[发明专利]利用土壤跨季节蓄取电厂冬夏余热的热电双驱热泵系统

说明书

本发明公开了一种利用土壤跨季节蓄取电厂冬夏余热的热电双驱热泵系统，含汽轮机、凝汽器、蒸汽型吸收式热泵、换热器、电动压缩式热泵、热水型吸收式热泵、土壤换热器、循环水泵及连接管道和阀门，具体供热方法为：冬季电厂构建串联梯级加热流程回收汽轮机乏汽余热，并同时以高温热网水和电力驱动置于热力站的热电双驱机组提取土壤蓄存余热供热，夏季将低温回水回收的电厂乏汽余热蓄存于热力站土壤中。热电双驱机组在蓄取乏汽余热的同时降低热网回水温度。该系统优点为：实现热网冬夏两用和乏汽冬夏同供，提高电厂供热能力和热网利用率；热电双驱机组蓄取余热的同时降低热网回水温度，降低系统供热能耗；节省补热系统投资和占地，提高系统经济性。

技术领域

本发明涉及电厂乏汽余热利用领域，尤其涉及一种利用土壤跨季节蓄取电厂冬夏余热的热电双驱热泵系统。

背景技术

燃煤热电联产是我国集中供热的主要形式，其供热经济性佳，仍将长期占据主导地位。然而，随着供热规模的不断扩大，燃煤供热环保压力大，推广燃煤清洁供热迫在眉睫。燃煤电厂产生的乏汽余热量大、清洁且供热成本低，若能高效回收利用，对构建城市清洁供热体系意义重大。

然而，现阶段研究主要集中在冬季电厂余热高效利用。现有技术中，国家专利号201810422739.X，(专利名称为一种电厂余热耦合工业余热的供暖系统)及国家专利号201821213468.9，(专利名称为一种汽轮机高背压供热发电联产系统)，两个专利分别采用吸收式热泵技术和高背压技术，均能回收利用部分冬季电厂乏汽余热，但回收率较低。与冬季相比，夏季电厂汽轮机在纯凝工况下运行，所产生的乏汽余热量更大且品位更高，但因难以匹配热用户，乏汽余热无法得到有效利用。另一方面，尽管目前有较为成熟的“大温差”供热技术，能够在一定程度上改善管网经济性，但是夏季管网资产和输送能力闲置成为技术瓶颈，无法从根本上提升集中供热管网的经济性。综上，若能在夏季回收利用电厂乏汽余热并开发热网的使用，从而实现电厂乏汽余热冬夏同供、管网冬夏两用，将会大幅提升系统供热能力和经济性。

在清洁供热的大背景下，地热能的利用是重要发展方向，但土壤源热泵系统应用于冷热不平衡地区时存在“土壤热失衡”问题，严重制约系统长期稳定运行。国家专利号201721755072.2，(专利名称为一种太阳能跨季节蓄热式土壤源热泵系统)，该专利提出蓄存太阳能对土壤进行补热，从而解决“土壤热失衡”问题。太阳能虽然是清洁能源且来源广泛，但能流密度低、具有间歇性、受天气影响大且取热量不稳定。此外，太阳能集热器不仅面积庞大且造价高，造成系统经济性较差。电厂乏汽余热是清洁能源，与太阳能相比，不仅来源稳定，而且余热量大且质优，是理想的补热热源。通过集中热网输配乏汽余热补热，一方面同时解决了管网冬夏两用、电厂余热冬夏同供的难题，实现了电厂乏汽余热深度利用，汽轮机供热能力大幅提高；另一方面，极大减少补热系统占地，同时节省补热系统投资，显著提高了热电联产系统利用率和整体经济性。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用土壤跨季节蓄取电厂冬夏余热的热电双驱热泵系统，解决热网冬夏两用，电厂余热冬夏两季回收利用，以及在蓄、取电厂余热的同时降低一次网回水温度等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明为一种利用土壤跨季节蓄取电厂冬夏余热的热电双驱热泵系统，包括：提供抽汽和乏汽的汽轮机、回收乏汽余热的凝汽器、加热一次网的蒸汽型吸收式热泵、抽汽与一次网换热的第三换热器、电动压缩式热泵、热水型吸收式热泵、一二次热网换热的第一换热器、热网水与循环水换热的第二换热器、与土壤换热的土壤换热器；

所述凝汽器包括凝汽器乏汽入口、凝汽器乏汽凝结水出口、凝汽器热网水入口、凝汽器热网水出口；

所述蒸汽型吸收式热泵包括蒸汽型吸收式热泵发生器入口、蒸汽型吸收式热泵发生器出口、蒸汽型吸收式热泵蒸发器入口、蒸汽型吸收式热泵蒸发器出口、蒸汽型吸收式热泵吸收器入口、蒸汽型吸收式热泵冷凝器出口；