一种兼顾电站生活供热的抽水蓄能电站技术供水系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种兼顾电站生活供热的抽水蓄能电站技术供水系统，该系统以现有抽水蓄能电站的技术供水系统为基础，通过设置热泵系统，提取机组运行中产生的低品质热量，并将其用于电站生活供热，实现了水电机组运行废热的充分利用，提高了抽水蓄能电站整体的能源利用率，并为偏远地区电站的供暖问题提供了更加经济的实施方案；本实用新型专利技术通过增设热泵，还将常规抽水蓄能电站的技术供水系统由开式供水转为闭式供水，从而基本避免了流域中的微生物、杂质等对机组技术供水系统的危害。杂质等对机组技术供水系统的危害。杂质等对机组技术供水系统的危害。

【技术实现步骤摘要】
一种兼顾电站生活供热的抽水蓄能电站技术供水系统


[0001]本技术涉及水电站机组技术供水系统领域，具体涉及一种兼顾电站生活供热的抽水蓄能电站技术供水系统。

技术介绍

[0002]抽水蓄能电站的技术供水系统主要为发电机空气冷却器、机组轴承冷却器、水冷式变压器冷却器等提供冷却用水。技术供水系统一般从尾水管内取水，吸收机组产生的热量后，最终被排回尾水管内。可见，机组产生的热量最终被释放到了环境(水体)中，并未得到有效利用。
[0003]受限于电站选址条件，抽水蓄能电站一般建设在偏僻地区，生活基础配套较弱，特别是对于北方和西部等地区，其冬季温度低、寒冷周期长，电站对供暖有着强烈需求，但城市的集中供暖系统通常无法惠及至电站，因此需要电站自行建设投资成本高，运行管理耗费大的供暖系统。
[0004]对于常规4x300MW抽水蓄能电站(即安装4台300MW机组)，其单机冷却水量大约为1000m3/h，经过机组各冷却器后的水流升温约为5℃，以此初步估算，向水体释放热量的热功率大约为5.8MW，热功率相当可观。
[0005]此外，抽水蓄能电站的进/出水口一般设置在靠近上、下库库底位置(一般具有40m左右的深度)。为此，冬季进入机组流道及尾水管内的水体温度将高于环境温度，已经投运的抽水蓄能电站运行情况显示(以江浙一带电站为例)，冬季进入尾水管内的水体温度就约有13℃。该温度条件下，采用水
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水热泵已经能达到比较高的效率。对于北方或西部地区，冬季周期长，环境温度特别低，一般达
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15℃左右，此时一般的空气源热泵已经无法使用，特殊的热泵虽然可以使用，但往往造价高、效率低、较为费电。而抽水蓄能电站工作时，进入到机组流道内的水体还具有约5℃的温度，考虑吸收机组本身的散热后，该部分水温可达到约10℃。此时仍可采用普通水
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水热泵，并有较高的效率。
[0006]结合上述分析，取热泵COP为4，理论上可获得约7.2MW的热功率，对于一般抽水蓄能电站的生活区，其生活供暖面积约为3万m2，若热负荷指标按照50w/m2考虑，冬季的供暖负荷仅约1.5MW左右。所以，通过热泵提取的机组耗热量，用以满足电站生活区的供暖及供热是可行的。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本技术提出一种兼顾电站生活供热的抽水蓄能电站技术供水系统，具体技术方案如下：
[0008]一种兼顾电站生活供热的抽水蓄能电站技术供水系统，该系统包括尾水管取水阀、滤水器、技术供水泵、机组冷却单元进水阀、机组冷却单元、机组冷却单元出水阀、尾水管排水阀、热泵进水温度传感器、热泵进水阀、热泵、热泵出水阀、热泵出水温度传感器、回水阀、热泵旁通阀、机组冷却单元旁通阀、水泵水轮机尾水管、热水循环泵和电站供热用户；
其中，热泵包含冷凝器和蒸发器；
[0009]技术供水泵的出口管路上沿水流方向依次设置有机组冷却单元进水阀、机组冷却单元、机组冷却单元出水阀、热泵进水阀、蒸发器、热泵出水阀；其中，机组冷却单元包括上导轴承冷却器、发电电动机空冷器、推力轴承冷却器等机组各散热部件，向水流释放热量，蒸发器从水流中吸收热量；最后，热泵出水阀出口和技术供水泵进口通过管路连通，并在连通管上设置有回水阀；至此，形成正常运行状态下的闭式水流循环；
[0010]机组冷却单元进水阀进口和机组冷却单元出水阀出口间设置有机组冷却单元旁通管，并在机组冷却单元旁通管上设置机组冷却单元旁通阀；热泵进水阀进口和热泵出水阀出口间设置有热泵旁通管，并在热泵旁通管上设置热泵旁通阀；
[0011]在热泵进水阀出口与蒸发器进口间的连通管上设有热泵进水温度传感器，用来监视进入蒸发器的水温；在蒸发器出口与热泵出水阀进口间的连通管上设有热泵出水温度传感器，用来监视排出蒸发器的水温；
