[發明專利]一種氯化鈣吸收式熱泵儲熱系統及運行方法

有效

• 申請號: 202210906048.3
• 申請日: 2022-07-29
• 公開（公告）號: CN115264987B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 劉繼平;陳金森;張藍潔;張順奇;嚴俊杰
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F25B15/06
• 分類號: F25B15/06;F25B41/20;F25B41/30;F25B49/04;F24D11/02
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

本發明公開了一種氯化鈣吸收式熱泵儲熱系統及運行方法，涉及熱電廠儲熱領域，主要用于提高熱電廠儲熱量；該系統主要包括高溫儲液罐、儲水罐、低溫儲液罐、電動泵、控制閥、節流閥、溶液熱交換器、發生器、吸收器、蒸發器、冷凝器等設備；在儲熱過程中，采用氯化鈣水溶液作為儲熱工質，提高了儲熱溫度；在放熱過程中運用吸收式熱泵原理，吸收稀溶液顯熱，顯著降低了稀溶液的溫度；本發明可以提高儲熱溫度，拓寬儲熱介質溫差，從而提高單位體積的儲熱量，還可以減少系統投資，實現大容量儲熱，對熱電廠熱電解耦及靈活性改造具有重要意義。

技術領域

本發明涉及熱電廠儲熱技術領域，特別涉及調節抽汽式熱電廠儲熱技術。

背景技術

大容量、高效儲熱技術具有廣泛的應用前景，以熱電廠為例，儲熱是實現供熱機組熱電解耦、拓寬電負荷調節范圍的有效措施。目前熱電廠采用熱水儲熱，最高儲熱溫度不超過100℃，儲熱溫差只有20-30℃，需要安裝大型儲熱罐，儲熱罐成本高且占地面積大，不利于實現大規模儲熱；吸收式熱泵常用溴化鋰水溶液作為循環工質，具有良好的熱力性能，但溴化鋰水溶液腐蝕性強、成本高，不適合用于大規模儲熱。為了提高儲熱溫度、擴大儲熱容量、實現大規模儲熱，本發明提出了一種氯化鈣吸收式熱泵儲熱系統。

發明內容

為了克服現有熱水儲熱技術的不足，本發明提供了一種氯化鈣吸收式熱泵儲熱系統及運行方法，采用氯化鈣水溶液為儲熱介質，利用氯化鈣溶液飽和溫度高的特性提高儲熱溫度，同時利用吸收式熱泵原理，以高溫熱源熱量驅動熱泵吸收低溫溶液熱量擴大儲熱溫差，實現高效、大容量儲熱。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案。

一種氯化鈣吸收式熱泵儲熱系統，由高溫儲液罐1、低溫儲液罐2、儲水罐3、吸收器4、蒸發器5、冷凝器6、發生器7、第一換熱器8、第二換熱器9、第三換熱器10、第一溶液泵11、第二溶液泵12、第三溶液泵13、第四溶液泵14、第一節流閥15、第二節流閥16、第一控制閥17、第二控制閥18、第三控制閥19、第四控制閥20、第五控制閥21、第六控制閥22和第七控制閥23構成；

所述發生器7的出口分為三個分支，第一個分支的高溫蒸汽與冷凝器6的熱進口相連接，第二個分支的高溫氯化鈣濃溶液通過第三控制閥19、第二溶液泵12與高溫儲液罐1相連接，第三個分支的高溫蒸汽通過第二控制閥18與第二換熱器9的熱進口相連接；冷凝器6熱出口與第二換熱器9熱出口的疏水相連接后，通過第四控制閥20與儲水罐3進口相連接；供熱抽汽分為兩個分支，第一個分支與發生器7熱進口相連接，第二個分支通過第五控制閥21與換熱器10的熱進口相連接；發生器7的熱出口為疏水；換熱器10的熱出口為疏水；熱網回水分為三股，第一股回水與第二換熱器9的冷進口相連接，第二股回水與第一換熱器8的冷進口相連接，第三股回水與吸收器4的冷進口相連接；第二換熱器9冷出口的中溫水與第三換熱器10的冷進口相連接；第三換熱器10的冷出口為高溫熱水；第一換熱器8的冷出口為高溫熱水；吸收器4的冷出口為高溫熱水；高溫儲液罐1出口的高溫氯化鈣濃溶液通過第三溶液泵13、第六控制閥22與第一換熱器8的熱進口相連接；吸收器4有兩個熱進口，第一換熱器8熱出口的氯化鈣濃溶液通過第二節流閥16與吸收器4第一個熱進口相連接，蒸發器5冷出口的低溫低壓水蒸氣與吸收器4的第二個熱進口相連接；吸收器4的熱出口與蒸發器5的熱進口相連；蒸發器5的熱出口低溫氯化鈣稀溶液與低溫儲液罐2進口相連接；儲水罐3出口的水工質通過第四溶液泵14、第一節流閥15、第七控制閥23與蒸發器5的冷進口相連；低溫儲液罐2出口的低溫氯化鈣稀溶液通過第一溶液泵11、第一控制閥17與冷凝器6的冷進口相連。

高溫儲液罐1中的儲熱介質為高溫氯化鈣濃溶液，低溫儲液罐2中的介質為低溫氯化鈣稀溶液，儲水罐3中的介質為水。

高溫儲液罐1內的高溫氯化鈣濃溶液溫度為110-150℃，濃度為50％-65％；低溫儲液罐2內的低溫氯化鈣濃溶液溫度為40-60℃，濃度為40％-60％。