利用土壤跨季节蓄取电厂乏汽余热的热泵供热系统和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107300203A(43)申请公布日2017.10.27(21)申请号201710544056.7(22)申请日2017.07.05(71)申请人燕山大学地址066004河北省秦皇岛市河北大街西段438号(72)发明人李文涛李岩(74)专利代理机构北京思格颂知识产权代理有限公司11635代理人潘珺(51)Int.Cl.F24D11/02(2006.01)F24D19/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称利用土壤跨季节蓄取电厂乏汽余热的热泵供热系统和方法(57)摘要本发明公开了利用土壤跨季节蓄取电厂乏汽余热的热泵供热系统和方法，涉及提供乏汽的汽轮机组、回收乏汽余热的凝汽器、排放过剩余热的冷却塔/空冷岛、用于热网换热的热网加热器及水-水换热器、提取土壤蓄热量的热电双驱机组、土壤换热器以及循环水泵。具体供热方法为：冬季一次网回水由热网加热器加热成高温热水和电力共同驱动热电双驱机组，提取土壤蓄存的热量供热。夏季将土壤低温回水引入电厂，通过凝汽器回收汽轮机乏汽余热，升温后再送入热力站土壤换热器与土壤换热，蓄存热量。其优点是：一方面通过跨季节蓄热提高了电厂供热能力，另一方面降低冬季系统耗电量和夏季对发电量的影响，此外由于利用既有集中管网实现补热，大幅降低系统投资。CN107300203ACN107300203A权利要求书1/2页1.利用土壤跨季节蓄取电厂乏汽余热的热泵供热方法，其特征在于：该方法在夏季利用既有集中供热管网将汽轮机组排放的乏汽余热送至热力站并蓄存于土壤，在冬季由热电双驱机组提取夏季蓄存于土壤的热量来供热，具体包括以下流程：1)在冬季供热工况下，对于蒸汽系统，汽轮机组抽汽引入热网加热器加热热网水，抽汽放热后凝结水返回电厂原凝结水系统；汽轮机组乏汽进入凝汽器凝结并释放热量，由冷却塔散至环境中，乏汽凝结水返回电厂原凝结水系统；对于热网水系统，一次网回水返回电厂由热网加热器加热成高温热水后送至热力站，高温热水驱动热电双驱机组的吸收式热泵模块提取土壤在夏季蓄存的热量加热二次网回水，然后再与水-水换热器换热降温后返回电厂；二次网回水依次经过热电双驱机组的吸收式热泵模块、水-水换热器逐级升温后供给用户；对于循环水系统，循环水与土壤换热升温后，由循环水泵送入热电双驱机组的吸收式热泵模块降温，之后再返回到土壤继续换热，如此反复循环；2)在夏季余热回收工况下，对于蒸汽系统，汽轮机组乏汽进入凝汽器凝结并释放热量加热一次网回水，乏汽凝结水返回电厂原凝结水系统；对于热网水系统，低温一次网回水进入凝汽器与汽轮机组乏汽进行换热，一次网回水升温后送至热力站，经循环水系统的土壤换热器与土壤进行换热，降温后再返回凝汽器与汽轮机组乏汽进行换热，如此反复循环。2.根据权利要求1所述的利用土壤跨季节蓄取电厂乏汽余热的热泵供热方法，其特征在于：在一次网回水加热后驱动热电双驱机组的吸收式热泵模块的同时，由电力驱动热电双驱机组的压缩式热泵模块，共同提取土壤在夏季蓄存的热量加热二次网回水，二次网回水先经过压缩式热泵模块升温再进入吸收式热泵模块升温。3.利用土壤跨季节蓄取电厂乏汽余热的热泵供热系统，其特征在于：包括提供乏汽的汽轮机组(1)、回收乏汽余热的凝汽器(2)、排放过剩余热的冷却塔/空冷岛(3)、加热一次网回水的热网加热器(4)、提取土壤蓄热量的热电双驱机组(5)、热网换热的水-水换热器(6)、与土壤换热的土壤换热器(7)以及循环水泵(8)，以及连接上述各设备以实现土壤蓄取乏汽余热的蒸汽系统、热网水系统和循环水系统，其中：1)在冬季供热工况下，对于蒸汽系统，汽轮机组(1)抽汽经管道与热网加热器抽汽入口(43)连接，抽汽凝结水经过与热网加热器抽汽凝结水出口(44)连接的管道返回电厂原凝结水系统；汽轮机组乏汽经管道与凝汽器乏汽入口(23)连接，乏汽凝结水经过与凝汽器乏汽凝结水出口(24)连接的管道返回电厂原凝结水系统；对于热网水系统，一次网回水管道(P1)、(P2)、(P3)、(P4)依次连接后接至热网加热器热水入口(41)，热网加热器热水出口(42)依次经管道(P5)、(P6)、(P7)连接至热电双驱机组吸收式热泵模块发生器入口(51)，热电双驱机组吸收式热泵模块发生器出口(52)经管道(P8)与水-水换热器一次侧热水入口(61)连接，水-水换热器一次侧热水出口(62)经管道(P9)连接至一次网回水管道(P1)，其中，在管道(P2)、(P4)、(P5)、(P7)、(P9)中分别设置阀门(V1)、(V4)、(V5)、(V7)、(V8)，在管道(P3)和管道(P6)之间连接有旁通管道(P23)，旁通管道(P23)中设置阀门(V12)，二次网回水管道与热电双驱机组压