CN2615346Y - 蒸汽型溴冷机、热泵为冷、热源的热、电、冷三联供系统 - Google Patents

蒸汽型溴冷机、热泵为冷、热源的热、电、冷三联供系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种蒸汽型溴冷机、热泵为冷、热源的热、电、冷三联供系统，使用于汽轮机电站附近既需要夏天供冷、又需要冬天供热的场所。包括压气机a、燃烧室b、燃气透平c、发电机d、汽轮机e、蒸汽型溴化锂吸收式冷水、热泵机组f、冷却塔g、凝汽器h和余热锅炉I。这些部件通过管路、阀门相连接。在电站汽轮机提供中低压抽汽和冷却塔冷却水情况下通过蒸汽型溴化锂吸收式冷水、机泵机组制取空调用冷水；在电站汽冷机提供中低压抽汽和凝汽器提供余热水情况下通过蒸汽型溴化锂吸收式冷水、热泵机组制取采暖用热水。由于该系统采用热泵供暖，热力系数高达1.6～2，较传统系统的汽水换热器供暖的热效率高60～100％。

Description

蒸汽型溴冷机、热泵为冷、热源的热、电、冷三联供系统
技术领域：
本实用新型涉及一种以燃气轮机联合循环电站(或单纯的汽轮机电站)提供电力、以蒸汽型溴化锂吸收式冷水、热泵机组提供冷、热源的热、电、冷三联供系统。使用于燃气轮机联合循环电站(或单纯的汽轮机电站)附近既需要夏天供冷、又需要冬天供热的场所。
背景技术：
传统的热、电、冷三联供系统如图3所示。由压气机a、燃烧室b、燃气透平c、发电机d、汽轮机e、蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组f、汽水换热器j、冷却塔g、凝汽器h和余热锅炉I组成。这些部件通过管路、阀门相连接。在供冷、供热方面：夏天采用蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组f供冷，冬天采用汽水换热器j供热。汽水换热器j供热的热效率不超过1，故该系统存在着冬天采暖热效率不高的缺点。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种综合能源效率、尤其是供热效率更高的热、电、冷三联供系统。
本实用新型的技术内容是：一种蒸汽型溴冷机、热泵为冷、热源的热、电、冷三联供系统组提供冷、热源的热、电、冷三联供系统，它包括压气机、燃烧室、燃气透平、发电机、汽轮机、蒸汽型溴化锂吸收式冷水、热泵机组、冷却塔、凝汽器和余热锅炉，这些部件通过管路、阀门相连接，蒸汽型溴化锂吸收式冷水、热泵机组包括高压发生器、低压发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、高温溶液热交换器、低温溶液热交换器、冷剂泵和溶液泵，上述部件通过管路、阀门连接相通，汽轮机抽汽与高压发生器相连，蒸汽凝水排入余热锅炉；冷却塔出水管通过冷却水阀与吸收器相连，冷凝器出水管通过另一冷却水阀与冷却塔相联；凝汽器出水管通过余热水阀与蒸发器相联，蒸发器出水管通过另一余热水阀与冷却塔相联；用户进水管通过热水阀与蒸发器相联，蒸发器出水管通过阀回到用户处；用户进水管通过阀与吸收器相连，冷凝器出水管通过另一热水阀回到用户。在电站汽轮机提供中低压抽汽和冷却塔冷却水情况下通过蒸汽型溴化锂吸收式冷水、机泵机组制取空调用冷水；在电站汽冷机提供中低压抽汽和凝汽器提供余热水情况下通过蒸汽型溴化锂吸收式冷水、热泵机组制取采暖用热水。
本专利提出的新型热、电、冷三联供系统与传统系统相比，夏天发电、制冷工况是一样的，不同的是在冬天发电、供暖工况。由于该系统采用单效热泵供暖，热力系统高达1.6～1.7(若采用双效热泵，热力系数可达2)，较传统系统的汽水换热器供暖的热效率高60～70％。在汽轮机抽汽量一定的情况下，该系统的供暖面积提高60～70％，并由此增加了冷却塔的冷却效果，降低了冷却塔的耗水量(需冷却的水量降低，冷却塔的水蒸发量降低，冷凝温度更低，有利于降低汽轮机排汽压力，增加汽轮机的出力)；在供暖面积一定的情况下，该系统能节省40％左右的汽轮机抽汽量，从而大幅度增加发电机的发电量。
图1为本实用新型的实施例结构示意图。
图2为本实用新型的蒸汽型溴化锂吸收式冷水、热泵机组的实施例结构示意图。
图3为传统的热、电、冷三联供系统示意图。
具体实施方式：
如图1，本专利提出的新型热、电、冷三联供系统是一种高效的一次性能源的梯级利用(发电、供热、供冷)系统。系统包括压气机a、燃烧室b、燃气透平c、发电机d、汽轮机e、蒸汽型溴化锂吸收式冷水、热泵机组f、冷却塔g、凝汽器h和余热锅炉i。这些部件通过轴承、管路、阀门相连接。
在压气机a提供压缩空气情况下，燃料在燃烧室b中燃烧，其高温、高压烟气流过燃气轮机产生轴功并由此带动发电机d产生电力。作完功的余热烟气通过余热锅炉I产生高压蒸汽，该蒸汽流经汽轮机e产生轴功并由此带动发电机d再次产生电力；在汽轮机e提供中低压(0.5Mpa左右)抽汽和冷却塔g提供冷却水(30℃左右)通过蒸汽型溴化锂吸收式冷水、热泵机组f制取空调用冷水(7℃左右)；在汽轮机e提供中低压(0.5Mpa左右)抽汽和凝汽器h提供余热(40℃左右)通过蒸汽型溴化锂吸收式冷水、热泵机组f制取采暖用热水(85℃左右)。
