本發(fā)明屬于電廠熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的節(jié)能領(lǐng)域，具體涉及一種分級抽汽梯級利用供熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國城鎮(zhèn)集中供熱以電廠的熱電聯(lián)產(chǎn)為主。電廠冷端余熱泛指凝汽器或空冷島冷卻汽輪機(jī)乏汽所帶走的熱量,這部分熱量屬于低品位熱源,直接向環(huán)境釋放將造成巨大的能源浪費(fèi)。同時(shí)隨著我國城鎮(zhèn)發(fā)展和人口增長，熱負(fù)荷缺口進(jìn)一步增加，與大量浪費(fèi)的工業(yè)余熱形成了顯著的矛盾。隨著熱泵技術(shù)的快速發(fā)展,特別是熱泵大型化技術(shù)日趨成熟,使得回收電廠冷端余熱用于城市集中供熱成為可能。
熱泵是一種利用高品位熱能作為驅(qū)動能源來回收低品位熱能以用于供熱或升溫的設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于電廠、石油、化工和冶金等領(lǐng)域。在電廠的熱功轉(zhuǎn)換過程中不可避免地存在固有的冷源損失，現(xiàn)代發(fā)電廠循環(huán)熱效率為40％-57％。采用熱泵回收熱電廠的循環(huán)水/乏汽冷端低溫余熱，可以提高電廠的熱經(jīng)濟(jì)性，具有顯著的節(jié)能效果。
目前電廠熱泵回收冷端余熱均采用蒸汽驅(qū)動型溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組，汽輪機(jī)低壓缸的采暖抽汽經(jīng)減溫飽和后作為熱泵機(jī)組的驅(qū)動熱源。從用戶而來的熱網(wǎng)回水吸收循環(huán)水或乏汽的余熱后進(jìn)行廠內(nèi)熱網(wǎng)首站進(jìn)行二次加熱，然后再送出至熱負(fù)荷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種分級抽汽梯級利用供熱系統(tǒng)，其能夠利用汽輪機(jī)分級抽汽來回收冷端余熱。
為達(dá)此目的，本發(fā)明提供一種分級抽汽梯級利用供熱系統(tǒng)，其包括汽輪機(jī)、冷卻塔、凝汽器、由吸收式熱泵和蒸汽透平壓縮式熱泵組成的兩級熱泵單元以及由汽-水換熱器和熱網(wǎng)首站組成的兩級換熱器單元，從所述汽輪機(jī)的低壓缸引出低壓蒸汽管路分別連接至所述吸收式熱泵和所述熱網(wǎng)首站，從所述汽輪機(jī)的中壓缸抽汽管路引出中壓蒸汽進(jìn)入所述蒸汽透平壓縮式熱泵做功，再進(jìn)入所述汽-水換熱器放熱后成為凝結(jié)水，所述兩級熱泵單元連接至循環(huán)冷卻水管路，從所述兩級熱泵單元放熱后流出的循環(huán)冷卻水進(jìn)入所述凝汽器進(jìn)行循環(huán)吸熱。
進(jìn)一步地，所述汽輪機(jī)排汽進(jìn)入所述凝汽器，在所述凝汽器中與循環(huán)冷卻水進(jìn)行熱交換后成為凝結(jié)水，吸熱升溫后的循環(huán)冷卻水進(jìn)入所述冷卻塔進(jìn)行冷卻降溫，并循環(huán)流入所述凝汽器。
進(jìn)一步地，所述兩級熱泵單元具有循環(huán)冷卻水進(jìn)口和循環(huán)冷卻水出口，分別通過管路連接至所述凝汽器下游側(cè)的循環(huán)冷卻水進(jìn)水管路和所述凝汽器上游側(cè)的循環(huán)冷卻水出水管路，與所述凝汽器組成閉式循環(huán)系統(tǒng)。
進(jìn)一步地，吸收式熱泵還具有一次熱網(wǎng)回水進(jìn)口，所述熱網(wǎng)首站具有一次熱網(wǎng)供水出口，分別連接至廠區(qū)外部的一次熱網(wǎng)回水管路和一次熱網(wǎng)供水管路。
進(jìn)一步地，一次熱網(wǎng)回水沿著所述一次熱網(wǎng)回水管路依次進(jìn)入所述吸收式熱泵進(jìn)行第一次加熱，再進(jìn)入所述蒸汽透平式熱泵進(jìn)行第二次加熱，再進(jìn)入所述汽-水換熱器進(jìn)行第三次加熱，最后進(jìn)入所述熱網(wǎng)首站進(jìn)行第四次加熱后送入所述一次熱網(wǎng)供水管路。
本發(fā)明通過合理利用汽輪機(jī)分級抽汽來回收冷端余熱，利用兩級熱泵單元和兩級換熱器單元實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)水的梯級加熱，從而提高了能源利用效率。
附圖說明
圖1是本發(fā)明實(shí)施例的一種分級抽汽梯級利用供熱系統(tǒng)的原理示意圖。
其中，各個附圖標(biāo)記指代的內(nèi)容如下：
