利用蒸汽动力循环中的乏汽余热进行回热与对外供热技术制造技术

本发明专利技术提供利用蒸汽动力循环中的乏汽余热进行回热与对外供热技术，属于低温废热利用技术领域。以蒸汽动力循环汽轮机出口乏汽作余热源，主要采用带有吸收－蒸发器的两级及多级第二类吸收式热泵技术，以环境为热泵的冷源，利用乏汽进入热泵中的相应部分完成其作用，形成凝水并实现自身升温回到蒸汽动力循环系统，实现乏汽回热；或余热提升温度用于加热外部冷流体，实现对外供热。本发明专利技术之乏汽回热，可减少抽汽回热抽汽量或代替抽汽回热，提高蒸汽动力循环热效率；在利用乏汽对外供热时，替代或部分替代热电联供中的抽汽供热，实现更好的节能效益；在与海水淡化相结合的对外供热时，可以实现对淡化海水的两次加热。本发明专利技术还可减少循环冷却水的消耗量，减少环境污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于余热利用节能设备与工程应用

技术介绍
以热力发电厂、核电厂为代表的所用蒸汽动力循环中，进入汽轮机的高温高压蒸汽中所含有的热能只有不到一半转化为机械能，大量的无法利用的热能存在于汽轮机出口的低温、低压乏汽中，乏汽中含有的热能最终通过冷却系统释放到环境中，伴随着这一过程的是大量冷却水的消耗和对环境的热污染。提高蒸汽动力循环热效率的主要方法是采用回热技术，一般采用汽轮机中间抽汽加热进入锅炉前的低温凝结水，其代价是所利用的汽轮机某一部位的抽汽原本可以在汽轮机中继续膨胀作功。采用了现行回热技术的蒸汽动力循环，仍然不能解决大量热能必须释放到环境中去的状况。在热电联产或热电冷联供系统中，现行的供热方案是采用汽轮机抽汽或以提高了温度的汽轮机出口蒸汽作为热源的。比较传统锅炉房供热，这两种供热方案都是节能的，但是它们都是以牺牲蒸汽一定的作功为代价的。尽管乏汽中含有大量的热能，但由于其温度、压力较低，传统的节能技术无法以合理的工艺参数和相对较低的工程造价对其加以回收利用。乏汽的温度虽低，但由于汽轮机出口乏汽干度在数值上有一定限制，同时乏汽冷凝过程中乏汽的温度比冷却水温度高出一定的数值，尤其是环境气温低(如冬季)时，乏汽与环境(冷却水)间存在一定的温差，这就为乏汽余热的利用提供了可利用的基础条件。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是要回收乏汽热量用于满足或部分满足蒸汽动力循环回热需求，以提高蒸汽动力循环热效率；或者回收乏汽热量用于供热，减少用于供热的汽轮机抽汽量。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是采用新型工艺结构的开式或闭式第二类吸收式热泵系统，以乏汽作为开式第二类吸收式热泵余热源，或以乏汽或冷却水作为闭式第二类吸收式热泵的余热源，利用环境作热泵的冷源，以多级热泵为主(在汽轮机出口乏汽参数高或环境温度低的情况下，也可采用单级热泵)，提升部分余热的温度用于蒸汽动力循环回热或对外供热。本专利技术所要达到的第一个目的是实现乏汽回热，其技术方案的基本构思是采用开式或闭式第二类吸收式热泵，汽轮机出口乏汽作为第二类吸收式热泵的余热源，环境为热泵冷源，热泵产热用于加热蒸汽动力循环的冷凝水，在组成上，主要由第二类吸收式热泵、热泵冷却系统、蒸汽动力循环系统组成，蒸汽动力循环系统中的汽轮机与热泵(发生器和吸收-蒸发器或蒸发器)经乏汽通道相连，同时热泵(吸收器)经凝水管道与蒸汽动力循环系统中的回热器(或直接与给水泵)相连，热泵冷却系统连通热泵冷凝器。在利用开式第二类吸收式热泵的乏汽回热技术方案时，汽轮机乏汽分别进入热泵的发生器和吸收器(或吸收-蒸发器)，进入发生器的乏汽只起到加热热泵内部稀溶液的热源的作用；进入吸收器(或吸收-蒸发器)的乏汽被溶液吸收，成为热泵内部工质中的一部分；两部分乏汽完成各自作用后形成冷凝水，汇合升压后经热泵吸收器吸收热量，凝水的温度得到提升后离开热泵系统回到蒸汽动力循环系统，实现了利用乏汽在热泵内放热中得到升温的热来加热凝水的回热目的。在利用闭式第二类吸收式热泵的乏汽回热技术方案时，汽轮机乏汽分别进入热泵的发生器和蒸发器，两部分乏汽只起余热作用，不参与到热泵内部；二者完成各自作用后形成冷凝水，汇合升压后经热泵吸收器吸收热量，凝水的温度得到提升后离开热泵系统回到蒸汽动力循环系统，实现了利用乏汽在热泵内放热中得到升温的热来加热凝水的回热目的。作为实现本专利技术第一个目的的基本构思的第1种具体技术方案是采用开式单级第二类吸收式热泵的乏汽回热系统，此时，余热蒸汽进入热泵的发生器和单级热泵的吸收器，完成各自作用后形成凝水，被热泵加热后回到蒸汽动力循环系统，实现回热。