一种高效导热的多能源并用的供热系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高效导热的多能源并用的供热系统，包括地热供热子系统、非地热供热子系统和余热利用子系统；所述地热供热子系统包括接入地热热源并对地热热源进行汽水分离的汽水分离器，所述汽水分离器包括一个低温热水输出口和至少一个以上的高温蒸汽输出口，所述高温蒸汽输出口通过流动热载体输出通道连接余热利用子系统；所述非地热供热子系统包括接入太阳能热源和/或第三种热源并进行储热的储热设备；所述汽水分离器的低温热水输出口输出的热能、储热设备输出的热能通过热超导导热管路组件连接在余热利用子系统的后端热利用装置上。

【技术实现步骤摘要】
一种高效导热的多能源并用的供热系统
本技术涉及热能开采应用领域，具体涉及一种高效导热的多能源并用的供热系统。
技术介绍
热超导技术也称为热管技术，指在特定条件下其物理导热性的热阻值几乎等于零，具有超越常规任何一种单品导热材料。其导热通量是高性导热性能金属材料的数千倍或数万倍，而且导热速度极快可达7000米/秒以上。热超导技术自从被科学家发现到应用至今已有几十年的发历史，该技术是通过多种不同材料配比，以特殊的制造工艺做成不同形态的密闭型元器件(或产品)，多以管件、换热片、导热排管等方式使用。按热超导介质的物理形态，可分为业态配方、固态配方、涂层配方；按照介质的安全性可分为：有机配方、无辐射配方等。无论哪一种配方的热超导导热介质，其共性原理都是需要在一个封闭的物体空间内方可正常工作，在一端受热的情况下，热量以接近声速向低温端传递。不同类型的热超导介质，其导热系数不同。而且适用的工作温度区间也有所不同。实验证实，热超导介质的导热性能可达纯银(导热系数411W/m.℃)的8000-30000倍，单体热超导部件长度可从几毫米至近百米，其导热头尾端温差几乎为零。其正常工作区间可分为高中温、低温三个区域，例如：中国专利号CN89108521.1及CN97180042.1所公开的专利配方及有关测试参数，其当量导热系数超过27MW/m2.S，是纯银(导热系数411W/m.℃)的数万倍。不同的导热介质，其有效工作温度范围有所不同：有普通介质-50～350℃，也制作成的高、中、低温三种传热介质的导热元件：低温元件—-60℃至80℃，中温元件—30℃至300℃，高温元件—300℃至1100℃。目前热超导技术应用较多而相对成熟的领域，是对大功率电器产品(如，CPU电源、LED照明驱动、高耗能芯片等)作为散热应用，或用于特殊装备(如，航空飞行器、运载火箭)的内外表面的温度平衡。在大型工业热能应用产业的热能传输中，均采用常规的热载体流动方式传输热能。热超导技术(热管)在大规模热能供给应用领域(如，石油化工业生产、热能发电、食品及建材加工、城市集中供暖等)，未得到广泛应用。其“瓶颈”问题在于：所有不同配方的热超导体介质，在使用时都必须在一个密闭的空间内方可有效应用，当密闭空间尺寸大于正常工作的临界值或密闭空间环境受损，其高效的导热特性能不复存在。不同配方其有效空间临界值不同。而且对于大型工业用热能传输装备若使用热超导技术，还存在设计、制造或安装工艺等特殊困难。以上种种原因是导致热超导技术在规模化的工业用热领域，未能广泛应用的关键所在。
技术实现思路
针对上述缺陷，本技术提供一种高效导热的多能源并用的供热系统，在高效非流动热载体导热系统装置基础上，将地热能综合利用的供热系统为主供热源，扩展成为一套可与多中不同热源融合并用的热能供给系统。可以利用三种(但不局限于三种)不同热源：即，地热能热源、太阳能热源及其他热源。其中地热能热源作为主要热能供给系统，自生产井产出以流动载体方式通过管道传输，为多个不同的用热产业提供热能，用热能使用后形成冷凝液流体，再回注到井下形成封闭的循环系统为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种高效导热的多能源并用的供热系统，包括地热供热子系统、非地热供热子系统和余热利用子系统；所述地热供热子系统包括接入地热热源并对地热热源进行汽水分离的汽水分离器，所述汽水分离器包括一个低温热水输出口和至少一个以上的高温蒸汽输出口，所述高温蒸汽输出口通过流动热载体输出通道连接余热利用子系统；所述非地热供热子系统包括接入太阳能热源和/或第三种热源并进行储热的储热设备；所述汽水分离器的低温热水输出口输出的热能、储热设备输出的热能通过热超导导热管路组件连接在余热利用子系统的后端热利用装置上。