一种热管理方法及吸收式冷热联供系统与流程

专利2025-05-23  16


本技术涉及核电厂设备热管理,尤其涉及一种热管理方法及吸收式冷热联供系统。


背景技术:

1、核能作为一种技术成熟、运行稳定的清洁能源,对于减少碳排放、解决环境问题具有重要意义,在核反应堆运行过程中,为了保证寒冷气候条件下检修人员的工作舒适度,热水生产与分配系统(ses)需要提供热水保证厂房温度,而在炎热气候条件下,ses需要提供低温冷却水,用于及时换热带出设备运行产生的热量,避免关键设备的性能下降甚至主要功能失效,而如何高效地在不同运行环境下分别提供冷水和热水是确保厂房电站安全稳定运行以及生产过程降本增效的重要环节。

2、在核电站运行过程中,高温高压水蒸气推动汽轮发电机组发电后的废气依然温度较高,其热能具有利用价值,寒冷季节,ses通过热交换从废气中吸收热量,由核岛向反应堆厂房、燃料厂房提供60℃-70℃的热水,而在炎热季节,ses消耗电能,通过额外的压缩式冷水机组产生7℃的冷冻水,供给继电器室、直流配电间等使用,即,在现有技术中,ses通过独立的两个循环过程,分别在夏季和冬季产生冷量和热量,达到运行所需需求。

3、也就是说,现有的核电厂设备热管理系统,依赖独立制热制冷系统满足核电厂寒冷季节供热和炎热季节供冷需求,这样导致能源效率较低。


技术实现思路

1、有鉴于此,本技术的目的在于至少提供一种热管理方法及吸收式冷热联供系统,通过将蒸汽废汽、热水生产与分配系统和冷却水系统集成为一整体,通过切换整体系统运行方式提高能源利用率。

2、本技术主要包括以下几个方面:

3、第一方面,本技术实施例提供一种热管理方法,应用于吸收式冷热联供系统,吸收式冷热联供系统包括相互连接的热水生产与分配系统和冷却水系统,热水生产与分配系统包括发生器、吸收器、冷凝器、蒸发器和热交换器,导闭式冷却水系统包括辅助设备换热器和冷源换热器,发生器分别接入废热蒸汽、热交换器和冷凝器,热交换器还分别通过溶液泵和第一节流阀连接到吸收器,吸收器分别通过第一三通阀连接到供热回水端、通过第一循环泵连接到冷凝器以及连接到蒸发器,冷凝器通过第二节流阀连接到蒸发器,冷凝器还分别通过第二三通阀连接到供热端和第三三通阀,辅助设备换热器依次通过第三三通阀和第四三通阀连接到蒸发器,蒸发器还通过第四三通阀还连接到供冷端,辅助设备换热器还连接到冷源换热器,冷源换热器还分别通过四通阀和第一三通阀连接到吸收器以及通过四通阀和第二循环泵连接到蒸发器,四通阀还连接到供冷回水端、辅助设备换热器连接到核电厂辅助设备,其中,方法包括:

4、检测厂房内的环境温度,若环境温度小于第一温度阈值,则控制第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀、第四三通阀以及四通阀分别切换到供热开关状态,以辅助设备产生的废热和蒸汽废热共同作为驱动供热循环的供热源,通过循环工质完成供热循环,若环境温度大于第二温度阈值,则控制第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀、第四三通阀以及四通阀分别切换到供冷开关状态,以蒸汽废气和从供冷循环的回水中吸收热量的热量作为驱动供冷循环的供热源,通过循环工质完成供冷循环。

5、在一种可能得实施方式中,通过以下方式控制吸收式冷热联供系统完成供热循环:控制第一三通阀的第一端和第二端处于接通状态,以使供热回水端接入的供热循环水经第一三通阀流入吸收器;通过第一循环泵将吸收器流出的循环工质输送到冷凝器;利用废热蒸汽在发生器中加热位发生器内的制冷剂溶液,以使发生器内的一部分制冷剂溶液蒸发形成高压制冷剂蒸汽,以及使发生器内的另一部分制冷剂溶液形成吸收剂浓溶液,将高压制冷剂蒸汽输入冷凝器以及将吸收剂浓溶液经第一节流器降压流入吸收器;利用冷凝器对高压制冷剂蒸汽进行冷凝,以对流经冷凝器内部的供热循环水放热并将供热循环水输送至第二三通阀,以及将冷凝成的液体制冷剂通过第二节流阀降并输送至蒸发器;控制第二三通阀的第一端和第二端处于接通状态,以使冷凝器输出的供热循环水经第二三通阀流入供热端;将冷却水系统提供的循环工质输送至辅助设备换热器,以使循环工质通过辅助设备换热器吸收核电厂辅助设备运行产生的热量;分别控制第三三通阀的第一端和第二端处于接通状态,以及控制第四三通阀的第一端和第二端处于接通状态,以使经辅助设备换热器输出的循环工质依次经第三三通阀和第四三通阀流入蒸发器;将位于蒸发器内的液体冷剂蒸发成气体制冷剂并控制气体制冷剂流入吸收器;控制四通阀的第一端和第三端处于接通状态,以使流出蒸发器的循环工质在第二循环泵的驱动下依次经冷源换热器流入辅助设备换热器;通过吸收器对气体制冷剂进行吸收放热,产生稀溶液并与发生器反馈的浓溶液结合形成混合溶液;利用换热器将气体制冷剂释放的热量通过流经换热器内部的供热循环水带走,以及通过溶液泵对混合溶液加压返回发生器。

