RU2510465C1

RU2510465C1 - Heat supply system and its operation arrangement method

Info

Publication number: RU2510465C1
Application number: RU2012156151/06A
Authority: RU
Inventors: Алексей Павлович Левцев; Анатолий Иванович Лысяков; Алексей Александрович Лямзин
Priority date: 2012-12-24
Filing date: 2012-12-24
Publication date: 2014-03-27

Abstract

FIELD: power industry.

SUBSTANCE: heat supply system includes a heat generator, a disposal plant, a consumer, a straight main line, via which the water heated in the heat generator is supplied to the consumer, a return main line, via which the cooled water is transported to the heat generator, a return valve, a membrane pump, a membrane supercharger and an impact assembly. The disposal plant is filled with working medium. Besides, the invention proposes a heating method of the cooled return main line water by the heat generated by the heat generator.

EFFECT: invention allows reducing costs for heat carrier transfer to consumers due to mechanical energy generation and its use for heat carrier transfer, as well as heating return delivery water by utilising flue gas heat.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для обеспечения тепловой энергией объектов и процессов промышленности.The invention relates to a power system and can be used to provide thermal energy to industrial objects and processes.

Известна система теплоснабжения, содержащая теплоисточник, включающий теплогенератор, источник сбросного низкотемпературного тепла и блок теплообменников, а также потребителя и тепловой насос, расположенный в непосредственной близости от него, причем выход последнего соединен последовательно, соответственно, со входами испарителя и конденсатора теплового насоса, кроме того, система включает прямую магистраль, по которой нагретая в теплоисточнике вода подается к выходу конденсатора теплового насоса и далее ко входу потребителя, и обратную магистраль, по которой охлажденная вода транспортируется от выхода испарителя теплового насоса к теплоисточнику, в качестве источника сбросного низкотемпературного тепла применена сблокированная с теплогенератором утилизационная установка, в которой осуществляют повторный нагрев охлажденной обратной воды теплоемкостным теплом уходящих газов теплогенератора и низкопотенциальным теплом конденсации содержащихся в них водяных паров, на прямой магистрали перед ее присоединением к выходу конденсатора теплового насоса установлена запорная задвижка, перед которой к прямой магистрали присоединен байпас, соединяющий ее со входом конденсатора теплового насоса, причем на байпасе также установлена запорная задвижка, а по ходу движения обратной домовой воды между входами испарителя и конденсатора теплового насоса установлен обратный клапан (RU 2434144 С1, МПК F01К 17/00, опубл. 20.11.2011).A known heat supply system comprising a heat source including a heat generator, a low-temperature waste heat source and a heat exchanger unit, as well as a consumer and a heat pump located in close proximity to it, the output of the latter being connected in series with the inputs of the evaporator and condenser of the heat pump, in addition, , the system includes a direct line through which the water heated in the heat source is supplied to the output of the heat pump condenser and then to the consumer input, and The main line, through which chilled water is transported from the outlet of the heat pump evaporator to the heat source, is utilized as a source of waste low-temperature heat, a recovery unit interlocked with the heat generator, in which the cooled return water is reheated with the heat-capacity heat of the flue gases of the heat generator and low-potential condensation heat of the water contained therein vapor, on the direct line before connecting it to the output of the heat pump capacitor installed A shut-off valve is provided, in front of which a bypass is connected to the direct line connecting it to the input of the heat pump condenser, a shut-off valve is also installed on the bypass, and a check valve is installed between the evaporator and condenser inputs of the heat pump along the inlet (RU 2434144 C1, IPC F01K 17/00, publ. 11/20/2011).

