[发明专利]一种分级抽汽梯级利用供热系统

说明书

技术领域

本发明属于电厂热电联产机组的节能领域，具体涉及一种分级抽汽梯级利用供热系统。

背景技术

我国城镇集中供热以电厂的热电联产为主。电厂冷端余热泛指凝汽器或空冷岛冷却汽轮机乏汽所带走的热量,这部分热量属于低品位热源,直接向环境释放将造成巨大的能源浪费。同时随着我国城镇发展和人口增长，热负荷缺口进一步增加，与大量浪费的工业余热形成了显著的矛盾。随着热泵技术的快速发展,特别是热泵大型化技术日趋成熟,使得回收电厂冷端余热用于城市集中供热成为可能。

热泵是一种利用高品位热能作为驱动能源来回收低品位热能以用于供热或升温的设备，被广泛应用于电厂、石油、化工和冶金等领域。在电厂的热功转换过程中不可避免地存在固有的冷源损失，现代发电厂循环热效率为40％-57％。采用热泵回收热电厂的循环水/乏汽冷端低温余热，可以提高电厂的热经济性，具有显著的节能效果。

目前电厂热泵回收冷端余热均采用蒸汽驱动型溴化锂吸收式热泵机组，汽轮机低压缸的采暖抽汽经减温饱和后作为热泵机组的驱动热源。从用户而来的热网回水吸收循环水或乏汽的余热后进行厂内热网首站进行二次加热，然后再送出至热负荷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分级抽汽梯级利用供热系统，其能够利用汽轮机分级抽汽来回收冷端余热。

为达此目的，本发明提供一种分级抽汽梯级利用供热系统，其包括汽轮机、冷却塔、凝汽器、由吸收式热泵和蒸汽透平压缩式热泵组成的两级热泵单元以及由汽-水换热器和热网首站组成的两级换热器单元，从所述汽轮机的低压缸引出低压蒸汽管路分别连接至所述吸收式热泵和所述热网首站，从所述汽轮机的中压缸抽汽管路引出中压蒸汽进入所述蒸汽透平压缩式热泵做功，再进入所述汽-水换热器放热后成为凝结水，所述两级热泵单元连接至循环冷却水管路，从所述两级热泵单元放热后流出的循环冷却水进入所述凝汽器进行循环吸热。

进一步地，所述汽轮机排汽进入所述凝汽器，在所述凝汽器中与循环冷却水进行热交换后成为凝结水，吸热升温后的循环冷却水进入所述冷却塔进行冷却降温，并循环流入所述凝汽器。

进一步地，所述两级热泵单元具有循环冷却水进口和循环冷却水出口，分别通过管路连接至所述凝汽器下游侧的循环冷却水进水管路和所述凝汽器上游侧的循环冷却水出水管路，与所述凝汽器组成闭式循环系统。

进一步地，吸收式热泵还具有一次热网回水进口，所述热网首站具有一次热网供水出口，分别连接至厂区外部的一次热网回水管路和一次热网供水管路。

进一步地，一次热网回水沿着所述一次热网回水管路依次进入所述吸收式热泵进行第一次加热，再进入所述蒸汽透平式热泵进行第二次加热，再进入所述汽-水换热器进行第三次加热，最后进入所述热网首站进行第四次加热后送入所述一次热网供水管路。

本发明通过合理利用汽轮机分级抽汽来回收冷端余热，利用两级热泵单元和两级换热器单元实现热网水的梯级加热，从而提高了能源利用效率。

附图说明

图1是本发明实施例的一种分级抽汽梯级利用供热系统的原理示意图。

其中，各个附图标记指代的内容如下：

1-汽轮机；2-冷却塔；3-凝汽器；4-吸收式热泵；5-一次热网回水管路；6-一次热网供水管路；7-低压蒸汽管路；8-中压缸抽汽管路；9-循环冷却水进水管路；10-循环冷却水出水管路；11-蒸汽透平压缩式热泵；12-汽-水换热器；13-热网首站。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述，应当理解，此处所描述的内容仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明实施例中的分级抽汽梯级利用供热系统包括汽轮机1、冷却塔2、凝汽器3、由吸收式热泵4和蒸汽透平压缩式热泵11组成的两级热泵单元以及由汽-水换热器12和热网首站13组成的两级换热器单元。

汽轮机1为蒸汽式汽轮机，其乏汽排出口与凝汽器3之间通过管路连接，电站锅炉产出的高温蒸汽进入汽轮机1做功后排出乏汽进入凝汽器3，在凝汽器3中与循环冷却水进行热交换后成为凝结水，吸热升温后的循环冷却水进入冷却塔2进行冷却降温，并循环流入凝汽器3。

从汽轮机1的低压缸引出低压蒸汽管路7分别连接至吸收式热泵4和热网首站13，从汽轮机1的中压缸抽汽管路8引出中压蒸汽进入蒸汽透平压缩式热泵11做功，再进入汽-水换热器12放热后成为凝结水，两级热泵单元连接至循环冷却水管路，从两级热泵单元放热后流出的循环冷却水进入凝汽器进行循环吸热。