[发明专利]一种基于热泵及制冷系统的凝汽器余热回收利用系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于热泵及制冷系统的凝汽器余热回收利用系统及方法，该系统将热泵系统、制冷系统以及凝汽器相耦合，实现了凝汽器余热利用，提高了凝汽器的真空度，减小了凝结水的过冷度，提高整个热力系统经济性。利用热泵系统将汽轮机排汽的热量回收，降低了排汽进入凝汽器的温度，降低了排汽进入凝汽器的温度，增大了凝汽器的真空度，降低了汽轮机的背压，增大了汽轮机的出力，同时，热泵产生的热量用于加热工业热水。利用制冷系统中冷却剂冷凝放热加热凝结水，减小了凝结水的过冷度，降低了凝结水中的氧汽含量，提高机组的热经济性能，同时，制冷系统中产生的冷冻水供给工厂。

技术领域

本发明属于电厂节能领域，具体涉及一种基于热泵及制冷系统的凝汽器余热回收利用系统及方法。

背景技术

现阶段电源结构以火力发电为主，其中燃煤发电在火力发电中占据主导地位。受国家煤电停、缓建政策影响，火力发电装机容量增速将得到明显遏制。此外，近年来受环保、电源结构改革等政策影响，国内非化石能源装机快速增长，火电装机容量占电力装机容量的比重呈逐年小幅下降态势，且该趋势未来将长期保持，但同时受能源结构、历史电力装机布局等因素影响，国内电源结构仍将长期以火电为主。在这一长期趋势和大背景下，积极的探索清洁高效的火力发电技术就显得尤为重要。

燃煤发电系统工作原理为由锅炉产生的过热蒸汽进入汽轮机膨胀做功驱动发电机发电，做功后的排汽经凝汽器、凝结水泵、给水加热器等送回锅炉循环使用。以水冷机组为例，汽轮机的排汽进入凝汽器后被循环水冷却成液态水，凝汽器内形成一定的真空度，凝汽器真空度越高，汽轮机排汽背压越低，从而汽轮机出力越多。目前电厂主要通过调节循环水流量来间接调节汽轮机排汽背压，调节作用有限。

同时，凝汽器出口的凝结水具有一定的过冷度，过冷度越大，说明被冷却水带走的损失的热量越多，而这部分热损失要靠锅炉多燃烧燃料来弥补，从而导致整个热力系统经济性降低。而且过冷度越大，凝结水中的含氧量也越多,从而加速了相关管道、设备的腐蚀速度。因此需从各个方面对凝结水水过冷度加以重视并采取措施使其减到最小，以此来提高机组运行的经济性和安全性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于热泵及制冷系统的凝汽器余热回收利用系统及方法，以解决现有技术中凝结水过冷度过大的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种基于热泵及制冷系统的凝汽器余热回收利用系统，包括凝汽器、第一蒸发器、压缩机、第一冷凝器、第二冷凝器和第二蒸发器；

所述压缩机的输出端分为两个支路，第一支路和第二冷凝器的热侧入口连接，第二冷凝器的热侧出口和第二蒸发器的冷侧入口连接，第二蒸发器的冷侧出口和压缩机连接；第二支路和第一冷凝器的热侧入口连接，第一冷凝器的热侧出口和第一蒸发器的冷侧入口连接，第一蒸发器的冷侧出口和压缩机连接；

汽轮机排汽和第一蒸发器的热侧入口连接，第一蒸发器的热侧出口和凝汽器的热侧入口连接，凝汽器的凝结水出口和第二冷凝器冷侧入口连接。

本发明的进一步改进在于：

优选的，所述第二冷凝器中凝结水出口连接至热水井。

优选的，所述第二蒸发器的热侧入口和工业冷冻进水管道连通，所述第二蒸发器的热侧出口和工业冷冻出水管道连通。

优选的，所述第一冷凝器的冷侧入口和工业热水进水管道连通，所述第一冷凝器的冷侧出口和工业热水出水管道。

优选的，所述凝汽器的冷侧入口和循环水进水管道连通，凝汽器的冷侧出口和循环水出水管道连通。

优选的，顺着冷却剂的流动方向，第一冷凝器的冷侧出口和第一蒸发器的冷侧入口连接管路上依次设置有第一电动截止阀和第一节流阀。