集太阳能的吸收式热泵汽轮机余热回收系统的制作方法

1.本实用新型涉及汽轮机排汽余热回收技术领域，具体涉及一种集太阳能的吸收式热泵汽轮机余热回收系统。


背景技术：

2.对于常规的纯凝机组，汽轮机的绝对内效率约为40％，大量的热量被释放到环境中。其中，冷端损失是电厂热量损失中最大的一项，即使世界最为先进的1000mw机组，冷端损失也占整个汽水循环热量的50％以上。目前普遍采用背压式汽轮机、抽汽式汽轮机、热泵技术等方法减少冷端损失。
3.现有方法至少存在以下缺点：1)采用背压式汽轮机：提高汽轮机的背压，然后利用汽轮机的排汽对热用户进行生产生活供热，这样能够充分利用电厂的冷端损失，从而提高电厂的经济性，但是采用背压式汽轮机会减少汽轮发电机组的发电量。2)采用抽汽式汽轮机：将已经在汽轮机中做过一部分功的蒸汽抽出为热用户的生产生活供热，从而减少冷端损失，提高整个电厂的经济收益。虽然减少冷端损失，并没有充分利用冷端损失，而且采用抽汽同样会降低汽轮发电机组的发电量。3)采用热泵技术：通过机械压缩式热泵或者吸收式热泵对汽轮机排气余热进行回收，机械压缩式热泵由电能进行驱动、吸收式热泵由汽轮机的抽汽进行驱动，无论是电驱动还是蒸汽驱动，均降低了汽轮发电机组的发电量，因此还有进一步优化的空间。