作为实现本专利技术第一个目的的基本构思的第2种具体技术方案是采用开式两级第二类吸收式热泵的乏汽回热系统，此时，余热蒸汽进入热泵的发生器和两级热泵的吸收-蒸发器，完成各自作用后形成凝水，被热泵加热后回到蒸汽动力循环系统，实现回热。作为实现本专利技术第一个目的的基本构思的第3种具体技术方案是采用开式三级或多级第二类吸收式热泵的乏汽回热系统，此时，余热蒸汽进入热泵的发生器和三级或多级热泵的低压吸收-蒸发器，完成各自作用后形成凝水，被热泵加热后回到蒸汽动力循环系统，实现回热。作为实现本专利技术第一个目的的基本构思的第4种具体技术方案是采用闭式单级第二类吸收式热泵的乏汽回热系统，此时，余热蒸汽分别进入热泵的发生器和蒸发器，完成各自作用后形成凝水，被热泵加热后回到蒸汽动力循环系统，实现回热。作为实现本专利技术第一个目的的基本构思的第5种具体技术方案是采用闭式二级第二类吸收式热泵的乏汽回热系统，此时，余热蒸汽分别进入热泵的发生器和蒸发器，完成各自作用后形成凝水，被热泵加热后回到蒸汽动力循环系统，实现回热。作为实现本专利技术第一个目的的基本构思的第6种具体技术方案是采用闭式三级或多级第二类吸收式热泵的乏汽回热系统，此时，余热蒸汽分别进入热泵的发生器和蒸发器，完成各自作用后形成凝水，被热泵加热后回到蒸汽动力循环系统，实现回热。除采用乏汽作为两种类型第二类热泵的余热来实现回热，也可利用蒸汽动力循环冷却水作闭式第二类吸收式热泵的余热，此时，蒸汽动力循环冷却水分别进入热泵的发生器和蒸发器，完成余热作用后回到冷却系统，蒸汽动力循环中经冷凝器冷却后的凝水连通热泵的吸收器，提升温度后回到蒸汽动力循环系统，实现回热。此方案的回热效果较乏汽回热的效果低，且只有环境气温低时(比如冬季)才有实际意义。本专利技术所要实现的第二个目的是用蒸汽动力循环中的乏汽对外供热，其所采用的基本技术方案是采用开式或闭式第二类吸收式热泵，汽轮机出口乏汽作为第二类吸收式热泵的余热源，环境为热泵冷源，热泵产热用于对外供热，实现乏汽供热之目的。在组成上，蒸汽动力循环系统中的汽轮机与热泵(发生器和吸收-蒸发器或蒸发器)经乏汽通道相连，被加热流体连通热泵吸收器，热泵冷却系统连通热泵冷凝器。在利用开式第二类吸收式热泵的乏汽供热技术方案时，汽轮机乏汽分别进入热泵的发生器和吸收器(或吸收-蒸发器)，进入发生器的乏汽只起到加热热泵内部稀溶液的热源的作用；进入吸收器(或吸收-蒸发器)的乏汽被溶液吸收，成为热泵内部工质中的一部分；两部分乏汽完成各自作用后形成冷凝水，汇合升压后回到蒸汽动力循环系统，被加热流体进、出热泵吸收器提升温度，实现利用乏汽热量对外供热之目的。在利用闭式第二类吸收式热泵的乏汽供热技术方案时，汽轮机乏汽分别进入热泵的发生器和蒸发器，两部分乏汽只起余热作用，不参与到热泵内部；二者完成各自作用后形成冷凝水，汇合升压后回到蒸汽动力循环系统，被加热流体进、出热泵吸收器提升温度，实现利用乏汽热能对外供热之目的。作为实现本专利技术用蒸汽动力循环中的乏汽对外供热目的的第1种具体技术方案是采用开式单级第二类吸收式热泵的乏汽供热系统，此时，余热蒸汽进入热泵的发生器和热泵的吸收器，完成各自作用后形成凝水，被升压后回到蒸汽动力循环系统；热泵产热用于加热进入其吸收器的外部流体，实现利用蒸汽动力循环系统汽轮机出口乏汽热能的对外供热。作为实现本专利技术用蒸汽动力循环中的乏汽对外供热目的的第2种具体技术方案是采用开式两级第二类吸收式热泵的乏汽供热系统，此时，余热蒸汽进入热泵的发生器和两级热泵的吸收-蒸发器，完成各自作用后形成凝水，被升压后回到蒸汽动力循环系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
利用蒸汽动力循环中的乏汽余热进行回热与对外供热技术，其特征是以蒸汽动力循环汽轮机出口的乏汽为余热源，采用开式或闭式第二类吸收式热泵，以环境为冷源，进入热泵系统的乏汽中的一部分余热经热泵提升温度，用于乏汽放热后形成的凝水自身温度的提升，实现乏汽回热，替代或部分替代抽汽回热，提高蒸汽动力循环热效率；或将热泵产热用于加热外部流体，实现乏汽对外供热。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李华玉，
申请(专利权)人：李华玉，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]