该系统中供冷、供热的关键设备是蒸汽型溴化锂吸收式冷水、热泵机组f，如图2所示。该设备是以水为制冷剂，以溴化锂水溶液为吸收剂，以蒸汽为驱动热源的制冷、制热设备。它包括高压发生器9、低压发生器2、冷凝器1、蒸发器4、吸收器3、高温溶液热交换器8、低温溶液热交换器7、冷剂泵5和溶液泵6。上述部件通过管路、阀门连接相通。蒸发器4冷水进、出口管路上分别装有冷却水阀VIII、VII；吸收器3和冷凝器1的冷却水进、出口管路上分别装有冷却水阀III、I；高温热交换器8与低压发生器2间接有阀D；蒸发器4冷水进、出口管路上与冷水阀VIII、VII并列设有余热阀V、VI；在吸收器3和冷凝器1的冷却水进、出口管路上与冷却水阀III、I并列设有热水阀IV、II；在高压发生器9冷剂出口管路上增设有旁通管路10和旁通阀A，旁通阀A出口接冷凝器1；在高温热交换器8中间溶液出口管路上与阀D并列设有阀B；在低压发生器2与低温溶液热交换器7相连的浓溶液管路上设置有阀C，阀B出口接低温热交换器7与阀C间的浓溶液管路。
汽轮机e抽汽与高压发生器9相连，蒸汽凝水排入余热锅炉i；冷却塔g出水管通过冷却水阀III与吸收器3相连，冷凝器1出水管通过另一冷却水阀I与冷却塔g相联；凝汽器h出水管通过余热水阀V与蒸发器4相联，蒸发器4出水管通过另一余热水阀VI与冷却塔g相联；用户进水管通过热水阀VIII与蒸发器4相联，蒸发器4出水管通过阀VII回到用户处；用户进水管通过阀IV与吸收器3相连，冷凝器1出水管通过另一热水阀II回到用户。
制冷运转时，余热水阀V、VI、热水阀IV、II和阀A、B关，冷水阀VIII、VII、冷却水阀III、I和阀D、C开。吸收器中吸收了的稀溶液通过溶液泵6输送，经低温热交换器7与高温热交换器8进入高压发生器9，在高压发生器9中，稀溶液被蒸汽(压力为0.5Mpa左右)加热，冷剂水蒸汽逸出，稀溶液浓缩成中间溶液。中间溶液经高温热交换器8进入低压发生器2。在高温热交换器8中，高温中间溶液与低温稀溶液进行热交换，提高了进入高压发生器9的稀溶液的温度，则减少了高压发生器9的蒸汽耗量。高压发生器9中逸出的高温冷剂蒸汽(饱和蒸汽压力600～700mmHg，饱和蒸汽温度95℃左右的过热蒸汽)进入低压发生器2再次作为加热源加热中间溶液，冷剂蒸汽再次逸出，中间溶液浓缩成浓溶液。浓溶液经低温热交换器7被稀溶液冷却，温度降低后进入吸收器3，吸收在蒸发器4中产生的冷剂蒸汽。浓溶液吸收水蒸汽后复变为稀溶液，吸收过程中产生的吸收热，由吸收器3管内流动的冷却水带出。浓溶液温度降低后进入吸收器3可减少吸收器的冷却负荷，另一方面，稀溶液温度升高后进入低压发生器2，则可减少低压发生器的加热蒸汽量。从而提高了机组的热效率。吸收器3中吸收终了的稀溶液再通过溶液泵6送至高压发生器9，重复上述过程，这就构成了溶液循环。
低压发生器2中产生的冷剂蒸汽(饱和蒸汽压力50～60mmHg，饱和蒸汽温度40℃左右的过热蒸汽)与高压发生器9中产生的冷剂蒸汽在低压发生器中冷凝成冷剂水(此时低压发生器相当于高压发生器的冷凝器)一起进入冷凝器1，前者，被管内流动的冷却水冷却而冷凝为冷剂水，冷剂水减压节流后进入蒸发器具，吸收管内流动的冷水热量后，蒸发成冷剂蒸汽(饱和蒸汽压力6～7mmHg，饱和蒸汽温度5℃左右的饱和蒸汽)管内冷水温度降低(出水温度7℃左右)产生制冷效应。蒸发器4中产生的冷剂蒸汽进入吸收器3，被来自低温热交换器的浓溶液吸收，这就构成了冷剂水循环。随着循环的不断进行，机组连续制取冷量。制冷运转时的热力系数(机组制冷量与蒸汽加热量之比)为1.1～1.3。
采暖运转时为了制取温度较高的热水作单效热泵循环，阀I、III、VII、VIII、D、C关，阀II、IV、V、VI、A、B开，此时高压发生器(蒸汽压力为0.5Mpa左右)9即为单效发生器，发生出的冷剂蒸汽经阀A直接进入冷凝器，加热管内流动的热水。该热水(60℃左右)由热水泵送经阀IV先流入吸收器3，在吸收器中第一次被加热升温后再流至冷凝器，再次被加热升温(可升温到85℃左右)。冷剂蒸汽放出热量后凝结成冷剂水，减压进入蒸发器具；在蒸发器中被管内流动的余热水(余热水来自凝汽器h出水，温度40℃左右，放出热量后温度降到35℃左右)加热，蒸发为冷剂蒸汽。高压发生器流出的浓溶液进入高温热交换器8再经阀B进入低温热交换器7，喷淋在吸收器3管簇上，吸收来自蒸发器4的冷剂蒸汽，释放出的吸收热使管内流动的热水第一次被加热。吸收终了的稀溶液由溶液泵6泵送，经低温热交换器7和高温热交换器8后，进入高压发生器9，在高压发生器被蒸汽加热，发生出冷剂蒸汽，如此循环不已，不断制取热水。制热运转时的热力系数(机组制热量与蒸汽加热量之比)为1.6～1.7。
以上制热工况采用单效热泵循环，出水温度高(85℃左右)，适合于暖气片采暖；倘若采用风机盘管采暖，热水出水温度不需太高(只需60℃左右)，则可采用双效热泵循环，其制热运转时的热力系数高达2左右，节能效果更加明显。

