一种电厂余热冷热耦合利用的热泵系统的制作方法

本实用新型涉及一种热泵系统，具体涉及一种电厂余热冷热耦合利用的热泵系统。

背景技术：

随着化石燃料等不可再生能源的日益消耗，全球能源形势越来越严峻，节能日益成为人们所关注的热点问题，节能被公认为世界第五大能源。由于认识不足、技术条件不具备等各种原因，目前工业领域有很多余热资源被废弃，比如钢厂、化工厂等各种工艺过程中释放的热能，要么因为能量数量过少不足以规模化回收利用，或者因为温度较低导致能源品位较低无法满足利用需求，因此都被白白浪费掉。尤其是电厂循环冷却水余热，燃煤电厂的循环效率不足40％，有绝大部分热量损失是通过循环冷却水排放到环境中的，而循环冷却水温度只有30℃左右，无法直接回收利用。然而，随着热泵技术的发展，特别是大型高温水源热泵的问世，使得电厂循环冷却水余热回收成为可能。目前电厂循环冷却水余热利用热泵系统都是在供暖季利用热泵回收循环冷却水余热用于对热网循环水进行预加热，该系统只能在供暖季运行，供暖季结束后系统便停运，无法充分发挥热泵系统的利用率。

技术实现要素：

本实用新型需要解决的技术问题是：目前的热泵系统无法实现供暖季供热、夏季制冷的目的，进而提供一种电厂余热冷热耦合利用的热泵系统。

本实用新型为解决上述技术问题采用的技术方案是：

所述的热泵系统包括汽轮机1、凝汽器2、凉水塔3、热泵4、热网加热器5、换热器6、风冷换热器7、多条管路和多个阀门，汽轮机1的排汽口连接凝汽器2的进汽口，凝汽器2的出水口通过第一循环冷却水管路9连接凉水塔3的上水口，热泵4低温热源侧的进口通过第二循环冷却水管路10连接在第一循环冷却水管路9上，热泵4低温热源侧的出口通过第三循环冷却水管路11连接在凉水塔3的前池进水口，凉水塔3的前池出水口通过第四循环冷却水管路12连接凝汽器2的进水口；换热器6的出水口通过热网循环水回水管路13连接在热泵4高温热源侧的进口，热泵4高温热源侧的出口通过热网循环水管路14连接热网加热器5的进水口，热网加热器5的出水口通过热网循环水供水管路连接换热器6的进水口；第五循环冷却水管路15的进水口连接热泵4高温热源侧的出口，第五循环冷却水管路15的出水口连接在第二循环冷却水管路10上，第六循环冷却水管路16的进水口连接在第三循环冷却水管路11上，第六循环冷却水管路16的出水口连接热泵4高温热源侧的进口，第七循环冷却水管路8的进水口连接在第四循环冷却水管路12上，第七循环冷却水管路8的出水口连接在第三循环冷却水管路11上；风冷换热器7的出水口通过冷冻水回水管路17连接在热泵4低温热源侧的进口，热泵4低温热源侧的出口通过冷冻水供水管路18连接在风冷换热器7的进水口；第二循环冷却水管路10上安装有第一阀门19，且第一阀门19处于第五循环冷却水管路15与第二循环冷却水管路10的连接点和热泵4低温热源侧的进口之间的管路上，第三循环冷却水管路11上分别安装有第二阀门20和第九阀门27，第二阀门20处于第六循环冷却水管路16与第三循环冷却水管路11的连接点和热泵4低温热源侧的出口之间的管路上，第九阀门27处于第七循环冷却水管路8与第三循环冷却水管路11的连接点和凉水塔3的前池进水口之间的管路上，热网循环水管路14上安装有第三阀门21，热网循环水回水管路13安装有第四阀门22，第五循环冷却水管路15上安装有第五阀门23，第六循环冷却水管路16上安装有第六阀门24，冷冻水回水管路17上安装有第七阀门25，冷冻水供水管路18上安装有第八阀门26，第七循环冷却水管路8上安装有第十阀门28。

进一步的，所述的第四循环冷却水管路12上安装有循环冷却水泵，所述的循环冷却水泵处于第七循环冷却水管路8与第四循环冷却水管路12的连接点和凉水塔3前池出水口之间的管路上，热网循环水回水管路13上安装有热网循环水泵，冷冻水回水管路17上安装有冷冻水泵。

进一步的，所述的汽轮机1的抽汽口通过抽汽管路连接热网加热器5的进汽口，所述的抽汽管路上安装有第十一阀门29。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型是在现有热泵系统的基础上对循环水余热利用热泵系统的改造，将循环水管路同时与热泵的高温热源侧和低温热源侧相连，通过阀门的切换，循环水既可以作为热泵制热工况的低温热源，也可以作为热泵制冷工况的高温热源即冷却水。因此该循环水余热利用热泵系统既可以在供暖季进行供热，也可以在夏季进行制冷，实现电厂循环水余热冷热耦合利用，不仅节省成本，而且提高了系统的利用效率，利用率提高了30％。

附图说明

图1是本实用新型热泵系统的示意图；

图2是本实用新型供暖季供热工况工艺流程图；

图3是本实用新型夏季制冷工况工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案：

具体实施方式一：如图1至图3所示，本实施方式所述的热泵系统包括汽轮机1、凝汽器2、凉水塔3、热泵4、热网加热器5、换热器6、风冷换热器7、多条管路和多个阀门，汽轮机1的排汽口连接凝汽器2的进汽口，凝汽器2的出水口通过第一循环冷却水管路9连接凉水塔3的上水口，热泵4低温热源侧的进口通过第二循环冷却水管路10连接在第一循环冷却水管路9上，热泵4低温热源侧的出口通过第三循环冷却水管路11连接在凉水塔3的前池进水口，凉水塔3的前池出水口通过第四循环冷却水管路12连接凝汽器2的进水口；

