基于超大溫差熱網(wǎng)的低真空吸收式熱泵復(fù)合余熱供熱系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及基于超大溫差熱網(wǎng)的低真空吸收式熱泵復(fù)合余熱供熱系統(tǒng)，屬于基于低真空循環(huán)水加熱及吸收式換熱的余熱回收型熱電聯(lián)產(chǎn)領(lǐng)域，包括吸收式熱泵余熱回收裝置、調(diào)峰加熱器和熱網(wǎng)超大溫差換熱機(jī)組及管路管件組成，其特征在于，還包括作為熱網(wǎng)水基載熱源的乏汽直接回收裝置，該裝置的冷側(cè)進(jìn)口與熱網(wǎng)回水管相連，出口與吸收式熱泵熱網(wǎng)水進(jìn)口相連，吸收式熱泵熱網(wǎng)水出口與調(diào)峰加熱器熱網(wǎng)水進(jìn)口相連，調(diào)峰加熱器熱網(wǎng)水出口與熱網(wǎng)供水管相連，乏汽進(jìn)入乏汽直接回收裝置、吸收式熱泵蒸發(fā)器。本發(fā)明用于熱電廠可比常規(guī)的從冷卻水中提取余熱的回收方式效率更高，其乏汽余熱利用量可提高1～2倍以上，并特別適合于大中型汽輪機(jī)組集中供熱系統(tǒng)。
【專利說明】基于超大溫差熱網(wǎng)的低真空吸收式熱泵復(fù)合余熱供熱系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于基于余熱回收的熱電聯(lián)產(chǎn)領(lǐng)域，特別涉及一種低真空余熱回收供熱與熱電廠吸收式熱泵余熱回收供熱相結(jié)合的乏汽直接回收方法與供熱系統(tǒng)組成。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國北方地區(qū)供暖的主要系統(tǒng)形式是:熱電聯(lián)產(chǎn)、區(qū)域鍋爐房和分散采暖各占約1/3，其中一次能源利用效率最高、減排效果最好、經(jīng)濟(jì)性最合理的熱電聯(lián)產(chǎn)的推廣應(yīng)用受到燃料價格日益提高、難以大規(guī)模擴(kuò)展熱網(wǎng)規(guī)模及其供熱能力等因素的限制，亟需采取更好的技術(shù)路線與政策規(guī)劃加以推廣。由清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心創(chuàng)造性地開發(fā)的基于吸收式換熱進(jìn)行乏汽余熱回收和超大溫差供熱的相關(guān)專利技術(shù)，可實現(xiàn)在熱電廠采用吸收式熱泵回收汽輪機(jī)乏汽余熱用于集中供熱，將可使熱電廠能源利用效率提高20?30%，并大幅擴(kuò)大其供熱能力。該技術(shù)已應(yīng)用于工程實踐并獲得良好節(jié)能減排效果和經(jīng)濟(jì)效益。該方式的主要缺點是吸收式熱泵系統(tǒng)價格高、占地大、回收循環(huán)水時因其溫度低而影響節(jié)能性、投資回收期較長等。
[0003]另一種應(yīng)用更為普遍的汽輪機(jī)余熱供熱方式是所謂的低真空循環(huán)水供熱，對標(biāo)準(zhǔn)配置的汽輪機(jī)乏汽凝汽器進(jìn)行改造，以使其可采用熱網(wǎng)回水進(jìn)行冷卻換熱，并將熱網(wǎng)回水加熱到所需供水溫度后送往采暖熱用戶。該方式優(yōu)點是改造簡單、滿負(fù)荷運行效率高、投資小、經(jīng)濟(jì)性好，但存在供水溫度較低、供回水溫差較小、供熱運行調(diào)節(jié)不靈活等缺點，并且易使末級葉片損壞速率加快，因此更適合容量為10萬kW以下的汽輪機(jī)組進(jìn)行改造，對于20?30萬kW的更大型供熱機(jī)組鮮有改造者。
[0004]如何將上述多種余熱回收方式的優(yōu)點相結(jié)合，實現(xiàn)即最大程度地利用乏汽余熱供熱、又便于調(diào)節(jié)供熱運行、節(jié)能減排效益和投資收益效果更佳，是下一步該領(lǐng)域發(fā)展的重點方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有汽輪機(jī)乏汽余熱回收供熱方式中存在的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的不足，提出基于超大溫差熱網(wǎng)的低真空吸收式熱泵復(fù)合余熱供熱系統(tǒng)，實現(xiàn)更高效率和更大幅度的回收乏汽余熱用于供熱并降低熱電廠發(fā)電熱耗率。