Известен также способ организации работы системы теплоснабжения, включающий повторный нагрев охлажденной обратной магистральной воды теплом, выработанным теплоисточником, и подачу ее потребителю, использование тепла части обратной домовой воды тепловым насосом для догрева оставшейся ее части до температуры прямой домовой воды с последующим возвратом ее на вход потребителя, подачу охлажденной части обратной домовой воды к теплоисточнику для повторного ее нагрева, нагрев охлажденной обратной магистральной воды в теплоисточнике осуществляют в низкотемпературном теплообменнике и утилизационной установке сбросным низкотемпературным теплом уходящих газов теплогенератора до температуры ниже температуры прямой домовой воды, затем эту нагретую воду в качестве прямой магистральной воды подают на вход конденсатора теплового насоса, где ее, в смеси с нагреваемой частью обратной домовой воды, догревают теплом, отобранным от охлаждаемой части обратной домовой воды до температуры прямой домовой воды, а затем эту смесь подают потребителю (RU 2434144 С1, МПК F01К 17/00, опубл. 20.11.2011).There is also known a method of organizing the operation of a heat supply system, including re-heating chilled return main water with heat generated by a heat source, and supplying it to a consumer, using the heat of part of the return house water with a heat pump to heat the rest of it to the temperature of direct house water, and then returning it to the consumer input , the supply of the cooled part of the return house water to the heat source for re-heating it, heating of the cooled return main water in the heat source is carried out in a low-temperature heat exchanger and utilization unit, the waste heat of the exhaust gas of the heat generator is discharged to a temperature below the temperature of the direct house water, then this heated water is fed as a direct main water to the inlet of the heat pump condenser, where it is heated in a mixture with the heated part of the return house water heat taken from the cooled part of the return house water to the temperature of the direct house water, and then this mixture is supplied to the consumer (RU 2434144 C1, IPC F01K 17/00, publ. 11/20/2011).

Недостатком известных решений является необходимость дополнительных затрат энергии от сторонних источников для привода теплового насоса и насосов перекачивающих теплоноситель (воду), а также наличие большого количества теплообменных аппаратов ведет к дополнительным потерям тепловой энергии. При наличии промежуточного теплоносителя необходимо обеспечивать более высокий перепад температур на теплогенераторе, вследствие падения температурного напора на промежуточном теплообменнике.A disadvantage of the known solutions is the need for additional energy costs from third-party sources to drive the heat pump and the pumps transferring the coolant (water), as well as the presence of a large number of heat exchangers leads to additional losses of thermal energy. In the presence of an intermediate heat carrier, it is necessary to provide a higher temperature difference on the heat generator, due to a drop in temperature pressure on the intermediate heat exchanger.

Технический результат заключается в сокращении затрат на транспортировку теплоносителя к потребителям за счет выработки механической энергии и ее использования для транспортировки теплоносителя, и подогрев обратной сетевой воды путем утилизации тепла дымовых газов.The technical result is to reduce the cost of transporting the coolant to consumers by generating mechanical energy and using it to transport the coolant, and heating the return network water by utilizing the heat of the flue gases.

Технический результат достигается тем, что система теплоснабжения включает теплогенератор, утилизационную установку, потребитель, прямую магистраль, по которой нагретая в теплогенераторе вода подается потребителю, обратную магистраль, по которой охлажденная вода транспортируется к теплогенератору и обратный клапан. Утилизационная установка содержит испаритель, установленный в дымоходе теплогенератора и соединенный через сбросной клапан трубопроводом высокого давления с мембранным насосом. Мембранный насос установлен через два обратных клапана на обратной магистрали перед теплогенератором и соединен трубопроводом низкого давления с конденсатором. Конденсатор установлен на обратной магистрали перед мембранным насосом и соединен с испарителем трубопроводом возврата конденсата, на котором установлен с дополнительными обратными клапанами мембранный нагнетатель. Мембранный нагнетатель соединен через нагнетательный трубопровод с обратным клапаном и ударным узлом. Обратный клапан и ударный узел установлены на прямой магистрали. Утилизационная установка заполнена рабочим телом.The technical result is achieved by the fact that the heat supply system includes a heat generator, a recycling plant, a consumer, a direct line through which the water heated in the heat generator is supplied to the consumer, a return line through which chilled water is transported to the heat generator, and a check valve. The recycling plant contains an evaporator installed in the chimney of the heat generator and connected through a relief valve to a high pressure pipe with a diaphragm pump. The diaphragm pump is installed through two non-return valves on the return line in front of the heat generator and is connected by a low pressure pipe to the condenser. The condenser is installed on the return line in front of the diaphragm pump and is connected to the evaporator by a condensate return pipe, on which the membrane supercharger is installed with additional check valves. The diaphragm supercharger is connected through a discharge pipe to a non-return valve and an impact assembly. The non-return valve and shock assembly are mounted on a straight line. The disposal unit is filled with a working fluid.

