一种供热系统的制作方法

本实用新型涉及核电技术领域，特别涉及一种利用核电站重要厂用水工质实现居民集中供热系统。

背景技术：

集中供热是指以热水或蒸汽作为热媒，由一个或多个热源通过热网向城市、镇或其中某些区域热用户供应热能的方式。随着能源形势越发严峻，提高能源利用率，改善能源结构，节约能源，保护环境变得越发重要。而集中供热具有提高能源利用率、减轻大气污染、降低运行成本和提高供热质量等优点。

目前，实现集中供热的方法有两种：(1)锅炉供热，水进入供热锅炉，在汽水系统中供热锅炉受热面将吸收的热量传递给水，使水加热成有一定温度和压力的热水或水蒸气，然后引出送向用户，经过用户的水最后再回到锅炉中加热，如此循环；(2)热电联产，电站锅炉中将水加热后形成高温高压蒸汽推动汽轮机转动发电，将对汽轮机做过功的蒸汽抽出，经换热器后形成水返回锅炉，同时换热器通过热交换将加热后的水输送给用户，热水经过用户后再返回换热器重新加热，用于加热供热水以外的蒸汽从汽轮机中通过凝汽器冷却后变成水返回锅炉。

但是，方法(1)的锅炉供热需要大量的燃料，目前主要使用的燃料是煤，其成本高、对环境影响严重；方法(2)的热电联产对燃料质量有较高要求，目前使用的燃料含硫、磷，成本高，对环境影响严重，同时对厂址选择有一定要求，需要选在城市盛行风的下风向。

技术实现要素：

本实用新型通过提供一种利用核电站重要厂用水工质实现居民集中供热系统，解决了现有技术中供热系统燃料消耗量大、对环境影响严重的问题，提高了核电站运行过程中核能产生的余热的利用率。

本申请实施例提供了一种供热系统，用于利用核电站重要厂用水工质实现居民集中供热，所述供热系统包括：

核电站重要厂用水系统，用于抽取冷源工质并通过所述冷源工质将核电厂的热负荷排出；

第一分流装置，通过第三传输管道连接所述核电厂重要厂用水系统，用于在供暖时，将加热后的冷源工质通过第四传输管道输送到用户；

用户系统，通过第四传输管道连接所述第一分流装置，用于接收并使用加热后的所述冷源工质；

所述用户系统还通过第二出水管道连接所述冷源工质，用于将所述用户系统使用后的工质排入所述冷源工质。

可选的，所述核电站重要厂用水系统包括：

循环水过滤系统，通过第一进水管道与冷源工质连接，用于通过所述第一进水管道输送所抽取的冷源工质并进行过滤后输出；

排水装置，分别连接设备冷却水系统和第一分流装置，用于将加热后的所述冷源工质输送至所述第一分流装置中；

所述第一分流装置还用于在无需供暖时，通过第一出水管道将加热后的所述冷源工质直接排出。

可选的，所述核电站重要厂用水系统进一步包括：

设备冷却水系统，连接在所述循环水过滤系统与所述排水装置之间，用于通过内部压力将核电厂产生的热能传递给过滤后的所述冷源工质并排至排水装置。

可选的，所述循环水过滤系统包括：

第一泵，通过所述第一进水管道连接冷源工质，用于抽取所述冷源工质；

过滤器，通过所述第一进水管道连接所述第一泵，用于过滤所述冷源工质。

可选的，所述设备冷却水系统包括：分别与所述过滤器和所述排水装置连接的换热器，与所述换热器连接的第二泵，以及与所述第二泵连接的缓冲箱，其中：

所述缓冲箱，用于为第二泵提供吸入压头，补偿水容积变化；

所述第二泵，用于为换热器运行供压；

所述换热器，用于将核电厂产生的热能传递给流经换热器内的所述冷源工质，并将经过冷热交换的所述冷源工质输送至所述排水装置。

可选的，所述冷源工质为海水。

可选的，所述核电站重要厂用水系统还包括：

第二分流装置，连接于所述冷源工质和循环水过滤系统之间，用于控制选择不同冷源工质输送至循环水过滤系统。

可选的，所述第一分流装置和第二分流装置均为三通阀。

可选的，所述排水装置为排水渠。

可选的，所述冷源工质为通过第一进水管道输入的核电站冷源工质和通过第二进水管道输入的供暖工质。

本申请实施例提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

在本申请实施例中，通过在核电站重要厂用水系统的出口设置第一分流装置，在需要时所述第一分流装置将原本核电站废弃的热量通过冷源工质传输给用户，实现热量的回收再利用，有效解决了现有技术中供热系统燃料消耗量大、对环境影响严重的问题，提高了核电站运行过程中核能产生的余热的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要实用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种供热系统的结构示意图。