1-汽輪機(jī)；2-冷卻塔；3-凝汽器；4-吸收式熱泵；5-一次熱網(wǎng)回水管路；6-一次熱網(wǎng)供水管路；7-低壓蒸汽管路；8-中壓缸抽汽管路；9-循環(huán)冷卻水進(jìn)水管路；10-循環(huán)冷卻水出水管路；11-蒸汽透平壓縮式熱泵；12-汽-水換熱器；13-熱網(wǎng)首站。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的內(nèi)容僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例中的分級抽汽梯級利用供熱系統(tǒng)包括汽輪機(jī)1、冷卻塔2、凝汽器3、由吸收式熱泵4和蒸汽透平壓縮式熱泵11組成的兩級熱泵單元以及由汽-水換熱器12和熱網(wǎng)首站13組成的兩級換熱器單元。
汽輪機(jī)1為蒸汽式汽輪機(jī)，其乏汽排出口與凝汽器3之間通過管路連接，電站鍋爐產(chǎn)出的高溫蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)1做功后排出乏汽進(jìn)入凝汽器3，在凝汽器3中與循環(huán)冷卻水進(jìn)行熱交換后成為凝結(jié)水，吸熱升溫后的循環(huán)冷卻水進(jìn)入冷卻塔2進(jìn)行冷卻降溫，并循環(huán)流入凝汽器3。
從汽輪機(jī)1的低壓缸引出低壓蒸汽管路7分別連接至吸收式熱泵4和熱網(wǎng)首站13，從汽輪機(jī)1的中壓缸抽汽管路8引出中壓蒸汽進(jìn)入蒸汽透平壓縮式熱泵11做功，再進(jìn)入汽-水換熱器12放熱后成為凝結(jié)水，兩級熱泵單元連接至循環(huán)冷卻水管路，從兩級熱泵單元放熱后流出的循環(huán)冷卻水進(jìn)入凝汽器進(jìn)行循環(huán)吸熱。
兩級熱泵單元具有循環(huán)冷卻水進(jìn)口和循環(huán)冷卻水出口，分別連接至凝汽器3下游側(cè)的循環(huán)冷卻水進(jìn)水管路9和凝汽器3上游側(cè)的循環(huán)冷卻水出水管路10，與凝汽器3組成閉式循環(huán)系統(tǒng)。
本實(shí)施例中的吸收式熱泵4為溴化鋰吸收式熱泵，吸收式熱泵4是一種利用低品位熱源將熱量從低溫?zé)嵩聪蚋邷責(zé)嵩幢盟偷难h(huán)系統(tǒng)，是回收利用低品位熱能的有效裝置，具有節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的雙重作用。蒸汽透平壓縮式熱泵11通過高溫高壓蒸汽驅(qū)動透平機(jī)，將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變成透平轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，驅(qū)動壓縮機(jī)運(yùn)行而實(shí)現(xiàn)制熱循環(huán)。熱泵運(yùn)行的動力來自高壓蒸汽，蒸汽在透平機(jī)做功后，排汽進(jìn)入汽-水換熱器12，進(jìn)一步提升供熱熱水的溫度。
吸收式熱泵4具有一次熱網(wǎng)回水進(jìn)口，熱網(wǎng)首站13具有一次熱網(wǎng)供水出口，二者分別連接至廠區(qū)外部的一次熱網(wǎng)回水管路5和一次熱網(wǎng)供水管路6。一次熱網(wǎng)回水沿著一次熱網(wǎng)回水管路5依次進(jìn)入吸收式熱泵4進(jìn)行第一次加熱，再進(jìn)入蒸汽透平式熱泵11進(jìn)行第二次加熱，再進(jìn)入汽-水換熱器12進(jìn)行第三次加熱，最后進(jìn)入熱網(wǎng)首站13進(jìn)行第四次加熱后送入一次熱網(wǎng)供水管路6。
本發(fā)明實(shí)施例中的分級抽汽梯級利用供熱系統(tǒng)通過合理利用汽輪機(jī)分級抽汽來回收冷端余熱，利用兩級熱泵單元和兩級換熱器單元實(shí)現(xiàn)熱網(wǎng)水的梯級加熱，從而提高了能源利用效率。
本發(fā)明中的分級抽汽梯級利用供熱系統(tǒng)不限于采用汽輪機(jī)的熱電廠，也可用于采用燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)機(jī)組的熱電廠；不限于回收循環(huán)冷卻水余熱的熱泵系統(tǒng)，也可用于乏汽等冷端低溫?zé)嵩从酂峄厥盏臒岜孟到y(tǒng)。
注意，上述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用的技術(shù)原理。本領(lǐng)域技術(shù)人員會理解，本發(fā)明不限于這里所述的特定實(shí)施例，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說能夠進(jìn)行各種明顯的變化、重新調(diào)整和替代而不會脫離本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，雖然通過以上實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了較為詳細(xì)的說明，但是本發(fā)明不僅僅限于以上實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的情況下，還可以包括更多其他等效實(shí)施例，而本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求范圍決定。