作为对上述技术方案的改进，所述热超导导热管路组件包括热能分配器，所述热能分配器的输入口通过高效导热管件调控开关和高效导热连接组件连接在储热设备上和/或汽水分离器的低温热水输出口上，或直接通过高效导热连接组件连接在储热设备上和/或汽水分离器的低温热水输出口上，所述热能分配器的输出口通过高效导热管件调控开关和高效导热连接组件连接在余热利用子系统的后端热利用装置上；所述后端热利用装置为高效多功能热交换装置和余热利用产业集群的组合，所述高效多功能热交换装置为余热利用产业集群提供热能。作为对上述技术方案的改进，所述地热热源来自于地热供热子系统的地热生产井，所述后端热利用装置的冷凝液流体再回注到地热供热子系统的注水井下形成封闭的循环系统；所述第三种热源为除了地热和太阳能热源的其它热源。作为对上述技术方案的改进，所述余热利用子系统包括热力发电装置、前端热利用装置、后端热利用装置，两个所述热力发电装置或一个热力发电装置和一个前端热利用装置串联成支路，两个所述支路并联后连接一个后端热利用装置；所述热力发电装置由热力发电机组和为热力发电机组提供热力的第二级热交换器组成，所述前端热利用装置由余热利用产业集群和为余热利用产业集群提供热力的第二级热交换器组成。作为对上述技术方案的改进，在一个支路中，所述前端热利用装置和后端热利用装置之间设置有单向阀使前端热利用装置的热载体输入到后端热利用装置但不会使后端热利用装置的冷凝液流体回流到前端热利用装置；所述后端热利用装置和注水井之间设置有单向阀使后端热利用装置的冷凝液流体注入到注水井但不会使注水井的液体回流到后端热利用装置。作为对上述技术方案的改进，所述汽水分离器的高温蒸汽输出口包括设置于罐体顶端的干蒸汽输出口和设置于罐体上部的干湿蒸汽输出口；所述干蒸汽输出口连接超临界闪蒸罐，所述超临界闪蒸罐的输出口连接第一级热交换器，所述干湿蒸汽输出口直接连接第一级热交换器，两个所述第一级热交换器的壳程出口和管程出口分别连接余热利用子系统的一个支路。作为对上述技术方案的改进，所述高效多功能热交换装置包括交换器壳体，设置于交换器壳体内且相隔开的前端板和后端板，所述前端板和后端板将所述交换器壳体分离为前方位置的A腔、中间位置的B腔和后方位置的C腔；中间位置的所述B腔设置有热交换管组件使B腔的管程连通A腔和C腔，所述B腔的一端设置有壳程流体进入的壳程液体进口，另一端设置有壳程流体流出的壳程液体出口；所述C腔设置有管程流体进入的管程流体进口，所述管程流体通过B腔内的热交换组件的管程换热后进入A腔，所述A腔设置有管程流体流出的管程流体出口；所述A腔为热超导换热腔，所述A腔内设置有热超导导热管；所述交换器壳体的前端设置有前端盖，所述热超导导热管的一端从前端盖穿过并伸出到A腔的外端，所述热超导导热管的伸出端连接热超导换热体。作为对上述技术方案的改进，所述高效导热连接组件，包括两端均为连接公头或两端均为连接母头或一端为连接公头、一端为连接母头的高效导热连接件，所述连接母头有插接孔，所述连接公头与连接母头的插接孔相适配以形成快速插接，所述连接公头的外周凹陷有外周环状凹槽，所述连接母头的插接孔内壁凹陷有内周环状凹槽，所述外周环状凹槽与内周环状凹槽相适配并卡接有弹簧卡圈；所述高效导热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效导热的多能源并用的供热系统，其特征在于：包括地热供热子系统、非地热供热子系统和余热利用子系统；/n所述地热供热子系统包括接入地热热源并对地热热源进行汽水分离的汽水分离器，所述汽水分离器包括一个低温热水输出口和至少一个以上的高温蒸汽输出口，所述高温蒸汽输出口通过流动热载体输出通道连接余热利用子系统；所述非地热供热子系统包括接入太阳能热源和/或第三种热源并进行储热的储热设备；所述汽水分离器的低温热水输出口输出的热能、储热设备输出的热能通过热超导导热管路组件连接在余热利用子系统上。/n