Способ организации работы системы теплоснабжения включает нагрев охлажденной обратной магистральной воды теплом, выработанным теплогенератором, предварительно подогретой в утилизационной установке сбросным низкотемпературным теплом уходящих газов теплогенератора. При утилизации низкотемпературного тепла уходящих газов в испарителе рабочее тело испаряют до определенного давления, подают импульсно через сбросной клапан образовавшийся при этом пар, в мембранный насос, расширяют пар в нем, с совершением работы по перекачиванию воды. Конденсируют пар в конденсаторе, отдавая тепло обратной магистральной воде, и возвращают конденсат рабочего тела в испаритель. Рабочее тело в испарителе находится под избыточным давлением, превышающим давление конденсации. Полученную механическую энергию в мембранном насосе используют для перекачивания магистральной воды к потребителям. При подаче воды в ударном узле генерируют гидравлический удар, энергию которого используют для работы мембранного нагнетателя, который перекачивает в испаритель конденсат рабочего тела.The method of organizing the operation of the heat supply system includes heating the cooled return main water with the heat generated by the heat generator, pre-heated in the recycling plant by the waste low-temperature heat of the flue gases of the heat generator. When utilizing the low-temperature heat of the flue gases in the evaporator, the working fluid is evaporated to a certain pressure, the steam generated in this process is supplied through the relief valve to the diaphragm pump, the steam is expanded in it, with the completion of the work of pumping water. The steam in the condenser is condensed, giving off heat to the return main water, and the condensate of the working fluid is returned to the evaporator. The working fluid in the evaporator is under excess pressure in excess of the condensing pressure. The obtained mechanical energy in a diaphragm pump is used to pump main water to consumers. When water is supplied in the shock unit, a hydraulic shock is generated, the energy of which is used to operate the membrane supercharger, which pumps the condensate of the working fluid to the evaporator.

На фиг.1 изображена схема предлагаемой системы теплоснабжения. Система теплоснабжения включает теплогенератор 1, утилизационную установку 2, потребителя 3, прямую магистраль 4, по которой нагретая в теплогенераторе вода подается потребителю 3, обратную магистраль 5, по которой охлажденная вода транспортируется к теплогенератору 1, и обратный клапан 6. Утилизационная установка 2 содержит испаритель 7, установленный в дымоходе 8 теплогенератора 1 и соединенный через сбросной клапан 9 трубопроводом высокого давления 10 с мембранным насосом 11. Мембранный насос 11 установлен через два обратных клапана 12, 13 на обратной магистрали 5 перед теплогенератором 1 и соединен трубопроводом низкого давления 14 с конденсатором 15. Конденсатор 15 установлен на обратной магистрали 5 перед мембранным насосом 11 и соединен с испарителем 7 трубопроводом возврата конденсата 16, на котором установлен с дополнительными обратными клапанами 17, 18 мембранный нагнетатель 19. Мембранный нагнетатель 19 соединен через нагнетательный трубопровод 20 с обратным клапаном 6 и ударным узлом 21. Обратный клапан 6 и ударный узел 21 установлены на прямой магистрали 4. Утилизационная установка 2 заполнена рабочим телом 22.Figure 1 shows a diagram of the proposed heating system. The heat supply system includes a heat generator 1, a recovery unit 2, a consumer 3, a direct line 4, through which the water heated in the heat generator is supplied to a consumer 3, a return pipe 5, through which chilled water is transported to the heat generator 1, and a check valve 6. The recovery unit 2 contains an evaporator 7, installed in the chimney 8 of the heat generator 1 and connected through the relief valve 9 by a high pressure pipe 10 with a diaphragm pump 11. A diaphragm pump 11 is installed through two check valves 12, 13 on the return line 5 in front of the heat generator 1 and is connected by a low pressure pipe 14 to the condenser 15. The condenser 15 is installed on the return line 5 in front of the diaphragm pump 11 and is connected to the evaporator 7 by the condensate return pipe 16, on which the membrane supercharger 19 is installed The diaphragm supercharger 19 is connected through the discharge pipe 20 to the non-return valve 6 and the shock assembly 21. The non-return valve 6 and the shock assembly 21 are installed on the straight line 4. Utilization plant 2 is filled with working fluid 22.