6、在一种可能得实施方式中,通过以下方式控制吸收式冷热联供系统完成供冷循环:控制第一三通阀的第三端和第二端处于接通状态;通过第一循环泵将吸收器流出的循环水输送到冷凝器;利用废热蒸汽在发生器中加热位于发生器内的制冷剂溶液,以使发生器内的一部分制冷剂溶液蒸发形成高压制冷剂蒸汽,以及使发生器内的另一部分制冷剂溶液形成吸收剂浓溶液,将高压制冷剂蒸汽输入冷凝器以及将吸收剂浓溶液经第二节流阀降压流入吸收器;利用冷凝器对高压制冷剂蒸汽进行冷凝,以对流经冷凝器内部的循环水放热并将吸收冷凝放热能量的循环水输送至第二三通阀,以及将冷凝成的液体制冷剂通过第二节流阀降压处理后输送至蒸发器;分别控制第二三通阀的第一端和第三端处于接通状态以及控制第三三通阀的第三端和第一端处于接通状态,使冷凝器输出的循环水依次经第二三通阀和第三三通阀流入辅助设备换热器;通过辅助设备换热器吸收核电厂辅助设备运行产生的低温废热,并将辅助设备换热器输出的循环水输送到冷源换热器进行散热处理,其中,流入冷源换热器的循环水中,同时携带核电厂辅助设备运行热量、吸收器吸收作用产生的散热能量和冷凝器冷凝放热产生的放热量;控制四通阀的第二端和第三端处于接通状态,以使冷源换热器输出的循环水依次经四通阀、第一三通阀形成回流进入吸收器;控制第四三通阀的第三端和第二端处于接通状态,以使供冷循环中的供冷水经第四三通阀流入蒸发器;将位于蒸发器内的液体冷剂对流入蒸发器的供冷水吸热蒸发成气体制冷剂,并控制气体制冷剂流入吸收器;控制四通阀的第一端和第四端处于接通状态,以在第二循环泵的驱动下将流出蒸发器的供冷水经四通阀流入供冷端;通过吸收器对气体制冷剂进行吸收放热,产生稀溶液并与发生器反馈的浓溶液结合形成混合溶液;利用换热器将气体制冷剂释放的热量通过流经换热器内部的供热循环水带走,以及通过溶液泵对混合溶液加压返回发生器。

7、在一种可能得实施方式中,向用冷端输送冷量的供冷循环和向用热端输送热量的供热循环中的循环工质为水。

8、在一种可能得实施方式中,方法还包括:确定环境温度是否小于或者等于第二温度阈值;若环境温度小于或者等于第二温度阈值,则将防冻液作为sri循环中的循环工质;若环境温度大于第二温度阈值,则将水作为冷却水系统循环中的循环工质。

9、在一种可能得实施方式中,方法还包括:根据需求温度、吸收式冷热联供系统内的设备运行压力范围和效率优化计算,确定吸收式冷热联供系统内各设备内的溶液对应的最优溶液浓度和循环比。

10、在一种可能得实施方式中,方法还包括:通过循环流量,将供冷循环、供热循环、蒸汽废热、导闭式冷却水系统中的循环水流量设置为匹配状态。

11、在一种可能得实施方式中,通过循环流量,将供冷循环、供热循环、蒸汽废热、导闭式冷却水系统中的循环水流量设置为匹配状态的步骤包括:在供热循环过程中,使蒸汽废热提供的高温热源功率与辅助设备废热提供的低温热源功率相匹配;在供冷循环过程中,使蒸汽废热提供的高温热源功率与导闭式冷却水系统的供冷功率相匹配,以及使导闭式冷却水系统循环水温度与冷凝器内部的冷凝温度、吸收器内部的吸收温度相匹配。