【技术特征摘要】
1.一种高效导热的多能源并用的供热系统，其特征在于：包括地热供热子系统、非地热供热子系统和余热利用子系统；
所述地热供热子系统包括接入地热热源并对地热热源进行汽水分离的汽水分离器，所述汽水分离器包括一个低温热水输出口和至少一个以上的高温蒸汽输出口，所述高温蒸汽输出口通过流动热载体输出通道连接余热利用子系统；所述非地热供热子系统包括接入太阳能热源和/或第三种热源并进行储热的储热设备；所述汽水分离器的低温热水输出口输出的热能、储热设备输出的热能通过热超导导热管路组件连接在余热利用子系统上。


2.根据权利要求1所述高效导热的多能源并用的供热系统，其特征在于：所述热超导导热管路组件包括热能分配器，所述热能分配器的输入口通过高效导热管件调控开关和高效导热连接组件连接在储热设备上和/或汽水分离器的低温热水输出口上，或直接通过高效导热连接组件连接在储热设备上和/或汽水分离器的低温热水输出口上，所述热能分配器的输出口通过高效导热管件调控开关和高效导热连接组件连接在余热利用子系统的后端热利用装置上；所述后端热利用装置为高效多功能热交换装置和余热利用产业集群的组合，所述高效多功能热交换装置为余热利用产业集群提供热能。


3.根据权利要求2所述高效导热的多能源并用的供热系统，其特征在于：所述高效多功能热交换装置包括交换器壳体，设置于交换器壳体内且相隔开的前端板和后端板，所述前端板和后端板将所述交换器壳体分离为前方位置的A腔、中间位置的B腔和后方位置的C腔；中间位置的所述B腔设置有热交换管组件使B腔的管程连通A腔和C腔，所述B腔的一端设置有壳程流体进入的壳程液体进口，另一端设置有壳程流体流出的壳程液体出口；所述C腔设置有管程流体进入的管程流体进口，所述管程流体通过B腔内的热交换组件的管程换热后进入A腔，所述A腔设置有管程流体流出的管程流体出口；所述A腔为热超导换热腔，所述A腔内设置有热超导导热管；所述交换器壳体的前端设置有前端盖，所述热超导导热管的一端从前端盖穿过并伸出到A腔的外端，所述热超导导热管的伸出端连接热超导换热体。


4.根据权利要求2所述高效导热的多能源并用的供热系统，其特征在于：所述高效导热连接组件，包括两端均为连接公头或两端均为连接母头或一端为连接公头、一端为连接母头的高效导热连接件，所述连接母头有插接孔，所述连接公头与连接母头的插接孔相适配以形成快速插接，所述连接公头的外周凹...

【专利技术属性】
技术研发人员：王川，庄献忠，
申请(专利权)人：北京王川景观设计有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11