[0012]在技术供水泵进口与回水阀出口的连通管上引出备用取水支路与水泵水轮机尾水管连通，且在备用取水支路上沿水流方向依次设置有尾水管取水阀和滤水器，从而实现从水泵水轮机尾水管处取水；同时，在热泵出水阀出口与回水阀进口之间的连通管上引出备用排水支路与水泵水轮机尾水管连通，并在备用排水支路上设置尾水管排水阀，从而实现向水泵水轮机尾水管排水；
[0013]冷凝器、电站供热用户、热水循环泵之间依次通过管路连通，形成闭式循环供热系统。
[0014]进一步地，所述热泵的容量需与机组冷却单元匹配，使得此循环中的水温需在35℃以下。
[0015]进一步地，所述热泵的容量还需与电站热用户的供热负荷匹配，使得此循环中的回水温度在40℃以上，满足供热国标。
[0016]进一步地，所述技术供水泵为变频泵；所述热泵为无级可调温型热泵。
[0017]本技术的有益效果如下：
[0018](1)本技术以现有抽水蓄能电站的技术供水系统为基础，通过设置热泵系统，提取机组运行中产生的低品质热量，并将其用于电站生活供热，实现了水电机组运行废热的充分利用，提高了抽水蓄能电站整体的能源利用率，并为偏远地区电站的供暖问题提供了更加经济的实施方案。
[0019](2)此外，本技术通过增设热泵，还将常规抽水蓄能电站的技术供水系统由开式供水转为闭式供水，从而基本避免了流域中的微生物、杂质等对机组技术供水系统的危害。
附图说明
[0020]图1为本技术的技术供水系统正常运转流程示意图；
[0021]图2为本技术的技术供水系统在热泵故障时的运转流程示意图；
[0022]图3为本技术的技术供水系统在电站机组停机时的运转流程示意图；
[0023]图中，尾水管取水阀1、滤水器2、技术供水泵3、机组冷却单元进水阀4、机组冷却单元5、机组冷却单元出水阀6、尾水管排水阀7、热泵进水温度传感器8、热泵进水阀9、热泵10、
热泵冷凝器10
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1、热泵蒸发器10
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2、热泵出水阀11、热泵出水温度传感器12、回水阀13、热泵旁通阀14、机组冷却单元旁通阀15、水泵水轮机尾水管16、热水循环泵17、电站供热用户18。
具体实施方式
[0024]下面根据附图和优选实施例详细描述本技术，本技术的目的和效果将变得更加明白，以下结合附图和实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0025]如图1所示，本技术的技术供水系统包含尾水管取水阀1、滤水器2、技术供水泵3、机组冷却单元进水阀4、机组冷却单元5、机组冷却单元出水阀6、尾水管排水阀7、热泵进水温度传感器8、热泵进水阀9、热泵10、热泵出水阀11、热泵出水温度传感器12、回水阀13、热泵旁通阀14、机组冷却单元旁通阀15、水泵水轮机尾水管16、热水循环泵17和电站供热用户18。其中，热泵10包含冷凝器10
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1和蒸发器10
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2。
[0026]技术供水泵3的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种兼顾电站生活供热的抽水蓄能电站技术供水系统，其特征在于，该系统包括尾水管取水阀、滤水器、技术供水泵、机组冷却单元进水阀、机组冷却单元、机组冷却单元出水阀、尾水管排水阀、热泵进水温度传感器、热泵进水阀、热泵、热泵出水阀、热泵出水温度传感器、回水阀、热泵旁通阀、机组冷却单元旁通阀、水泵水轮机尾水管、热水循环泵和电站供热用户；其中，热泵包含冷凝器和蒸发器；技术供水泵的出口管路上沿水流方向依次设置有机组冷却单元进水阀、机组冷却单元、机组冷却单元出水阀、热泵进水阀、蒸发器、热泵出水阀；其中，机组冷却单元包括上导轴承冷却器、发电电动机空冷器、推力轴承冷却器等机组各散热部件，向水流释放热量，蒸发器从水流中吸收热量；最后，热泵出水阀出口和技术供水泵进口通过管路连通，并在连通管上设置有回水阀；至此，形成正常运行状态下的闭式水流循环；机组冷却单元进水阀进口和机组冷却单元出水阀出口间设置有机组冷却单元旁通管，并在机组冷却单元旁通管上设...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒崚峰，黄辉达，胡雄峰，李成军，
申请(专利权)人：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：