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CN111502937A - 光热发电及热泵余热综合利用系统 - Google Patents

光热发电及热泵余热综合利用系统 Download PDF

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CN111502937A CN202010419010.4A CN202010419010A CN111502937A CN 111502937 A CN111502937 A CN 111502937A CN 202010419010 A CN202010419010 A CN 202010419010A CN 111502937 A CN111502937 A CN 111502937A
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Abstract

本申请涉及多能互补能量利用技术领域，尤其涉及一种光热发电及热泵余热综合利用系统。利用低温余热供热的电厂，单纯依靠低温余热进行供热，在供热需求较大时，电厂锅炉的低温余热不足以满足这种需求。本申请的光热发电及热泵余热综合利用系统，包括冷凝换热子系统、光热换热子系统和供热管网；一方面通过利用光热给供热管网加热，另一方面接收电厂锅炉的汽轮机排汽冷凝后放出的热量，通过热泵将热蒸汽中的能量输送至供热管网，实现了两种清洁能源的协同利用，节约了资源，对环境友好，同时满足了人们的供热需求。

Description

光热发电及热泵余热综合利用系统
技术领域
本申请涉及多能互补能量利用技术领域，尤其涉及一种光热发电及热泵余热综合利用系统。
背景技术
近年来，由于工业化发展，需要燃烧化石能源等常规能源，化石能源燃烧过程中产生大量的烟灰及氧化物等有害物质，造成了非常严重的环境污染，已经引起人们的广泛关注。
随着化石能源的储量逐渐减少，如何提升能源的利用效率成为业内关注的焦点。尤其在电厂领域，火力发电产生了大量的废水和废气等低温余热没有得到有效利用，一些钢铁企业冬季供暖需要开动高能耗低效率的燃煤小锅炉或者直接耗用高品质的蒸汽进行采暖，会因冬夏季节耗气量的差异而导致蒸汽供应困难甚至影响工业生产，因此，如何更加高效地利用低温余热、同时不影响工业生产，成为行业内亟待解决的技术问题。
利用低温余热供热的电厂，提高了电厂的热负荷利用率，降低煤耗、节约用水、提升了电厂运行的经济性，同时获得较好的经济和社会收益。但是，单纯依靠低温余热供热，在供热需求较大时，电厂锅炉的低温余热供热不足以满足这种需求，需要寻找一种弥补供热缺口的能量供给方式。
发明内容
本申请提供了一种光热发电及热泵余热综合利用系统，以解决当前清洁能源无法完全满足供热需求的问题。
本申请采用的技术方案如下：
一种光热发电及热泵余热综合利用系统，包括冷凝换热子系统、光热换热子系统和供热管网；
所述冷凝换热子系统与所述供热管网通过热泵连接，所述光热换热子系统与所述供热管网通过换热器连接；
所述冷凝换热子系统包括冷凝器和冷凝供热管网，所述冷凝器设置在所述冷凝供热管网中，所述冷凝器中的循环冷却水吸收汽轮机乏汽潜热后流进所述热泵，通过热泵加热所述供热管网中的水，所述冷凝供热管网与冷却塔连接，所述冷凝换热系统用于冷却汽轮机排汽，降低机组冷源损失；
所述光热换热子系统包括光热集热器和光热供热管网，所述光热集热器用于将光热传导至供热工质，再将所述供热工质输送至所述光热供热管网。
可选的，还包括ORC发电子系统，所述ORC发电子系统通过换热器与所述光热供热管网相连，所述ORC发电子系统包括ORC工质管网、ORC装置和发电机，所述ORC装置通过所述ORC工质管网中的工质吸收所述光热供热管网的能量用于给所述发电机发电。
可选的，还包括驱动热源子系统，所述驱动热源子系统从所述光热供热管网中引出驱动管网，所述驱动管网沿供热工质流动方向通过所述热泵后回流接入所述光热集热器。
可选的，还包括水泵，所述水泵设置在所述光热供热管网中以及所述供热管网中。
可选的，还包括水阀，所述水阀设置在所述光热供热管网中。
可选的，还包括补水泵，所述补水泵设置在所述光热供热管网中。
可选的，还包括子级供热管网，所述子级供热管网通过子级换热站与所述供热管网相连。
可选的，还包括加热器，所述加热器设置在所述供热管网中。
采用本申请的技术方案的有益效果如下：
本申请的光热发电及热泵余热综合利用系统，包括冷凝换热子系统、光热换热子系统和供热管网；一方面通过利用光热给供热管网加热，另一方面接收电厂锅炉的汽轮机排放的热蒸汽，通过热泵将热蒸汽中的能量输送至供热管网，实现了两种清洁能源的协同利用，节约了资源，对环境友好，同时满足了人们的供热需求。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一个实施例的结构示意图；
图2为本申请另一实施例的结构示意图；
图示说明：
其中，1-冷凝换热子系统、11-冷凝器、12-冷凝供热管网、2-光热换热子系统、21-光热集热器、22-光热供热管网、3-供热管网、4-换热器、5-热泵、6-驱动热源子系统、7-ORC发电子系统、8-子级供热管网。
具体实施方式
下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。