[0006]本發(fā)明的具體描述是:基于超大溫差熱網(wǎng)的低真空吸收式熱泵復(fù)合余熱供熱系統(tǒng)，主要包括吸收式熱泵余熱回收、調(diào)峰加熱器和熱網(wǎng)超大溫差換熱機(jī)組及管路管件，還包括作為熱網(wǎng)水基載熱源的乏汽直接回收裝置3，乏汽直接回收裝置3的冷側(cè)進(jìn)口通過熱網(wǎng)回水管與熱網(wǎng)換熱機(jī)組7的熱網(wǎng)回水出口和通過循環(huán)冷卻水管與冷卻塔5的供水出口相連，乏汽直接回收裝置3的冷側(cè)出口與吸收式熱泵8的熱網(wǎng)水進(jìn)口相連，吸收式熱泵8的熱網(wǎng)水出口與調(diào)峰加熱器9的熱網(wǎng)水進(jìn)口相連，調(diào)峰加熱器9的熱網(wǎng)水出口通過熱網(wǎng)供水管與熱網(wǎng)換熱機(jī)組7的熱網(wǎng)供水進(jìn)口相連，汽輪機(jī)I排出的乏汽分別與乏汽直接回收裝置3和通過汽輪機(jī)I的喉部乏汽引出口與吸收式熱泵8的蒸發(fā)器熱源側(cè)進(jìn)口相連，乏汽直接回收裝置3和吸收式熱泵8的蒸發(fā)器熱源側(cè)經(jīng)冷凝換熱后的凝結(jié)水分別與凝結(jié)水泵2的進(jìn)口相連，吸收式熱泵8的發(fā)生器高溫?zé)嵩催M(jìn)口和調(diào)峰加熱器9的高溫?zé)嵩磦?cè)進(jìn)口分別與汽輪機(jī)I的抽汽口相連，熱網(wǎng)換熱機(jī)組7的采暖水出口供往熱用戶。
[0007]乏汽直接回收裝置3為汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配套的凝汽器，該凝汽器內(nèi)部結(jié)構(gòu)已經(jīng)過改裝為低真空循環(huán)水供熱結(jié)構(gòu)。
[0008]乏汽直接回收裝置3為獨立于汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配套的凝汽器并與其凝汽器并聯(lián)的專用乏汽回收換熱器結(jié)構(gòu)。
[0009]汽輪機(jī)I的喉部乏汽引出口采用異型乏汽引出口的結(jié)構(gòu)，包括一個或多于一個圓形、方形或不規(guī)則型的開孔，當(dāng)引出口多于一個時其引出管匯總到圓形乏汽引出總管后與吸收式熱泵8的蒸發(fā)器熱源側(cè)進(jìn)口相連。
[0010]熱網(wǎng)換熱機(jī)組7采用吸收式熱泵換熱結(jié)構(gòu)。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)特點及有益效果:本發(fā)明旨在為解決現(xiàn)有汽輪機(jī)乏汽余熱回收供熱方式中存在的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的不足，采用基于吸收式換熱進(jìn)行乏汽余熱回收和超大溫差供熱技術(shù)和低真空循環(huán)水供熱技術(shù)相結(jié)合，即可保證凝汽器及汽輪機(jī)末級乃至末三級葉片的安全可靠工作，又可利用汽輪機(jī)乏汽直接加熱熱網(wǎng)回水，然后分段由吸收式熱泵余熱回收加熱、調(diào)峰加熱器加熱，滿足高溫供水需求，可實現(xiàn)更高的余熱回收量和回收效率，其乏汽利用量及經(jīng)濟(jì)效益可提高I?2倍以上，由此最大程度地提高熱電廠的熱耗率和整個熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱系統(tǒng)的能源綜合利用效益，具有工程實用價值，并特別適合于熱電廠超過10萬kW、最高可達(dá)35萬kW的大中型汽輪機(jī)供熱機(jī)組。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的基于超大溫差熱網(wǎng)的低真空吸收式熱泵復(fù)合余熱供熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖1中各部件編號與名稱如下。