换热器6的出水口通过热网循环水回水管路13连接在热泵4高温热源侧的进口，热泵4高温热源侧的出口通过热网循环水管路14连接热网加热器5的进水口，热网加热器5的出水口通过热网循环水供水管路连接换热器6的进水口；

第五循环冷却水管路15的进水口连接热泵4高温热源侧的出口，第五循环冷却水管路15的出水口连接在第二循环冷却水管路10上，第六循环冷却水管路16的进水口连接在第三循环冷却水管路11上，第六循环冷却水管路16的出水口连接热泵4高温热源侧的进口，第七循环冷却水管路8的进水口连接在第四循环冷却水管路12上，第七循环冷却水管路8的出水口连接在第三循环冷却水管路11上；

风冷换热器7的出水口通过冷冻水回水管路17连接在热泵4低温热源侧的进口，热泵4低温热源侧的出口通过冷冻水供水管路18连接在风冷换热器7的进水口；

第二循环冷却水管路10上安装有第一阀门19，且第一阀门19处于第五循环冷却水管路15与第二循环冷却水管路10的连接点和热泵4低温热源侧的进口之间的管路上，第三循环冷却水管路11上分别安装有第二阀门20和第九阀门27，第二阀门20处于第六循环冷却水管路16与第三循环冷却水管路11的连接点和热泵4低温热源侧的出口之间的管路上，第九阀门27处于第七循环冷却水管路8与第三循环冷却水管路11的连接点和凉水塔3的前池进水口之间的管路上，热网循环水管路14上安装有第三阀门21，热网循环水回水管路13安装有第四阀门22，第五循环冷却水管路15上安装有第五阀门23，第六循环冷却水管路16上安装有第六阀门24，冷冻水回水管路17上安装有第七阀门25，冷冻水供水管路18上安装有第八阀门26，第七循环冷却水管路8上安装有第十阀门28。

本实用新型是在现有热泵系统的基础上对循环水余热利用热泵系统的改造，节省成本。

具体实施方式二：如图1至图3所示，本实施方式所述的第四循环冷却水管路12上安装有循环冷却水泵，所述的循环冷却水泵处于第七循环冷却水管路8与第四循环冷却水管路12的连接点和凉水塔3前池出水口之间的管路上，热网循环水回水管路13上安装有热网循环水泵，冷冻水回水管路17上安装有冷冻水泵。

其他组成及连接方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：如图1至图3所示，本实施方式所述的汽轮机1的抽汽口通过抽汽管路连接热网加热器5的进汽口，所述的进汽管路上安装有第十一阀门29。汽轮机1中的热量可一部分用于给热网循环水加热。

其他组成及连接方式与具体实施方式一相同。

工作原理

如图2所示，供暖季供热工况时，关闭第五阀门23、第六阀门24、第七阀门25、第八阀门26和第十阀门28，冷用户处的风冷换热器7所在的冷冻循环水系统停用,汽轮机1排出的乏汽进入凝汽器2中，排汽热量由循环冷却水带走，被加热的循环冷却水一部分进入凉水塔中将热量排放到环境中，另一部分从热泵低温热源侧的进口进入到热泵中，从热泵低温热源侧的出口排出，经第三循环冷却水管路11进入到凉水塔的前池中，再经第四循环冷却水管路12进入到凝汽器中，从热用户处的换热器6回流的热网循环水从热泵4高温热源侧的进口进入到热泵中，然后从热泵4高温热源侧的出口排出，经热网循环水管路进入热网加热器5中，在此过程中，从凝汽器2出来的循环冷却水作为热泵4的低温热源，其热量经热泵4提升品位之后传递给热网循环水，热网循环水再经热网加热器加热，然后再被送入热用户处的换热器6，向热用户提供热量用于供暖,循环往复。

如图3所示，夏季制冷工况时，关闭第一阀门19、第二阀门20、第三阀门21、第四阀门22、第九阀门27和第十一阀门29，热用户处的换热器6所在的热网循环水系统停用，汽轮机1排出的乏气进入凝汽器2中，排汽热量由循环冷却水带走，被加热的循环冷却水进入凉水塔中将热量排放到环境中，另有一部分循环冷却水经第七循环冷却水管路8和第三循环冷却水管路11从热泵4高温热源侧的进口进入到热泵中，然后从热泵4高温热源侧的出口排出，再流经第五循环冷却水管路15和第二循环冷却水管路10与凝汽器2中排出的循环冷却水汇集，进入到凉水塔中将热量排放到环境中，从冷用户处的风冷换热器7回流的冷冻水经冷冻水回水管路17从热泵4低温热源侧的进口进入到热泵中，从热泵低温热源侧的出口排出，经冷冻水供水管路18进入到风冷换热器7中，在此过程中，从凉水塔3前池出来的一部分循环冷却水作为热泵4的高温热源，将冷冻水回水的热量带走，使冷冻水温度降低用于制冷。

本实用新型将循环冷却水管路同时与热泵的高温热源侧和低温热源侧相连，通过阀门的切换，循环冷却水既可以作为热泵制热工况的低温热源，也可以作为热泵制冷工况的高温热源即冷却水。因此该循环冷却水余热利用热泵系统既可以在供暖季进行供热，也可以在夏季进行制冷，实现电厂循环冷却水余热冷热耦合利用，不仅节省成本，而且提高了系统的利用效率。