技术实现要素：

4.为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种集太阳能的吸收式热泵汽轮机余热回收系统，该系统通过吸收式热泵回收汽轮机组循环子系统的排汽余热，用以加热热网回水，满足热用户的热需求。同时太阳能集热子系统产生的高温蒸汽部分或全部替代汽轮机子系统的供热抽汽用于驱动吸收式热泵子系统，从而在保证汽轮机组的发电量基本不变的情况，充分利用汽轮机的排汽预热，提高整个系统的经济效益，另外，在热网系统中设置了储热系统，以提高整个系统的稳定性，解决了上述背景技术中提到的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种集太阳能的吸收式热泵汽轮机余热回收系统，包括汽轮机组循环子系统、吸收式热泵子系统、太阳能集热子系统以及热网子系统；所述汽轮机组循环子系统具体包括锅炉、凝汽式汽轮机、凝汽器、热井、凝结水泵、低压加热器、除氧器、给水泵、高压加热器以及循环水冷却系统；利用太阳能集热子系统产生的高温蒸汽部分或全部替代汽轮机组循环子系统的供热抽汽，用于驱动吸收式热泵子系统，通过吸收式热泵子系统回收汽轮机组循环子系统的排汽余热，用以加热热网回水，满足热用户的热需求。
6.优选的，所述凝结水泵将凝结水从热井中抽出，并通过低压加热器进行换热，完成换热后进入除氧器完成除氧；然后在给水泵的作用下从除氧器抽入高压加热器进行换热，完成换热后进入锅炉，被加热成高温高压的蒸汽；高温高压的蒸汽进入凝汽式汽轮机推动
汽轮机做功，最后在凝汽器中被冷却为凝结水。
7.优选的，所述循环水冷却系统具体包括凝汽器、循环水泵和蒸发器；凝汽器中冷却的凝结水与蒸汽换热，然后在循环水泵的作用下进入蒸发器，在蒸发器中与吸收式热泵系统的工质换热，最后返回凝汽器。
8.优选的，所述吸收式热泵子系统为第一类吸收式热泵，具体包括发生器、冷凝器、节流阀、蒸发器、吸收器、水泵、换热器和第二节流阀。
9.优选的，所述吸收式热泵子系统包括工质循环子系统和溶液循环子系统。
10.优选的，所述工质循环子系统：利用高温驱动热源加热发生器的溴化锂水溶液，产生高温高压的循环工质蒸汽，进入冷凝器；在冷凝器中循环工质蒸汽放出的热量，冷凝成凝结水，进入节流阀；经节流阀变为低温低压的汽水混合物，返回到蒸发器；在蒸发器中循环工质吸收低温热源变为水蒸汽，进入吸收器；
11.所述溶液循环子系统：在吸收器中，溴化锂水溶液对水蒸汽具有较强的吸收能力，因此吸收蒸发器中产生的水蒸汽，并放出热量以加热热网回水，然后稀释后的溴化锂稀溶液在水泵的作用下经过换热器升温后被输送到发生器；在发生器中，溴化锂稀溶液吸收驱动热源的热量，产生蒸汽并浓缩成浓溶液，通过换热器降温后进入第二节流阀，最后返回到吸收器，完成溶液循环。
12.优选的，所述太阳集热子系统包括太阳能集热器、控制阀、蒸汽冷却器、太阳能集热水泵和第二控制阀。
13.优选的，太阳能集热水泵将热井中的热井出水送入太阳能集热器中；在太阳能集热器中热井出水吸收太阳能转化的热能，变成高温蒸汽，然后通过控制阀与通过第二控制阀的汽轮机抽汽进入蒸汽冷却器；在蒸汽冷却器中，高温蒸汽加热从冷凝器出来的热网水，进一步提高热网水温；同时高温蒸汽作为驱动热源进入发生器，驱动吸收式热泵子系统工作，最后返回热井。
14.优选的，所述热网子系统包括热用户、热网水泵以及储热子系统；所述储热子系统包括储热罐、储热水泵、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门和第五阀门。
15.优选的，热网水泵将热网回水从热用户送入吸收器，热网回水吸收水蒸气释放的热量然后进入冷凝器，在冷凝器中，热网回水吸收更高温的蒸汽所释放的热量，进一步升温，然后进入蒸汽冷却器；在蒸汽冷却器中，热网回水吸收更高温度的热量再次升温；经过储热子系统后成为热网给水供给热用户。
16.本实用新型的有益效果是：本实用新型采用太阳能来驱动吸收式热泵，通过吸收式热泵子系统回收汽轮机组循环子系统的排汽余热，用以加热热网回水，满足热用户的热需求。同时太阳能集热子系统产生的高温蒸汽部分或全部替代汽轮机子系统的供热抽汽用于驱动吸收式热泵子系统。从而在保证汽轮机组的发电量基本不变的情况，充分利用汽轮机的排汽预热，提高整个系统的经济效益。另外，在热网子系统中设置了储热子系统，以提高整个系统的稳定性。
附图说明
17.图1为集太阳能的吸收式热泵汽轮机余热回收系统框图；
18.图2为集太阳能的吸收式热泵汽轮机余热回收系统示意图；
19.图中，1-汽轮机组循环子系统、2-吸收式热泵子系统、10-锅炉、11-凝汽式汽轮机、12-凝汽器、13-热井、14-凝结水泵、15-低压加热器、16-除氧器、17-给水泵、18-高压加热器、19-循环水泵、21-发生器、22-冷凝器、23-节流阀、24-蒸发器、25-吸收器、26-水泵、27-换热器，28-第二节流阀、31-太阳能集热器、32-太阳能、33-高温蒸汽、34-控制阀、35-蒸汽冷却器、36-汽轮机抽汽、37-太阳能集热水泵、38-第二控制阀、41-储热罐、42-第一阀门、43-第二阀门、44-第三阀门、45-第四阀门、46-储热水泵、47-第五阀门、51-热网给水、52-热用户、53-热网水泵、54-热网回水。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.实施例1