Claims (2)

1、一种蒸汽型溴冷机、热泵为冷、热源的热、电、冷三联供系统，它包括压气机(a)、燃烧室(b)、燃气透平(e)、发电机(d)、汽轮机(e)、冷却塔(g)、凝汽器(h)和余热锅炉(I)，这些部件通过管路、阀门相连接，其特征在于它还包括蒸汽型溴化锂吸收式冷水、热泵机组(f)，所述的蒸汽型溴化锂吸收式冷水、热泵机组(f)包括高压发生器(9)、低压发生器(2)、冷凝器(1)、蒸发器(4)、吸收器(3)、高温溶液热交换器(8)和低温溶液热交换器(7)，上述部件通过管路、阀门连接相通，汽轮机(e)抽汽与高压发生器(9)相连，蒸汽凝水排入余热锅炉(I)；冷却塔(g)出水管通过冷却水阀(III)与吸收器(3)相连，冷凝器(1)出水管通过另一冷却水阀(I)与冷却塔(g)相联；凝汽器(h)出水管通过余热水阀(V)与蒸发器(4)相联，蒸发器(4)出水管通过另一余热水阀(VI)与冷却塔(g)相联；用户进水管通过热水阀VIII与蒸发器(4)相联，蒸发器(4)出水管通过阀(VII)回到用户处；用户进水管通过阀(IV)与吸收器(3)相连，冷凝器(1)出水管通过另一热水阀(II)回到用户。
2、根据权利要求1所述的一种蒸汽型溴冷机、热泵为冷、热源的热、电、冷三联供系统，其特征在于高温热交换器(8)与低压发生器(2)间接有阀(D)；在高压发生器(9)冷剂出口管路上增设有旁通管路(10)和旁通阀(A)，旁通阀(A)出口接冷凝器(1)；在高温热交换器(9)中间溶液出口管路上与阀(D)并列设有阀(B)；在低压发生器(2)与低温溶液热交换器(7)相连的浓溶液管路上设置一阀(C)，阀(B)出口接低温热交换器(7)与阀(C)间的浓溶液管路。
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