[发明专利]用于供热机组的吸收式热泵储热与放热系统及其工作方法

说明书

本发明公开了一种用于供热机组的吸收式热泵储热与放热系统及其工作方法，该系统由储液罐、溶液换热器、蒸发器、冷凝器、吸收器、溶液冷却器、输液泵、回液泵、阀门、以及相关管道等设备构成；该系统有储热与放热二种典型工作过程；本发明利用储热介质浓度变化时吸收或放出水蒸汽的特性实现了用水的潜热储热，同时储热介质的温度变化范围增大、使显热储热量相应增加，从而增加了单位储热介质的储热量、减少了储热罐的容积、降低了系统投资；该系统始终以类似吸收式热泵的工作过程运行，能回收汽轮机的排汽余热，既可增加机组的供热能力，还可降低机组的发电煤耗率，具有良好的热经济性及技术经济性。

技术领域

本发明涉及热能动力工程领域，具体涉及一种用于供热机组的吸收式热泵储热与放热系统及其工作方法。

背景技术

我国大型燃煤发电机组不但承担基本负荷，还承担着电网调峰任务。由于近年来我国火电机组年利用小时数一直维持在4000小时左右，北方地区的供热机组也面临着很大的调峰压力。为解决供热机组灵活性运行及深度调峰的问题，国内外学者提出在热电厂设置储热罐进行热电解耦的技术方案，即在机组电负荷较高时以抽汽工况运行，供热抽汽不但用于加热热网循环水，还用于加热储热罐中的储热工质；在机组电负荷较低时以凝汽工况运行，利用储热罐中储热工质的热量向外供热。目前的技术方案中储热工质大多采用水，利用水温度变化的显热来实现储热。虽然水的比热较大，但由于大型供热机组的供热量很大，需要很大的储热罐才能满足要求。以某300MW供热机组为例，其设计抽汽量为500t/h，按照8小时储热量、水温变化值为20℃计算，储热罐的容积达到了12.7万立方米，超过了我国小2级水库的容量标准(10万立方米)；由于放热工况下机组没有供热抽汽，其实际供热能力也随之下降。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于供热机组的吸收式热泵储热与放热系统及其工作方法，本发明利用储热介质浓度变化时吸收或放出水蒸汽的特性实现了用水的潜热储热，同时储热介质的温度变化范围增大、使显热储热量相应增加，从而增加了单位储热介质的储热量、减少了储热罐的容积、降低了系统投资；该系统始终以类似吸收式热泵的工作过程运行，能回收汽轮机的排汽余热，既可增加机组的供热能力，还可降低机组的发电煤耗率，具有良好的热经济性及技术经济性。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于供热机组的吸收式热泵储热与放热系统，包括储热罐1，储热罐1的储热介质出口端与输液泵7的进口端相连通；储热罐1的储热介质进口端与第二阀门10的出口端及第八阀门16的出口端相连通；输液泵7的出口端与第一阀门9的进口端及第七阀门15的进口端相连通；第一阀门9的出口端与溶液换热器2的吸热侧进口端及第五阀门13的出口端相连通；溶液换热器2的吸热侧出口端与蒸发器3的吸热侧进口端相连通；溶液换热器2的放热侧进口端与第三阀门11的出口端相连通；溶液换热器2的放热侧出口端与第四阀门12的进口端相连通；蒸发器3的吸热侧溶液出口端与第二阀门10的进口端及第三阀门11的进口端相连通；蒸发器3的吸热侧水蒸汽出口端与冷凝器4的放热侧进口端相连通；蒸发器3的放热侧进口端与供热抽汽19相连通；蒸发器3的放热侧出口端与供热抽汽的疏水20相连通；冷凝器4的放热侧出口端与水蒸汽的疏水18相连通；冷凝器4的吸热侧进口端与热网回水17相连通；吸收器5的吸热侧进口端与冷凝器4的吸热侧出口端相连通，吸收器5的放热侧进口端与低压蒸汽21、第四阀门12的出口端和第六阀门14的出口端相连通，吸收器5的放热侧出口端与回液泵8进口端相连通；溶液冷却器6的吸热侧进口端与吸收器5的吸热侧出口端相连通；溶液冷却器6的吸热侧出口端为向外供热的热网出水22；溶液冷却器6的放热侧进口端与第七阀门15的出口端相连通、溶液冷却器6的放热侧出口端与第六阀门14的进口端相连通；回液泵8出口端与第五阀门13的进口端及第八阀门16的进口端相连通；所述一种用于供热机组的吸收式热泵储热与放热系统所用的储热介质为溴化锂、氯化锂、氢氧化钠、氯化钙、硝酸钾、硝酸钠中一种物质的水溶液或多种物质的水溶液；所述溶液换热器2、蒸发器3、冷凝器4、吸收器5和溶液冷却器均为间壁式换热器。