图2为本申请实施例提供的一种供热系统的结构示意图。

图3为本申请实施例提供的一种基于三通阀分流控制的供热系统结构示意图。

图4为本申请实施例提供的一种供热系统的结构示意图。

图5为本申请实施例提供的一种基于三通阀分流控制的供热系统结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种利用核电站重要厂用水工质实现居民集中供热系统，通过在核电站重要厂用水系统的出口设置第一分流装置，在需要时所述第一分流装置将原本核电站废弃的热量通过冷源工质传输给用户，实现热量的回收再利用，有效解决了现有技术中供热系统燃料消耗量大、对环境影响严重的问题，提高了核电站运行过程中核能产生的余热的利用率。

为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

实施例一

本实用新型提供了一种供热系统，用于利用核电站重要厂用水工质实现居民集中供热，参见图1，供热系统包括：

核电站重要厂用水系统10，用于抽取冷源工质40并通过冷源工质40将核电厂的热负荷排出；

第一分流装置20，通过第三传输管道50连接核电厂重要厂用水系统10，用于在供暖时，将加热后的冷源工质40通过第四传输管道60输送到用户；

用户系统30，通过第四传输管道60连接第一分流装置20，用于接收并使用加热后的冷源工质40；

用户系统30还通过第二出水管道80连接冷源工质40，用于将用户系统30使用后的工质排入冷源工质40。

具体地，参见图2，供热系统包括核电厂重要厂用水系统10、第一分流装置20和用户系统30，其中，核电站重要厂用水系统10包括：

循环水过滤系统101，通过第一进水管道104与冷源工质40连接，用于通过第一进水管道104输送所抽取的冷源工质40并进行过滤后输出；

设备冷却水系统102，连接在循环水过滤系统101与排水装置103之间，用于通过内部压力将核电厂产生的热能传递给过滤后的冷源工质40并排至排水装置103；

排水装置103，分别连接设备冷却水系统102和第一分流装置20，用于将加热后的冷源工质40输送至第一分流装置20中。

具体地，参见图3，图3是图2中的各个系统和装置在实施中对应的设备图，供热系统包括循环水过滤系统101，由第一泵1011和过滤器1012组成；设备冷却水系统102，由换热器1021、第二泵1022和缓冲箱1023组成；排水装置103，第一分流装置20和用户系统30；其中：

第一泵1011通过第一进水管道104连接冷源工质40，用于抽取冷源工质40；

过滤器1012通过第一进水管道104连接第一泵1011，用于过滤冷源工质40；

换热器1021通过第一传输管道105连接过滤器1012，用于将核电厂产生的热能传递给冷源工质40，并将所述冷源工质输送排水装置103；

第二泵1022连接换热器1021，用于为换热器1021运行供压；

缓冲箱1023连接所述第二泵1022，用于为第二泵1022提供吸入压头，补偿水容积变化；

具体地，参见图3，排水装置103为排水渠，连接于换热器1021与第一分流装置20之间，用于将加热后的冷源工质输送至第一分流装置20；

第一分流装置20为三通阀，包括三个端口(端口1为进水口，端口2和端口3为出水口)，连接于排水渠103和用户系统30之间，用于根据用户系统30的需要选择冷源工质40的排出路径。

在本实施例中，冷源工质40为海水，第一泵1011通过第一进水管道104抽取温度为30℃的海水，并输送给过滤器1012，过滤器将海水过滤后输送给换热器1021；在第二泵1022的供压和缓冲箱1023的缓冲作用下，换热器1021通过第五传输管道107接收核电站主回路中温度为42℃的工质，并将其热量传递给通过第一传输管道105输入的海水；受热后的海水变为35℃，通过第二传输管道106传输给排水渠103，然后通过端口1输送给三通阀20；

