一种电站循环水余热系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电站循环水余热系统，包括：带发电机的凝汽式汽轮机、凝汽器、凝结水泵、循环水泵、吸水井、冷却塔、热泵系统、ORC系统、带永磁电机的膨胀机，上述部件通过管路系统连接构成热泵系统和ORC系统联合的电站循环水余热系统。由热泵系统和ORC系统联合构成的电站循环水余热系统既解决了循环水温度上升导致循环水蒸发量增加造成的损失，又降低了循环水的温度，提升凝汽器真空，还利用循环水余热发电，产生额外经济效益。产生额外经济效益。产生额外经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种电站循环水余热系统


[0001]本专利技术涉及火力发电
，尤其涉及一种电站循环水余热系统。

技术介绍

[0002]电厂在火力发电生产过程中，蒸汽经凝汽式汽轮机做功后成为低温蒸汽，排入凝汽器中冷凝放热，这部分冷凝热被循环水带到冷却塔直接排向大气。循环水在整体机组循环中起着维持凝汽器真空、冷却凝结水的作用。但由于不凝结气体的存在，使得凝汽器真空度降低，循环水温度升高，尤其在夏季更严重，通过冷却塔冷却，加大了循环水的蒸发量，导致补水量最多，水资源消耗高，限负荷情况增多，能量浪费率高。
[0003]为了降低能量浪费率，有部分企业提出了循环水余热回收装置，如专利申请号为202122463045.0的中国专利技术专利申请公开了一种热电厂循环水余热回收装置，包括箱体，箱体的顶部固定安装有热水箱，箱体一侧安装有进气管，箱体的顶部与热水箱之间固定有输送管，热水箱内安装有导热管，输送管的一端与导热管连接，热水箱的顶部安装有热气排出管，导热管远离输送管的一端与热气排出管连接，箱体内滑动安装有活塞，进气管上安装有单向阀一，输送管上安装有单向阀二，箱体的一端安装有滤网，箱体上设有用于滤网的清理组件，箱体的底部开设有排出口，排出口上通过螺栓连接有盖板，排出口位于滤网靠近进气管的一侧下方。工作时，通过热水箱的一侧的热水管通入循环水进入到热水箱内，启动伺服电机带动往复丝杆一转动，带动往复板来回移动带动连杆运动，使得活塞来回移动，活塞向往复丝杆运动时，进气管吸取外界气流进入到箱体内，通过单向阀一限制气流只能从外界进入到进气管内，当活塞向远离往复丝杆一的方向运动，推动箱体内的气流通过输送管排入到导热管内，单向阀二限制气流只能从箱体向输送管流动，气流进入到导热管内，与导热管外部的循环热水进行热交换，给气流进行加热预热，热气流通过热气排出管排出可以用来进行供暖的暖气预热，降低供暖的消耗，对循环水的热量进行余热回收，提升热量利用率。
[0004]但是由于季节的限制，该方案只能在供暖季节被使用，在非供暖季节，系统将停止运行，循环水余热依旧会被排放到大气中，造成能量浪费。此外，由于南北方气候差异，对于全年都无供暖的南方，循环水余热利用率基本为零。对于北方，也只有冬季需要供暖，其余季节也无需供暖，循环水余热利用率也不是很高，能量浪费率依然较高。