[0014]汽輪機(jī)1、凝結(jié)水泵2、乏汽直接回收裝置3、冷卻水循環(huán)泵4、冷卻塔5、熱網(wǎng)水循環(huán)泵6、熱網(wǎng)換熱機(jī)組7、吸收式熱泵8、調(diào)峰加熱器9、汽輪機(jī)進(jìn)汽A、凝結(jié)水供水B、蒸汽凝結(jié)回水C、熱用戶采暖供水D、熱用戶采暖回水E。
[0015]【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明的基于超大溫差熱網(wǎng)的低真空吸收式熱泵復(fù)合余熱供熱系統(tǒng)結(jié)合附圖及實施例詳細(xì)說明如下。
[0017]本發(fā)明的具體實施例結(jié)構(gòu)，如圖1所示。本系統(tǒng)的【具體實施方式】及功能說明如下:基于超大溫差熱網(wǎng)的低真空吸收式熱泵復(fù)合余熱供熱系統(tǒng)，主要包括吸收式熱泵余熱回收、調(diào)峰加熱器和熱網(wǎng)超大溫差換熱機(jī)組及管路管件，還包括作為熱網(wǎng)水基載熱源的乏汽直接回收裝置3，乏汽直接回收裝置3的冷側(cè)進(jìn)口通過熱網(wǎng)回水管與熱網(wǎng)換熱機(jī)組7的熱網(wǎng)回水出口和通過循環(huán)冷卻水管與冷卻塔5的供水出口相連，乏汽直接回收裝置3的冷側(cè)出口與吸收式熱泵8的熱網(wǎng)水進(jìn)口相連，吸收式熱泵8的熱網(wǎng)水出口與調(diào)峰加熱器9的熱網(wǎng)水進(jìn)口相連，調(diào)峰加熱器9的熱網(wǎng)水出口通過熱網(wǎng)供水管與熱網(wǎng)換熱機(jī)組7的熱網(wǎng)供水進(jìn)口相連，汽輪機(jī)I排出的乏汽分別與乏汽直接回收裝置3和通過汽輪機(jī)I的喉部乏汽引出口與吸收式熱泵8的蒸發(fā)器熱源側(cè)進(jìn)口相連，乏汽直接回收裝置3和吸收式熱泵8的蒸發(fā)器熱源側(cè)經(jīng)冷凝換熱后的凝結(jié)水分別與凝結(jié)水泵2的進(jìn)口相連，吸收式熱泵8的發(fā)生器高溫?zé)嵩催M(jìn)口和調(diào)峰加熱器9的高溫?zé)嵩磦?cè)進(jìn)口分別與汽輪機(jī)I的抽汽口相連，熱網(wǎng)換熱機(jī)組7的采暖水出口供往熱用戶。
[0018]乏汽直接回收裝置3為汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配套的凝汽器，該凝汽器內(nèi)部結(jié)構(gòu)已經(jīng)過改裝為低真空循環(huán)水供熱結(jié)構(gòu)。
[0019]乏汽直接回收裝置3為獨立于汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配套的凝汽器并與其凝汽器并聯(lián)的專用乏汽回收換熱器結(jié)構(gòu)。
[0020]汽輪機(jī)I的喉部乏汽引出口采用異型乏汽引出口的結(jié)構(gòu)，包括一個圓形開孔，并與吸收式熱泵8的蒸發(fā)器熱源側(cè)進(jìn)口相連。
[0021]熱網(wǎng)換熱機(jī)組7采用吸收式熱泵換熱結(jié)構(gòu)。
[0022]需要說明的是，本發(fā)明提出了如何更高效的回收汽輪機(jī)乏汽余熱的的方法，而按照此一總體解決方案可有不同的具體實施措施和不同結(jié)構(gòu)的具體實施裝置，上述【具體實施方式】僅僅是其中的一種而已。其它類似的經(jīng)簡單變形即可實施的方式，例如吸收式熱泵不是直接回收從喉部送入的乏汽、而是回收從部分凝汽器送出的冷卻循環(huán)水的余熱；或者不設(shè)置吸收式熱泵、而是超大溫差熱網(wǎng)回水直接回收全部排入凝汽器的乏汽余熱、然后回水直接進(jìn)入到采用較低壓力抽汽(例如0.1?0.245MPa)加熱的調(diào)峰加熱器中，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.