[发明专利]一种采用喷射式热泵的回热系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种回热系统，具体涉及一种采用喷射式热泵的回热系统。

背景技术

现代大型火电机组均采用回热来提高其热经济性。从热力学角度来看，回热级数越多，机组的热效率也越高，但由于汽轮机结构等因素的制约，使回热级数的增加受到限制，目前大型火电机组一般采用7-9级回热。火电厂回热加热器采用蒸汽加热给水，由于蒸汽与给水之间存在温差，从而导致不可逆损失。蒸汽和给水的温差越大，其不可逆损失也越大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够降低回热过程的不可逆损失，提高机组的热效率，节能减排明显的采用喷射式热泵的回热系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括依次相连的若干级加热器，各级加热器分别与该级的抽汽管路相连，在各相邻两级加热器之间设置有与所述两级相邻加热器相连通的间接加热器，在各相邻两级加热器的抽汽管路之间设置有与所述相邻两级加热器的抽汽管路相连通并与该级间接加热器相对应的喷射式热泵，所述的喷射式热泵的出口与间接式加热器的入口相连。

所述的各相邻两级加热器定义为本级加热器和下一级加热器，喷射式热泵的高压喷嘴与本级加热器抽汽管路相连，喷射式热泵的低压喷嘴与下一级加热器抽汽管路相连，喷射式热泵的中压喷嘴通过管路与该级间接加热器相连通。

本发明在回热系统引入喷射式热泵，利用压力较高的抽汽引射压力较低的下一级抽汽，产生压力介于这两级抽汽压力之间的混合蒸汽，并增加一个以该混合蒸汽作为加热汽源的间接回热加热器，从而降低回热过程的不可逆损失，提高机组的热效率。计算表明，对1000MW机组采用该技术可使其热效率相对提高约1％，节能减排效益明显。

附图说明

图1是采用喷射式热泵的回热系统原理示意图；

图2是回热加热过程的温焓图；

图3是喷射式热泵的原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

由于火电厂回热加热器采用蒸汽加热给水，由于蒸汽与给水之间存在温差，从而导致不可逆损失。蒸汽和给水的温差越大，其不可逆损失也越大。图2给出了回热加热过程的温焓图，从该图可以看出，在加热器端差不变的情况下，增加回热级数可以减少回热过程的温差，从而减少回热过程的不可逆损失。但现实中受汽轮机结构等因素的限制，目前大型燃煤发电机组一般采用7-9级回热抽汽，其相应的回热加热器级数也为7-9级。为了增加回热加热器的级数，本发明提出了采用喷射式热泵，利用压力较高的抽汽引射下一级压力较低的抽汽，产生压力介于这两级抽汽之间的混合蒸汽作为新增加回热加热器的加热汽源，从而在不增加汽轮机抽汽级数的情况下提高回热加热器的级数。

参见图1、3，本发明包括包括依次相连的若干级加热器，各级加热器分别与该级的抽汽管路相连，在各相邻两级加热器之间设置有与所述两级相邻加热器相连通的间接加热器4，在各相邻两级加热器的抽汽管路之间设置有与所述相邻两级加热器的抽汽管路相连通并与该级间接加热器4相对应的喷射式热泵2，所述的喷射式热泵2的出口与间接式加热器4的入口相连。所述的各相邻两级加热器定义为本级加热器1和下一级加热器3，喷射式热泵2的高压喷嘴7与本级加热器抽汽管路5相连，喷射式热泵2的低压喷嘴8与下一级加热器抽汽管路6相连，喷射式热泵2的中压喷嘴9通过管路与该级间接加热器4相连通。

由于喷射式热泵广泛应用于多种领域。高压蒸汽经过高压喷嘴膨胀形成高速气流，与低压蒸汽混合，经过混合腔10后形成压力介于高压蒸汽与低压蒸汽之间的中压蒸汽，其实质是利用高压蒸汽的动能来提升低压蒸汽的压力。与其他类型的热泵相比，这种热泵结构简单，无运动部件，工作过程安全可靠。本发明将该热泵用于大型火电机组回热加热系统，可降低回热过程的不可逆损失，提高其热效率。

采用本发明对某1000MW超临界机组回热系统的改进方案进行了初步的计算。考虑利用第八级抽汽引射第七级抽汽，在设计工况下第八级加热器的蒸汽压力为8.19MPa，第七级加热器内的蒸汽压力为4.73MPa，当引射比(高压蒸汽与低压蒸汽质量流量之比)为0.7时，混合蒸汽压力可达到5.49MPa，机组的热效率可提高约0.14％，机组发电煤耗率下降0.4g/kWh，每年可节约标准煤3000吨以上，具有显著的节能减排效益。

本发明可广泛用于火电厂回热系统、热网加热系统，也可用于石油、化工、冶金、轻工等行业需要采用多级蒸汽进行加热的工艺流程。