当用户系统30不需要供热时，通过三通阀20的端口2将受热后的海水直接排入海中；当用户系统30需要供热时，通过三通阀20的端口3将受热后的海水输送至用户系统30。

在本实施例中，不同电站运行工况下换热器1021的设计参数见表1。

【表1】

在本实施例中，根据国内热电厂实际供暖经验，室外温度与热负荷的关系见表2。

【表2】

在本实施例中，根据实际情况，取表1中水力设计流量在5种电厂运行工况下的平均值2183m³/h，图3中管道107的水质温度取42℃，管道108的水质温度取35℃，管道105的水质温度取30℃，海水密度取1000kg/m³，海水比热容C取4.2*10³J/(kg/℃)，则根据物体吸热公式得到流向排水渠的海水每秒带走的热量为：

Q＝C*M*△T＝4.2*10³J/(kg/℃)*2183m³/h*1000kg/m³*(42-35)℃＝1.783*10⁷J/s；

取室外温度为-7℃。热负荷q为35W/m²，根据居民取暖热负荷的公式得到供暖面积S为：

S＝Q/q＝1.783*10⁷(J/s)/35(W/m²)＝509428.57(m²)；

取每户人家供暖面积为60m²，可供居民户数为8490户。

在本实施例中，采用的计算数据是单台机组，海水温度是南方电站的数据，取的比热容是实际比海水更小的水比热容，密度是比海水更小的水密度；而国内电站至少配置4台机组，因此在实际应用中，本申请实施例至少可以为4*8490＝33960户家庭供热，效果非常可观。

实施例二

本实用新型提供了一种供热系统，用于利用内陆核电站重要厂用水工质实现居民集中供热，参见图4，该供热系统包括核电站重要厂用水系统10、第一分流装置20、用户系统30和第二分流装置90，其中核电站重要厂用水系统10与实施例一的图2中的相同，区别在于，第一分流装置20和用户系统30排出冷源工质40的路径不同，并且还包括：第二分流装置90，连接冷源工质40，用于控制选择不同冷源工质输送至循环水过滤系统101。

在本实施例中，冷源工质40为通过第一进水管道104输入的核电站冷源工质401和通过第二进水管道(1041)输入的供暖工质402。

具体地，参见图5，图5是图4中的各个系统和装置在实施中对应的设备图，供热系统包括第二分流装置90、循环水过滤系统101、设备水冷却系统102、排水装置103、第一分流装置20和用户系统30，其中循环水过滤系统101、设备冷却水系统102和排水装置103均与实施例一的图3中相同，区别在于：第一分流装置20和用户系统30需将不同的冷源工质40通过不同路径排出，其中，

第二分流装置90为三通阀，包括三个端口(端口1和端口2为进水口，端口3为出水口)，连接于冷源工质40和第一泵1011之间，用于根据用户系统30的需要选择输入的冷源工质40。

在本实施例中，当用户系统不需要供暖时，第二分流装置的进水端口1开启，第一泵1011通过第一进水管道104抽取核电站冷源工质401，并输送给过滤器1012，过滤器1012将核电站冷源工质过滤后输送给换热器1021；在第二泵1022的供压和缓冲箱1023的缓冲作用下，换热器1021通过第五传输管道107接收核电站主回路中的工质，并将其热量传递给通过第一传输管道105输入的核电站冷源工质；受热后核电站冷源工质通过排水渠103输送给第一分流装置20；第一分流装置20将受热后的核电站冷源工质通过端口2输送至原核电站冷源工质401中；

当用户系统需要供暖时，第二分流装置的进水端口2开启，第一泵1011通过第二进水管道1041抽取供暖工质402，并输送给过滤器1012，过滤器1012将供暖工质过滤后输送给换热器1021；在第二泵1022的供压和缓冲箱1023的缓冲作用下，换热器1021通过第五传输管道107接收核电站主回路中工质，并将其热量传递给通过第一传输管道105输入的供暖工质；受热后供暖工质通过排水渠103输送给第一分流装置20；第一分流装置20将受热后的供暖工质通过端口3输送至用户系统30，用户系统30将供暖工质使用后，通过第二出水管道80输送至原供暖工质402中。

需要说明的是，核电站冷源工质与供暖工质可以为同一工质，也可以为不同工质，在实际应用中根据核电技术方式选择合适的工质，将更大程度提高供热效率。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求极其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。