22.请参阅图1和图2，本实用新型提供一种技术方案：一种集太阳能的吸收式热泵汽轮机余热回收系统，主要包括汽轮机组循环子系统1、吸收式热泵子系统2、太阳能集热子系统以及热网子系统。利用太阳能集热子系统产生的高温蒸汽部分或全部替代汽轮机组循环子系统的供热抽汽，用于驱动吸收式热泵子系统2，通过吸收式热泵子系统2回收汽轮机组循环子系统1的排汽余热，用以加热热网回水54，满足热用户52的热需求。
23.进一步的，汽轮机组循环子系统1包括锅炉10、凝汽式汽轮机11、凝汽器12、热井13、凝结水泵14、低压加热器15、除氧器16、给水泵17、高压加热器18以及循环水冷却系统。凝结水在凝结水泵14的作用下从热井13中抽出，并进入低压加热器15进行换热，完成换热后进入除氧器16完成除氧；然后在给水泵17的作用下从除氧器中抽入高压加热器18进行换热，完成换热后进入锅炉10，被加热成高温高压的蒸汽；高温高压的蒸汽进入凝汽式汽轮机11推动汽轮机做功，最后在凝汽器12中被冷却为凝结水。
24.进一步的，循环冷却水系统：循环冷却水进入凝汽器12与蒸汽换热，然后在循环水泵19的作用下进入蒸发器24，在蒸发器24中与吸收式热泵子系统2的工质换热，最后返回凝汽器12。
25.进一步的，吸收式热泵子系统2：该热泵系统为第一类吸收式热泵，包括工质循环子系统和溶液循环子系统；包括发生器21、冷凝器22、节流阀23、蒸发器24、吸收器25、水泵26、换热器27，第二节流阀28。
26.工质循环子系统：利用高温驱动热源加热发生器21的溴化锂水溶液，产生高温高压的循环工质蒸汽，进入冷凝器22；在冷凝器中循环工质蒸汽放出的热量，冷凝成凝结水，进入节流阀23；经节流阀23变为低温低压的汽水混合物，返回到蒸发器24；在蒸发器中循环工质吸收低温热源变为水蒸汽，进入吸收器25；
27.溶液循环子系统：在吸收器25中，溴化锂水溶液对水蒸汽具有较强的吸收能力，因此吸收蒸发器24中产生的水蒸汽，并放出热量以加热热网回水54，然后稀释后的溴化锂稀溶液在水泵26的作用下经过换热器27升温后被输送到发生器21。在发生器21中，溴化锂稀溶液吸收驱动热源的热量，产生蒸汽并浓缩成浓溶液，通过换热器27降温后进入第二节流
阀28，最后返回到吸收器25，完成溶液循环。
28.进一步的，太阳集热子系统包括太阳能集热器31、控制阀34、蒸汽冷却器35、太阳能集热水泵37、第二控制阀38。热井出水在太阳能集热水泵37的作用下从热井13中进入太阳能集热器31；在太阳能集热器31中，热井出水吸收太阳能32转化的热能，变成高温蒸汽33，然后通过控制阀34与通过第二控制阀38的汽轮机抽汽36进入蒸汽冷却器35；在蒸汽冷却器35中，高温蒸汽加热从冷凝器22出来的热网水，进一步提高热网水温；同时高温蒸汽作为驱动热源进入发生器21，驱动吸收式热泵子系统2工作，最后返回热井13。
29.进一步的，热网子系统包括储热子系统、热用户52、热网水泵53。储热子系统包括储热罐41、储热水泵46、第一阀门42、第二阀门43、第三阀门44、第四阀门45和第五阀门47。热网回水54在热网水泵53的作用下从热用户52进入吸收器25；在吸收器25中，热网回水吸收水蒸气释放的热量，然后进入冷凝器22；在冷凝器22中，热网回水吸收更高温的蒸汽所释放的热量，进一步升温，然后进入蒸汽冷却器35；在蒸汽冷却器35中，热网回水吸收更高温度的驱动热源的热量，再次升温；经过储热子系统后成为热网给水51供给热用户52。
30.所述集太阳能的吸收式热泵汽轮机余热回收系统的控制方法，具体包括三种工作模式：
31.第一工作模式：当太阳能集热器31产生的负荷高于系统所需热负荷，则此时关闭汽轮机抽汽管路的第二控制阀38，开启储热罐41的第一阀门42、阀门第三44、第五阀门47以及储热水泵46，在满足热用户52热负荷需求的同时，将太阳能集热器31产生的多余热负荷储存于储热罐41中。
32.第二工作模式：当太阳能集热器31产生的负荷低于系统所需热负荷，且储热罐41储有热负荷；则此时关闭汽轮机抽汽管路的第二控制阀38，开启储热罐41的第二阀门43、第四阀门45、第五阀门47以及储热水泵46，将储热罐41所储存热负荷供给至热用户52，以满足热用户52的热负荷需求。
33.第三工作模式：当太阳能集热器31产生的负荷低于系统所需热负荷，且储热罐41无热负荷；则此时开启汽轮机抽汽管路的第二控制阀38，关闭储热子系统的所有阀门，通过汽轮机抽汽36满足热用户52的热负荷需求。
34.本实用新型采用太阳能来驱动吸收式热泵，通过吸收式热泵回收汽轮机组循环子系统的排汽余热，用以加热热网回水，满足热用户的热需求。同时太阳能集热子系统产生的高温蒸汽部分或全部替代汽轮机子系统的供热抽汽用于驱动吸收式热泵子系统。从而在保证汽轮机组的发电量基本不变的情况，充分利用汽轮机的排汽预热，提高整个系统的经济效益。另外，在热网子系统中设置了储热子系统，以提高整个系统的稳定性。
35.尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。