基于超大溫差熱網(wǎng)的低真空吸收式熱泵復(fù)合余熱供熱系統(tǒng)，主要包括吸收式熱泵余熱回收、調(diào)峰加熱器和熱網(wǎng)超大溫差換熱機(jī)組及管路管件，其特征在于，還包括作為熱網(wǎng)水基載熱源的乏汽直接回收裝置(3)，乏汽直接回收裝置(3)的冷側(cè)進(jìn)口通過熱網(wǎng)回水管與熱網(wǎng)換熱機(jī)組(7)的熱網(wǎng)回水出口和通過循環(huán)冷卻水管與冷卻塔(5)的供水出口相連，乏汽直接回收裝置(3)的冷側(cè)出口與吸收式熱泵(8)的熱網(wǎng)水進(jìn)口相連，吸收式熱泵(8)的熱網(wǎng)水出口與調(diào)峰加熱器(9)的熱網(wǎng)水進(jìn)口相連，調(diào)峰加熱器(9)的熱網(wǎng)水出口通過熱網(wǎng)供水管與熱網(wǎng)換熱機(jī)組(7)的熱網(wǎng)供水進(jìn)口相連，汽輪機(jī)(I)排出的乏汽分別與乏汽直接回收裝置(3 )和通過汽輪機(jī)(I)的喉部乏汽引出口與吸收式熱泵(8 )的蒸發(fā)器熱源側(cè)進(jìn)口相連，乏汽直接回收裝置(3)和吸收式熱泵(8)的蒸發(fā)器熱源側(cè)經(jīng)冷凝換熱后的凝結(jié)水分別與凝結(jié)水泵(2)的進(jìn)口相連，吸收式熱泵(8)的發(fā)生器高溫?zé)嵩催M(jìn)口和調(diào)峰加熱器(9)的高溫?zé)嵩磦?cè)進(jìn)口分別與汽輪機(jī)(I)的抽汽口相連，熱網(wǎng)換熱機(jī)組(7)的采暖水出口供往熱用戶。
2.如權(quán)利要求1所述的基于超大溫差熱網(wǎng)的低真空吸收式熱泵復(fù)合余熱供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述的汽輪機(jī)(I)的低壓缸末級或末三級葉片采用或改造為高耐壓型葉片結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的基于超大溫差熱網(wǎng)的低真空吸收式熱泵復(fù)合余熱供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述的乏汽直接回收裝置(3)為汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配套的凝汽器，該凝汽器內(nèi)部結(jié)構(gòu)已經(jīng)過改裝為低真空循環(huán)水供熱結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求1所述的基于超大溫差熱網(wǎng)的低真空吸收式熱泵復(fù)合余熱供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述的乏汽直接回收裝置(3)為獨立于汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配套的凝汽器并與其凝汽器并聯(lián)的專用乏汽回收換熱器結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述的基于超大溫差熱網(wǎng)的低真空吸收式熱泵復(fù)合余熱供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述的汽輪機(jī)(I)的喉部乏汽引出口采用異型乏汽引出口的結(jié)構(gòu)，包括一個或多于一個圓形、方形或不規(guī)則型的開孔，當(dāng)引出口多于一個時其引出管匯總到圓形乏汽引出總管后與吸收式熱泵(8)的蒸發(fā)器熱源側(cè)進(jìn)口相連。
6.如權(quán)利要求1所述的基于超大溫差熱網(wǎng)的低真空吸收式熱泵復(fù)合余熱供熱系統(tǒng)，其特征在于，所述的熱網(wǎng)換熱機(jī)組(7)采用吸收式熱泵換熱結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】F24D3/10GK103438492SQ201310419207
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月15日
【發(fā)明者】張茂勇 申請人:張茂勇