参见图1，为本申请一个实施例的结构示意图。
本申请提供的一种光热发电及热泵余热综合利用系统，包括冷凝换热子系统1、光热换热子系统2和供热管网3；
所述冷凝换热子系统1与所述供热管网3通过热泵5连接，所述光热换热子系统2与所述供热管网3通过换热器4连接；
所述冷凝换热子系统1包括冷凝器11和冷凝供热管网12，所述冷凝器11设置在所述冷凝供热管网12中，所述冷凝器11中的循环冷却水吸收汽轮机乏汽潜热后流进所述热泵5，通过热泵5加热所述供热管网3中的水，所述冷凝供热管网12与冷却塔连接，所述冷凝换热系统用于冷却汽轮机排汽，降低机组冷源损失；
所述光热换热子系统2包括光热集热器21和光热供热管网22，所述光热集热器21用于将光热传导至供热工质，再将所述供热工质输送至所述光热供热管网22。
本实施例中，冷凝换热子系统1用于收集汽轮机排放的蒸汽能量，由于蒸汽本身蕴含一部分能量，这部分能量通常散失掉了，没有回收利用，本实施例通过回收这部分蒸汽，将能量通过热泵5输送至供热管网3，有利于节约能源，环保而且清洁，满足了一部分供热管网3的能量需求。另外，光热集热器21吸收太阳光的能量，并将此能量通过供热工质输送至光热供热管网22，再通过换热器4把能量传递给供热管网3。
可选的，还包括ORC发电子系统7，所述ORC发电子系统7通过换热器4与所述光热供热管网22相连，所述ORC发电子系统7包括ORC工质管网、ORC装置和发电机，所述ORC装置通过所述ORC工质管网中的工质吸收所述光热供热管网22的能量用于给所述发电机发电。
结合附图2，为本申请另一实施例的结构示意图，在本实施例中，为了更加高效地利用光热，将光热供热管网22中的能量一部分引流至ORC发电子系统7，通过ORC装置将能量转换至发电机的运行能量，发电机发电产生电能。
可选的，还包括驱动热源子系统6，所述驱动热源子系统6从所述光热供热管网22中引出驱动管网，所述驱动管网沿供热工质流动方向通过所述热泵5后回流接入所述光热集热器21。
结合附图2，在本实施例中，所述驱动热源子系统6用于驱动热泵5运行，热泵5吸收驱动热源子系统6的能量后进入正常工作状态，将冷凝换热子系统1的能量传导至供热管网3。
可选的，还包括水泵，所述水泵设置在所述光热供热管网22中以及所述供热管网3中。
水泵的设置有利于光热供热管网22和供热管网3中的水循环流动且具有一定的压力和流速，方便对供热水平的调节。
可选的，还包括水阀，所述水阀设置在所述光热供热管网22中。
可选的，还包括补水泵，所述补水泵设置在所述光热供热管网22中。
可选的，还包括子级供热管网8，所述子级供热管网8通过子级换热站与所述供热管网3相连。
可选的，还包括加热器，所述加热器设置在所述供热管网3中。
本申请的光热发电及热泵余热综合利用系统，包括冷凝换热子系统1、光热换热子系统2和供热管网3；一方面通过利用光热给供热管网3加热，另一方面接收电厂锅炉的汽轮机排汽放出的热量，通过热泵5将热蒸汽中的能量输送至供热管网3，实现了两种清洁能源的协同利用，节约了资源，对环境友好，同时满足了人们的供热需求。
本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种光热发电及热泵余热综合利用系统，其特征在于，包括冷凝换热子系统、光热换热子系统和供热管网；
所述冷凝换热子系统与所述供热管网通过热泵连接，所述光热换热子系统与所述供热管网通过换热器连接；
所述冷凝换热子系统包括冷凝器和冷凝供热管网，所述冷凝器设置在所述冷凝供热管网中，所述冷凝器中的循环冷却水吸收汽轮机乏汽潜热后流进所述热泵，通过热泵加热所述供热管网中的水，所述冷凝供热管网与冷却塔连接，所述冷凝换热系统用于冷却汽轮机排汽，降低机组冷源损失；
所述光热换热子系统包括光热集热器和光热供热管网，所述光热集热器用于将光热传导至供热工质，再将所述供热工质输送至所述光热供热管网。
2.根据权利要求1所述的光热发电及热泵余热综合利用系统，其特征在于，还包括ORC发电子系统，所述ORC发电子系统通过换热器与所述光热供热管网相连，所述ORC发电子系统包括ORC工质管网、ORC装置和发电机，所述ORC装置通过所述ORC工质管网中的工质吸收所述光热供热管网的能量用于给所述发电机发电。
3.根据权利要求1所述的光热发电及热泵余热综合利用系统，其特征在于，还包括驱动热源子系统，所述驱动热源子系统从所述光热供热管网中引出驱动管网，所述驱动管网沿供热工质流动方向通过所述热泵后回流接入所述光热集热器。
4.根据权利要求1所述的光热发电及热泵余热综合利用系统，其特征在于，还包括水泵，所述水泵设置在所述光热供热管网中以及所述供热管网中。
5.根据权利要求1所述的光热发电及热泵余热综合利用系统，其特征在于，还包括水阀，所述水阀设置在所述光热供热管网中。
6.根据权利要求1所述的光热发电及热泵余热综合利用系统，其特征在于，还包括补水泵，所述补水泵设置在所述光热供热管网中。
7.根据权利要求1所述的光热发电及热泵余热综合利用系统，其特征在于，还包括子级供热管网，所述子级供热管网通过子级换热站与所述供热管网相连。
8.根据权利要求1所述的光热发电及热泵余热综合利用系统，其特征在于，还包括加热器，所述加热器设置在所述供热管网中。
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