[發明專利]基于超大溫差熱網的低真空引射式熱泵復合余熱供熱系統

在審

• 申請號: 201310419205.9
• 申請日: 2013-09-15
• 公開（公告）號: CN103453567A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 張茂勇
• 申請（專利權）人: 張茂勇
• 主分類號: F24D3/18
• 分類號: F24D3/18;F24D3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于基于余熱回收的熱電聯產領域，特別涉及一種低真空余熱回收供熱與熱電廠引射式熱泵余熱回收供熱相結合的乏汽直接回收方法與供熱系統組成。

背景技術

目前我國北方地區供暖的主要系統形式是：熱電聯產、區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、經濟性最合理的熱電聯產的推廣應用受到燃料價格日益提高、難以大規模擴展熱網規模及其供熱能力等因素的限制，亟需采取更好的技術路線與政策規劃加以推廣。由清華大學建筑節能研究中心創造性地開發的基于引射式換熱進行乏汽余熱回收和超大溫差供熱的相關專利技術，可實現在熱電廠采用引射式熱泵回收汽輪機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％，并大幅擴大其供熱能力。該技術已應用于工程實踐并獲得良好節能減排效果和經濟效益。該方式的主要缺點是引射式熱泵系統價格高、占地大、回收循環水時因其溫度低而影響節能性、投資回收期較長等。

另一種應用更為普遍的汽輪機余熱供熱方式是所謂的低真空循環水供熱，對標準配置的汽輪機乏汽凝汽器進行改造，以使其可采用熱網回水進行冷卻換熱，并將熱網回水加熱到所需供水溫度后送往采暖熱用戶。該方式優點是改造簡單、滿負荷運行效率高、投資小、經濟性好，但存在供水溫度較低、供回水溫差較小、供熱運行調節不靈活等缺點，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以下的汽輪機組進行改造，對于20～30萬kW的更大型供熱機組鮮有改造者。

引射式熱泵作為一種發明熱泵型式，由于其固有的低引射比特性，節能效果較差而難以在工程中實用化。

如何將上述多種余熱回收方式的優點相結合，實現即最大程度地利用乏汽余熱供熱、又便于調節供熱運行、節能減排效益和投資收益效果更佳，是下一步該領域發展的重點方向。

發明內容

本發明的目的是解決現有汽輪機乏汽余熱回收供熱方式中存在的技術、經濟的不足，提出基于超大溫差熱網的低真空引射式熱泵復合余熱供熱系統，實現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電熱耗率。

本發明的具體描述是：基于超大溫差熱網的低真空引射式熱泵復合余熱供熱系統，其特征在于系統包括引射式熱泵8余熱回收裝置、作為熱網水基載熱源的乏汽直接回收裝置3、調峰加熱器9和熱網超大溫差換熱機組及管路管件組成，其中乏汽直接回收裝置3的冷側進口通過熱網回水管與熱網換熱機組7的熱網回水出口和通過循環冷卻水管與冷卻塔5的供水出口相連，乏汽直接回收裝置3的冷側出口與引射式熱泵8的冷凝器81熱網水進口相連，引射式熱泵8的冷凝器81熱網水出口與調峰加熱器9的熱網水進口相連，調峰加熱器9的熱網水出口通過熱網供水管與熱網換熱機組7的熱網供水進口相連，汽輪機1排出的乏汽分別與乏汽直接回收裝置3和通過汽輪機1的喉部乏汽引出口與引射式熱泵8的引射段82引射口相連，乏汽直接回收裝置3和引射式熱泵8的冷凝器81熱源側經冷凝換熱后的凝結水分別與凝結水泵2的進口相連，引射式熱泵8的噴嘴進口和調峰加熱器9的高溫熱源側進口分別與汽輪機1的抽汽口相連，熱網換熱機組7的采暖水出口供往熱用戶。

引射式熱泵8余熱回收裝置采用多效復疊式引射換熱結構。

引射式熱泵8余熱回收裝置采用單級引射換熱結構。

乏汽直接回收裝置3為汽輪機發電系統標準配套的凝汽器，該凝汽器內部結構已經過改裝為低真空循環水供熱結構。

乏汽直接回收裝置3為獨立于汽輪機發電系統標準配套的凝汽器并與其凝汽器并聯的專用乏汽回收換熱器結構。

汽輪機1的喉部乏汽引出口采用異型乏汽引出口的結構，包括一個或多于一個圓形、方形或不規則型的開孔，當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引射式熱泵8的蒸發器熱源側進口相連。

熱網換熱機組7采用吸收式熱泵換熱結構。

本發明的技術特點及有益效果：本發明旨在為解決現有汽輪機乏汽余熱回收供熱方式中存在的技術、經濟的不足，采用基于引射式換熱進行乏汽余熱回收和超大溫差供熱技術和低真空循環水供熱技術相結合，即可保證凝汽器及汽輪機末級乃至末三級葉片的安全可靠工作，又可利用汽輪機乏汽直接加熱熱網回水，然后分段由引射式熱泵余熱回收加熱、調峰加熱器加熱，滿足高溫供水需求，可實現更高的余熱回收量和回收效率，其乏汽利用量及經濟效益可提高1～2倍以上，而投資只及吸收式熱泵的幾分之一，由此最大程度地提高熱電廠的熱耗率和整個熱電聯產集中供熱系統的能源綜合利用效益，具有工程實用價值。

附圖說明