技术实现思路

[0005]本专利技术所需解决的技术问题是：提供一种热泵系统和ORC系统联合的电站循环水余热系统，该系统利用热泵系统吸收循环水余热产生热水，作为ORC系统热源来进行发电，能够有效降低循环水温度，提升凝汽器真空度，节约水资源的消耗，增加额外发电量，提高机组整体效率。
[0006]为解决能量浪费率高的问题，本专利技术采用的技术方案是：采用热泵系统和ORC系统联合的方式针对循环水余热进行有效利用，提高能量利用率。所述的一种电站循环水余热
系统，包括：带发电机的凝汽式汽轮机、凝汽器、凝结水泵、循环水泵、吸水井、冷却塔、热泵系统、ORC系统、以及带永磁电机的膨胀机。其中，凝汽式汽轮机对外做功使得发电机运转发电产生电流，以及膨胀机对外做功使得永磁电机运转发电产生电流这两部分属于现有的成熟技术，因而这里不对凝汽式汽轮机与发电机之间的连接结构、以及膨胀机与永磁电机之间的连接结构展开赘述。
[0007]各组成部件之间的具体连接关系为：凝汽式汽轮机的乏气出口通过第一管路与凝汽器的蒸汽进口连通，在凝汽器的冷凝水出口处连接有带凝结水泵的第二管路，第二管路汇集与第三管路连通；吸水井的出水口通过带循环水泵的第一循环管路与凝汽器的冷却水进水口连通，凝汽器的冷却水出水口与第二循环管路连通，第二循环管路的出口与冷却塔的进水口连通，冷却塔的出水口通过第三循环管路与吸水井的进水口连通；凝汽式汽轮机的低压饱和蒸汽出口通过第四管路与热泵系统的饱和蒸汽进口连通，热泵系统的冷凝水出口通过第五管路连接于第三管路上；在第二循环管路上设置有第四循环管路，第四循环管路的出口与热泵系统的循环水进口连通，热泵系统的循环水出口通过第五循环管路连接于第三循环管路上。热泵系统的冷水进口通过第六管路与ORC系统的冷水出口连通，供暖用户回水管的出水口连接于第六管路上，热泵系统的热水出口通过第七管路与ORC系统的热水进口连通，供暖用户供水管的进水口连接于第七管路上；ORC系统的工质蒸汽出口通过第八管路与膨胀机的气体进口连通，膨胀机的液体出口通过第九管路与ORC系统的工质液体进口连通；在第二管路、第三管路、第四管路、第五管路、第六管路、第七管路的供暖用户供水管连接处至第七管路出口之间段、供暖用户供水管、第八管路、第九管路、第一循环管路、第二循环管路分别安装有至少一个阀门。
[0008]热泵系统以高品位热能为动力，回收低温热源的热量，制取较高温度的热水以供采暖或满足工艺等需求。本方案中的热泵系统的具体结构包括：第一冷凝器、发生器、换热器、吸收器、第一蒸发器；发生器的蒸汽进口为热泵系统的饱和蒸汽进口，在发生器的冷凝水出口处连接有带疏水泵的第一热泵系统管路，第一热泵系统管路的出口为热泵系统的冷凝水出口，发生器的制冷剂蒸汽出口通过第二热泵系统管路与第一冷凝器的制冷剂蒸汽进口连通，发生器的浓缩制冷剂溶液出口通过第三热泵系统管路与换热器的浓缩制冷剂进口连通，换热器的浓缩制冷剂出口通过第四热泵系统管路与吸收器的喷淋管进口连通，换热器的稀释制冷剂出口通过第五热泵系统管路与发生器的稀释制冷剂溶液进口连通；吸收器的低温制冷剂蒸汽进口通过第六热泵系统管路与第一蒸发器的低温制冷剂蒸汽出口连通，吸收器的稀释制冷剂溶液出口通过带溶液泵的第七热泵系统管路与换热器的稀释制冷剂进口连通，吸收器的冷水进口为热泵系统的冷水进口，吸收器的热水出口通过第八热泵系统管路与第一冷凝器的进水口连通；第一蒸发器的制冷剂溶液出口通过带第一工质泵的第九热泵系统管路与第一蒸发器的喷淋管进口连通，第一蒸发器的循环水进口为热泵系统的循环水进口，第一蒸发器的循环水出口为热泵系统的循环水出口；第一冷凝器的制冷剂溶液出口通过带节流阀的第十热泵系统管路与第一蒸发器上的制冷气溶液进口连通，第一冷凝器的热水出口为热泵系统的热水出口。
[0009]进一步地，前述的一种电站循环水余热系统，其中，在发生器的冷凝水出口至疏水泵之间段的第一热泵系统管路上设置有储水罐。在实际使用过程中，需要往热泵系统中补充制冷剂时，可以在第一蒸发器的制冷剂溶液出口与第一工质泵之间段的第九热泵系统管
路上设置有制冷剂储液罐，通过往制冷剂储液罐中加入制冷剂来实现热泵系统中制冷剂补充目的。
[0010]有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle，简称ORC)是以低沸点有机物为工质的朗肯循环。本方案中的ORC系统的具体结构包括：第二蒸发器、第二冷凝器和储液罐；在第二蒸发器的热水进口处连接有带热水泵的第一ORC系统管路，第一ORC系统管路的进口为ORC系统的热水进口，第二蒸发器的冷水出口为ORC系统的冷水出口，第二蒸发器的工质蒸汽出口为ORC系统的工质蒸汽出口，第二蒸发器的工质溶液进口通过带第二工质泵的第二ORC系统管路与储本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电站循环水余热系统，包括：带发电机的凝汽式汽轮机、凝汽器、凝结水泵、循环水泵、吸水井、冷却塔和热泵系统；其特征在于：凝汽式汽轮机的乏气出口通过第一管路与凝汽器的蒸汽进口连通，在凝汽器的冷凝水出口处连接有带凝结水泵的第二管路，第二管路汇集与第三管路连通；吸水井的出水口通过带循环水泵的第一循环管路与凝汽器的冷却水进水口连通，凝汽器的冷却水出水口与第二循环管路连通，第二循环管路的出口与冷却塔的进水口连通，冷却塔的出水口通过第三循环管路与吸水井的进水口连通；凝汽式汽轮机的低压饱和蒸汽出口通过第四管路与热泵系统的饱和蒸汽进口连通，热泵系统的冷凝水出口通过第五管路连接于第三管路上；在第二循环管路上设置有第四循环管路，第四循环管路的出口与热泵系统的循环水进口连通，热泵系统的循环水出口通过第五循环管路连接于第三循环管路上；电站循环水余热系统还包括：ORC系统、带永磁电机的膨胀机；热泵系统的冷水进口通过第六管路与ORC系统的冷水出口连通，供暖用户回水管的出水口连接于第六管路上，热泵系统的热水出口通过第七管路与ORC系统的热水进口连通，供暖用户供水管的进水口连接于第七管路上；ORC系统的工质蒸汽出口通过第八管路与膨胀机的气体进口连通，膨胀机的液体出口通过第九管路与ORC系统的工质液体进口连通；在第二管路、第三管路、第四管路、第五管路、第六管路、第七管路的供暖用户供水管连接处至第七管路出口之间段、供暖用户供水管、第八管路、第九管路、第一循环管路、第二循环管路分别安装有至少一个阀门。2.根据权利要求1所述的一种电站循环水余热系统，其特征在于：所述的热泵系统包括：第一冷凝器、发生器、换热器、吸收器、第一蒸发器；发生器的蒸汽进口为热泵系统的饱和蒸汽进口，在发生器的冷凝水出口处连接有带疏水泵的第一热泵系统管路，第一热泵系统管路的出口为热泵系统的冷凝水出口，发生器的制冷剂蒸汽出口通过第二热泵系统管路与第一冷凝器的制冷剂蒸汽进口连通，发生器的浓缩制冷剂溶液出口通过第三热泵系统管路与换热器的浓缩制冷剂进口连通，换热器的浓缩制冷剂出口通过第四热泵系统管路与吸收器的喷淋管进...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈秋雨，马靖萱，张函，雷露晓，
申请(专利权)人：苏州海陆重工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：