12、第二方面,本技术实施例还提供一种吸收式冷热联供系统,吸收式冷热联供系统包括相互连接的热水生产与分配系统和冷却水系统,热水生产与分配系统包括发生器、吸收器、冷凝器、蒸发器和热交换器,导闭式冷却水系统包括辅助设备换热器和冷源换热器,发生器分别接入废热蒸汽、热交换器和冷凝器,热交换器还分别通过溶液泵和第一节流阀连接到吸收器,吸收器分别通过第一三通阀连接到供热回水端、通过第一循环泵连接到冷凝器以及连接到蒸发器,冷凝器通过第二节流阀连接到蒸发器,冷凝器还分别通过第二三通阀连接到供热端和第三三通阀,辅助设备换热器依次通过第三三通阀和第四三通阀连接到蒸发器,蒸发器还通过第四三通阀还连接到供冷端,辅助设备换热器还连接到冷源换热器,冷源换热器还分别通过四通阀和第一三通阀连接到吸收器以及通过四通阀和第二循环泵连接到蒸发器,四通阀还连接到供冷回水端、辅助设备换热器连接到核电厂辅助设备,吸收式冷热联供系统还包括处理器,处理器用于执行上述实施例任一项提供的热管理方法。

13、本技术实施例提供的一种热管理方法及吸收式冷热联供系统,包括:检测厂房内的环境温度,若环境温度小于第一温度阈值,则控制第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀、第四三通阀以及四通阀分别切换到供热开关状态,以辅助设备产生的废热和蒸汽废热共同作为驱动供热循环的供热源,通过循环工质完成供热循环,若环境温度大于第二温度阈值,则控制第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀、第四三通阀以及四通阀分别切换到供冷开关状态,以蒸汽废气和从供冷循环的回水中吸收热量的热量作为驱动供冷循环的供热源,通过循环工质完成供冷循环。本技术通过将蒸汽废汽、热水生产与分配系统和冷却水系统集成为一整体,通过切换整体系统运行方式提高能源利用率。

14、为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。


技术特征:

1.一种热管理方法,其特征在于,应用于吸收式冷热联供系统,吸收式冷热联供系统包括相互连接的热水生产与分配系统和冷却水系统,热水生产与分配系统包括发生器、吸收器、冷凝器、蒸发器和热交换器,导闭式冷却水系统包括辅助设备换热器和冷源换热器,

2.根据权利要求1的方法,其特征在于,通过以下方式控制吸收式冷热联供系统完成供热循环:

3.根据权利要求1的方法,其特征在于,通过以下方式控制吸收式冷热联供系统完成供冷循环:

4.根据权利要求1的方法,其特征在于,向用冷端输送冷量的供冷循环和向用热端输送热量的供热循环中的循环工质为水。

5.根据权利要求1的方法,其特征在于,方法还包括:

6.根据权利要求1的方法,其特征在于,方法还包括:

7.根据权利要求1的方法,其特征在于,方法还包括:

8.根据权利要求7的方法,其特征在于,通过循环流量,将供冷循环、供热循环、蒸汽废热、导闭式冷却水系统中的循环水流量设置为匹配状态的步骤包括:

9.一种吸收式冷热联供系统,其特征在于,吸收式冷热联供系统包括相互连接的热水生产与分配系统和冷却水系统,热水生产与分配系统包括发生器、吸收器、冷凝器、蒸发器和热交换器,导闭式冷却水系统包括辅助设备换热器和冷源换热器,


技术总结
本申请提供了一种热管理方法及吸收式冷热联供系统,包括:检测厂房内的环境温度,若环境温度小于第一温度阈值,则控制第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀、第四三通阀以及四通阀分别切换到供热开关状态,以辅助设备产生的废热和蒸汽废热共同作为驱动供热循环的供热源,通过循环工质完成供热循环,若环境温度大于第二温度阈值,则控制第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀、第四三通阀以及四通阀分别切换到供冷开关状态,以蒸汽废气和从供冷循环的回水中吸收热量的热量作为驱动供冷循环的供热源,通过循环工质完成供冷循环。本申请通过将蒸汽废汽、热水生产与分配系统和冷却水系统集成为一整体,通过切换整体系统运行方式提高能源利用率。

技术研发人员:陆金琪,徐震原,姚学良,王如竹,阎晓伟,冯佳雨,张四代,高振轩,尚逸辰,胡斌,危博
受保护的技术使用者:上海阿波罗机械股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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