一种水源式高温热泵机组及用于火电厂的余热回收系统技术方案

本发明专利技术涉及一种水源式高温热泵机组，其包括压缩机；压缩机排气口通过第一管道连接水源式逐级升温换热器的制冷剂入口；水源式逐级升温换热器的制冷剂出口通过第二管道连接四通换向阀后经第三管道连接使用侧水换热器的制冷剂入口；使用侧水换热器的制冷剂出口通过第四管道经节流阀连接热源侧水换热器的制冷剂入口；热源侧水换热器的制冷剂出口经第五管道连接四通换向阀后经过第六管道连接气液分离器，气液分离器通过第七管道连接压缩机的吸气口；使用侧水换热器的出水口与水源式逐级升温换热器的进水口相连。本发明专利技术还涉及包含水源式高温热泵机组的余热回收系统。本发明专利技术可回收火电厂的余废热以提高发电效率，且避免冷凝热排放造成大气污染。放造成大气污染。放造成大气污染。

【技术实现步骤摘要】
一种水源式高温热泵机组及用于火电厂的余热回收系统


[0001]本专利技术涉及热泵
，具体涉及一种水源式高温热泵机组及用于火电厂的余热回收系统。

技术介绍

[0002]目前，火电厂发电大多都是通过煤炭的燃烧将水变成蒸汽，再通过蒸汽来推动汽轮机高速运转以带动发电机高速运转从而进行发电，而驱动汽轮机高速运转需要在汽轮机两端形成大压差。
[0003]通常的做法一般是火电厂冷凝热通过冷却塔排入大气，从而降低凝汽器内的水温从而降低凝汽器内的压力，在汽轮机与凝汽器连接端形成“最有利真空”，让汽轮机进汽端与出汽端形成大压差从而驱动汽轮机进行高速运转。但因冷凝热排放到大气形成巨大的冷端损失，这样不仅造成能源和水（或电）的浪费，而且发电效率较低，同时也造成严重的大气污染，无法达到节能环保和低碳的目的。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的是提供一种既能充分回收利用火电厂的余热/废热来提高火电厂发电效率，也能避免冷凝热排放到大气中造成大气污染的水源式高温热泵以及包含该热泵的余热回收系统。
[0005]本专利技术采用如下技术方案：一种水源式高温热泵机组，其包括压缩机；所述压缩机的排气口通过第一管道连接水源式逐级升温换热器的制冷剂入口；所述水源式逐级升温换热器的制冷剂出口通过第二管道连接四通换向阀后经第三管道连接使用侧水换热器的制冷剂入口；所述使用侧水换热器的制冷剂出口通过第四管道经节流阀连接热源侧水换热器的制冷剂入口；所述热源侧水换热器的制冷剂出口经第五管道连接四通换向阀后经过第六管道连接气液分离器，所述气液分离器通过第七管道连接压缩机的吸气口；所述使用侧水换热器的出水口与水源式逐级升温换热器的进水口相连。
[0006]进一步的，所述水源式逐级升温换热器包括顺次连接的一级换热器、二级换热器、三级换热器和四级换热器。
[0007]进一步的，所述一级换热器、二级换热器、三级换热器和四级换热器的结构相同，均包括筒体、设置在筒体两端的封头以及设置在筒体内的换热铜管；所述筒体两端分别设置有进水管接头和出水管接头；所述换热铜管在所述筒体两端分别设置有进氟管接头和出氟管接头。
[0008]进一步的，所述一级换热器、二级换热器、三级换热器和四级换热器通过制冷剂连接管路顺次连接进氟管接头和出氟管接头；一级换热器的进氟管接头与第一管道连接，四级换热器的出氟管接头与第二管道连接。
[0009]进一步的，所述一级换热器、二级换热器、三级换热器和四级换热器通过水路管道
顺次连接进水管接头和出水管接头；所述四级换热器的进水管接头与使用侧水换热器的出水口相连。
[0010]进一步的，所述使用侧水换热器为高效壳管满液式蒸发器。
[0011]进一步的，所述热源侧水换热器为高效壳管干式冷凝器。
[0012]一种用于火电厂的余热回收系统，其上述水源式高温热泵机组、凝汽器、余热锅炉以及燃煤锅炉。
[0013]所述凝汽器的凝结水出口通过冷凝出水管道连接使用侧水换热器的进水口；所述水源式逐级升温换热器的出水口通过高温热水管道连接余热锅炉。
[0014]所述余热锅炉通过饱和蒸汽管道连接燃煤锅炉，所述燃煤锅炉通过高温蒸汽管道连接汽轮机。
[0015]汽轮机通过冷凝进水管道连接凝汽器。
[0016]余热回收系统中，所述水源式逐级升温换热器中的一级换热器的出水管接头通过高温热水管道连接余热锅炉。
[0017]余热回收系统中，所述凝汽器的冷却水出口通过凝汽器出水管连接热源侧水换热器10的进水口，所述热源侧水换热器的出水口通过凝汽器进水管连接凝汽器的冷却水进口。
[0018]余热回收系统中，所述凝汽器出水管上设置有单向导通阀。
[0019]余热回收系统中，其还包括控制单元、设置在冷凝出水管道上的冷凝进水温度传感单元、设置在凝汽器出水管上的热源侧进水温度传感单元、设置在凝汽器进水管上的热源侧出水温度传感单元、设置在高温热水管道上的高温热水出水温度传感单元、设置在饱和蒸汽管道上的饱和蒸汽温度传感单元、以及设置在高温蒸汽管道上的过热蒸汽温度传感单元。
[0020]所述冷凝进水温度传感单元、热源侧进水温度传感单元、热源侧出水温度传感单元、高温热水出水温度传感单元、饱和蒸汽温度传感单元以及过热蒸汽温度传感单元分别通过传感器连接线与控制单元连接。