Способ осуществляется следующим образом. Осуществляют нагрев охлажденной обратной магистральной воды теплом, выработанным теплогенератором 1 и предварительно подогретой в утилизационной установке 2 сбросным низкотемпературным теплом уходящих газов теплогенератора 1. При утилизации низкотемпературного тепла уходящих газов в испарителе 7 испаряют рабочее тело 22 до определенного давления, подают импульсно через сбросной клапан 9 образовавшейся при этом пар в мембранный насос 11, расширяют пар в нем с совершением работы по перекачиванию воды. Конденсируют пар в конденсаторе 15, отдавая тепло обратной магистральной воде, и возвращают конденсат рабочего тела 22 в испаритель 7. Рабочее тело 22 в испарителе 7 находится под избыточным давлением, превышающем давление конденсации, полученную механическую энергию в мембранном насосе 11 используют для перекачивания магистральной воды к потребителям 3. При подаче воды в ударном узле 21 генерируют гидравлический удар, энергию которого используют для работы мембранного нагнетателя 19, который перекачивает в испаритель 7 конденсат рабочего тела 22.The method is as follows. The cooled return main water is heated with the heat generated by the heat generator 1 and pre-heated in the recycling plant 2 by the low-temperature waste heat of the exhaust gases of the heat generator 1. When utilizing the low-temperature heat of the exhaust gases in the evaporator 7, the working fluid 22 is evaporated to a certain pressure, and it is pulsed through the relief valve 9 formed while the steam in the diaphragm pump 11, expand the steam in it with the completion of the work of pumping water. The steam in the condenser 15 is condensed, giving off heat to the return main water, and the condensate of the working fluid 22 is returned to the evaporator 7. The working fluid 22 in the evaporator 7 is under excess pressure in excess of the condensing pressure, the obtained mechanical energy in the membrane pump 11 is used to pump the main water to to consumers 3. When water is supplied to the shock assembly 21, a hydraulic shock is generated, the energy of which is used to operate the membrane supercharger 19, which pumps the condensate of the working fluid to the evaporator 7 a 22.

По сравнению с известными решениями предлагаемое позволяет сократить затраты на транспортировку теплоносителя к потребителям за счет выработки механической энергии и ее использования для транспортировки теплоносителя, а также подогревать обратную сетевую воду путем утилизации тепла дымовых газов.Compared with the known solutions, the proposed one allows to reduce the cost of transporting the coolant to consumers by generating mechanical energy and its use for transporting the coolant, as well as heating the return network water by utilizing the heat of the flue gases.

Claims

1. The heat supply system, including a heat generator, a recycling plant, a consumer, a direct line through which the water heated in the heat generator is supplied to the consumer, a return pipe through which chilled water is transported to the heat generator, and a non-return valve, characterized in that the recovery unit contains an evaporator installed in the chimney of the heat generator and connected through a relief valve to a high pressure pipe with a diaphragm pump installed through two check valves on the check valve they were in front of the heat generator and the low pressure pipe connected to the condenser installed on the return line in front of the diaphragm pump and the condensate return pipe connected to the evaporator, on which the diaphragm supercharger is connected with additional non-return valves, connected to the non-return valve and the shock assembly mounted on the direct highways, while the disposal unit is filled with a working fluid.

2. The method of organizing the operation of the heat supply system, including heating the cooled return main water with the heat generated by the heat generator, preheated in a waste water treatment plant by the waste low temperature heat of the heat generator, characterized in that when utilizing the low temperature heat of the exhaust gas in the evaporator, the working fluid is evaporated to a certain pressure, pulse through the relief valve of the resulting steam in the diaphragm pump, expand the steam in it, with the work By pumping water, they condense the steam in the condenser, transferring heat to the return main water, and return the condensate of the working fluid to the evaporator, the working fluid in the evaporator is under excess pressure exceeding the condensation pressure, the mechanical energy obtained in the membrane pump is used to pump the main water to the consumer, when water is supplied in the shock unit, a hydraulic shock is generated, the energy of which is used to operate the membrane supercharger, which pumps condensate to the evaporator ochego body.