也可以选用本领域人员熟知的高温热水等，低品位热源选用汽轮机排汽循环冷却水，通常低品位热源也可以选用冲渣水等具有大流量、低品位特征的热源。
本实用新型工作原理：本实施例中一定压力的汽轮机排汽循环冷却水作为低品位热源经由凝汽器8，与汽轮机排汽进行热交换，汽轮机排汽循环冷却水吸收热量，温度升高，沿管路进入闪蒸冷却器10。汽轮机排汽循环冷却水在闪蒸冷却器10内吸收闪蒸出水管12中闪蒸循环水的热量使其温度降低形成低温水，此时汽轮机排汽循环冷却水经闪蒸冷却器10作用提升了热能品位，自闪蒸冷却器10出口沿管道进入热泵5中。同时驱动热源循环管路4中的蒸汽作为驱动热源进入热泵5的发生器内，驱动热泵5，使热泵5吸收汽轮机排汽循环冷却水热量，以加热经闪蒸循环泵11泵送至热泵5内的闪蒸循环水，闪蒸循环水吸热温度升高形成高温水经热泵5排出后进入闪蒸进水管2。闪蒸进水管2中的高温水经由闪蒸加热器3进一步吸收驱动热源中的热量，形成更高温度的闪蒸循环水，最后进入闪蒸罐1中，在闪蒸罐1内因压力降低液体迅速汽化，形成蒸汽。蒸汽进入蒸汽压缩管道13，经蒸汽压缩机14压缩可以形成不同压力等级的蒸汽，提升了蒸汽品质，可以接入下游用户直接使用，或者接入到蒸汽管网中。驱动热源经热泵5后，在闪蒸加热器3内加热闪蒸循环水后可以排放或做他用。
低品位热源在热量转换过程中通过凝汽器8和闪蒸冷却器10的作用，进行了两次吸热，进一步提升了自身热源品位，同时闪蒸罐1的出水在释放热量的过程中温度降低，且在热泵5和闪蒸加热器3中进行二次吸热，使进入闪蒸罐1内的闪蒸循环水进一步提取低温热源，提升低品位热源的热量转换效率，提升了闪蒸罐1产生蒸汽的品质。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种利用低品位热源产生蒸汽的装置，包括闪蒸系统和热泵(5)，其特征在于：所述闪蒸系统包括闪蒸罐(1)，所述闪蒸罐(1)的底部设有与所述热泵(5)相连通的闪蒸出水管(12)，所述闪蒸出水管(12)设有用于其管道水冷却降温的闪蒸冷却器(10)，所述闪蒸罐(1)的上部设有与所述热泵(5)相连通的闪蒸进水管(2)，所述热泵(5)还连通有低温热源循环管路(7)和驱动热源循环管路(4)，所述低温热源循环管路(7)内流通有低品位热源，所述驱动热源循环管路(4)内流通有驱动热源。
2.根据权利要求1所述的利用低品位热源产生蒸汽的装置，其特征在于：所述闪蒸冷却器(10)的冷媒接口与所述低温热源循环管路(7)连通，所述低温热源循环管路(7)中的低品位热源按流通方向先经过所述闪蒸冷却器(10)而后进入所述热泵(5)，所述低温热源循环管路(7)于所述热泵(5)出口管路上设有低温热源循环泵(6)。
3.根据权利要求1所述的利用低品位热源产生蒸汽的装置，其特征在于：所述闪蒸罐(1)上部进水口与所述热泵(5)间的所述闪蒸进水管(2)上设有用于其管道内高温水进一步加热的闪蒸加热器(3)。
4.根据权利要求3所述的利用低品位热源产生蒸汽的装置，其特征在于：所述驱动热源循环管路(4)于所述热泵(5)出口后的管路连通至所述闪蒸加热器(3)。
5.根据权利要求2所述的利用低品位热源产生蒸汽的装置，其特征在于：所述闪蒸出水管(12)上还设有为管道水流通提供动力的闪蒸循环泵(11)。
6.根据权利要求5所述的利用低品位热源产生蒸汽的装置，其特征在于：所述低温热源循环管路(7)上还设有用于所述低品位热源升温的凝汽器(8)，所述凝汽器(8)设有余热流通换热管道(9)。
7.根据权利要求6所述的利用低品位热源产生蒸汽的装置，其特征在于：所述闪蒸罐(1)的顶部设有连通至用户的蒸汽压缩管道(13)，所述蒸汽压缩管道(13)设有蒸汽压缩机(14)。
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