[0021]余热回收系统中，所述第一管道上设置有与控制单元连接的排气温度传感单元和排气压力传感单元，所述第七管道上设置有与控制单元连接的吸气温度传感单元和吸气压力传感单元；所述压缩机和四通换向阀与控制单元电连接。
[0022]本专利技术的有益效果在于：本专利技术是综合利用水源式高温热泵机组的全热回收、冷凝热叠加和分段提取高温水等创新技术可将原本丢弃的发电后冷凝下来的30℃左右低品位热，有效地转化为80℃以上温度的高品位热再充分利用起来，通过锅炉转化为蒸汽后供发电机循环使用。在充分回收利用火电厂余热/废热的前提下，同时对火电厂发电系统的凝汽器降温降压，对系统的冷却水降温，从而提高火电厂发电效率。
[0023]本专利技术结合系统运行模式、控制单元通过系统各温度传感单元反馈的信号控制余热锅炉、燃煤锅炉的启停及水源式热泵机组启停和加减载运行，从而调节系统的出水温度、蒸汽温度和系统压差，来实现通过综合利用水源式高温热泵机组的全热回收、冷凝热叠加和分段提取高温水等创新技术来充分回收利用火电厂余热/废热，同时对火电厂发电系统的凝汽器降温降压，对系统的冷却水降温，以达到节能环保、降低碳排放和提高发电效率的
目的。
[0024]本专利技术突破了传统的火电厂发电过程中大量冷凝热排放到大气中无法回收利用和发电效率低的技术难题。实现了充分回收利用火电厂余热，大大提高火电厂的发电效率，大大减少火电厂对大气的污染和碳排放。
附图说明
[0025]图1水源式高温热泵机组的结构示意图。
[0026]图2为水源式逐级升温换热器的结构示意图。
[0027]图3为余热回收系统的原理示意图。
[0028]其中，1压缩机、2第一管道、3水源式逐级升温换热器、3
‑
1一级换热器、3
‑
2二级换热器、3
‑
3三级换热器、3
‑
4四级换热器、4第二管道、5四通换向阀、6第三管道、7使用侧水换热器、8第四管道、9节流阀、10热源侧水换热器、11第五管道、12第六管道、13气液分离器、14第七管道、15筒体、16封头、17换热铜管、18进水管接头、19出水管接头、20进氟管接头、21出氟管接头、22制冷剂连接管路、23水路管道、24水源式高温热泵机组、25凝汽器、26余热锅炉、27燃煤锅炉、28冷凝出水管道、29高温热水管道、30饱和蒸汽管道、31高温蒸汽管道、32汽轮机、33冷凝进水管道、34凝汽器出水管、35凝汽器进水管、36单向导通阀、37控制单元、38冷凝进水温度传感单元、39热源侧进水温度传感单元、40热源侧出水温度传感单元、41高温热水出水温度传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水源式高温热泵机组，包括压缩机（1），其特征在于，所述压缩机（1）的排气口通过第一管道（2）连接水源式逐级升温换热器（3）的制冷剂入口；所述水源式逐级升温换热器（3）的制冷剂出口通过第二管道（4）连接四通换向阀（5）后经第三管道（6）连接使用侧水换热器（7）的制冷剂入口；所述使用侧水换热器（7）的制冷剂出口通过第四管道（8）经节流阀（9）连接热源侧水换热器（10）的制冷剂入口；所述热源侧水换热器（10）的制冷剂出口经第五管道（11）连接四通换向阀（5）后经过第六管道（12）连接气液分离器（13），所述气液分离器（13）通过第七管道（14）连接压缩机（1）的吸气口；所述使用侧水换热器（7）的出水口与水源式逐级升温换热器（3）的进水口相连。2.根据权利要求1所述的水源式高温热泵机组，其特征在于，所述水源式逐级升温换热器（3）包括顺次连接的一级换热器（3
‑
1）、二级换热器（3
‑
2）、三级换热器（3
‑
3）和四级换热器（3
‑
4）；所述一级换热器（3
‑
1）、二级换热器（3
‑
2）、三级换热器（3
‑
3）和四级换热器（3
‑
4）的结构相同，均包括筒体（15）、设置在筒体（15）两端的封头（16）以及设置在筒体（15）内的换热铜管（17）；所述筒体（15）两端分别设置有进水管接头（18）和出水管接头（19）；所述换热铜管（17）在所述筒体（15）两端分别设置有进氟管接头（20）和出氟管接头（21）；所述一级换热器（3
‑
1）、二级换热器（3
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2）、三级换热器（3
‑
3）和四级换热器（3
‑
4）通过制冷剂连接管路（22）顺次连接进氟管接头（20）和出氟管接头（21）；一级换热器（3
‑
1）的进氟管接头（20）与第一管道（2）连接，四级换热器（3
‑
4）的出氟管接头（21）与第二管道（4）连接；所述一级换热器（3
‑
1）、二级换热器（3
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2）、三级换热器（3
‑
3）和四级换热器（3
‑
4）通过水路管道（23）顺次连接进水管接头（18）和出水管接头（19）；所述四级换热器（3
‑
4）的进水管接头（18）与使用侧水换热器（7）的出水口相连。3.根据权利要求1所述的水源式高温热泵机组，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊景华，范立群，范运山，范森，
申请(专利权)人：河北博志热能设备有限公司，
类型：发明
国别省市：