一种换热系统及方法与流程

专利2026-10-05  1


本技术涉及能源利用,尤其涉及一种换热系统及方法。


背景技术:

1、随着能源需求的增长以及能源结构转型的需要,热能作为一种清洁、高效且广泛存在的能源形式,其重要性日益凸显。换热系统作为热能传输与利用的核心设备,其角色变得尤为关键。

2、目前,换热系统通常是将供热设备中产生的热能,通过热交换的方式传递给用热设备,以满足热能需求。

3、但是,一旦供热设备因故障、维护或其他原因停止工作,整个换热系统就会失去热源,导致用热设备无法继续获得必需的热能,使得用热设备的运行停止,导致系统的稳定性和可靠性较差。


技术实现思路

1、鉴于上述问题,本技术提供了一种换热系统及方法,以提高系统的稳定性和可靠性。具体方案如下:

2、本技术第一方面提供一种换热系统,所述换热系统分别与供热设备和用热设备相连接,所述系统包括:控制器、第一换热器、高温储藏罐、低温储藏罐、第二换热器和多个管道,所述多个管道包括第一管道、第二管道、第三管道、第四管道、第五管道和第六管道;

3、所述第一换热器的热侧出口和热侧进口均与所述供热设备相连接;

4、所述第一换热器的冷侧出口依次通过所述第一管道、所述第二管道与所述高温储藏罐的进口相连接,所述第一管道上设置有第一调节阀,所述第二管道上设置有第二调节阀;

5、所述高温储藏罐的出口依次通过所述第三管道、所述第四管道与所述第二换热器的热侧进口相连接,第一连接处与第二连接处连通,所述第一连接处为所述第一管道和第二管道的连接处,所述第二连接处为第三管道和第四管道的连接处,所述第三管道上设置有第三调节阀;

6、所述第一换热器的冷侧出口依次通过所述第一管道、所述第四管道与所述第二换热器的热侧进口相连接;

7、所述第二换热器的热侧出口通过所述第五管道与所述低温储藏罐的进口相连接,所述第二换热器的冷侧进口和冷侧出口均与所述用热设备相连接;

8、所述低温储藏罐的出口通过所述第六管道与所述第一换热器的冷侧进口相连接,所述第六管道上设置有第四调节阀;

9、所述控制器分别与所述第一调节阀、所述第二调节阀、所述第三调节阀和所述第四调节阀电连接。

10、在一种可能的实现中,所述高温储藏罐为高温熔盐罐,所述低温储藏罐为低温熔盐罐,所述换热系统的传输介质为熔盐。

11、在一种可能的实现中,所述第二换热器包括高温熔盐加热器、硫酸预热器和高温熔盐换热器,所述第四管道包括第一子管道、第二子管道和第三子管道,所述第五管道包括第四子管道、第五子管道和第六子管道;

12、所述第一换热器的冷侧出口依次通过所述第一管道、所述第一子管道与所述高温熔盐加热器的热侧进口相连接,所述第一换热器的冷侧出口依次通过所述第一管道、所述第二子管道与所述硫酸预热器的热侧进口相连接,所述第一换热器的冷侧出口依次通过所述第一管道、所述第三子管道与所述高温熔盐换热器的热侧进口相连接;

13、所述高温熔盐罐的出口依次通过所述第三管道、所述第一子管道与所述高温熔盐加热器的热侧进口相连接,所述高温熔盐罐的出口依次通过所述第三管道、所述第二子管道与所述硫酸预热器的热侧进口相连接,所述高温熔盐罐的出口依次通过所述第三管道、所述第三子管道与所述高温熔盐换热器的热侧进口相连接;

14、所述低温熔盐罐的进口通过所述第四子管道与所述高温熔盐加热器的热侧出口相连接,所述低温熔盐罐的进口通过所述第五子管道与所述硫酸预热器的热侧出口相连接,所述低温熔盐罐的进口通过所述第六子管道与所述高温熔盐换热器的热侧出口相连接。

15、在一种可能的实现中,所述第三管道上设置有高温熔盐泵,所述第六管道上设置有低温熔盐泵。

16、在一种可能的实现中,所述用热设备包括供电设备、制氢设备和供蒸汽设备中的至少一个,所述供电设备的传输介质为超临界二氧化碳流体,所述制氢设备的传输介质为硫酸溶液,所述供蒸汽设备的传输介质为除盐水;

17、所述高温熔盐加热器的冷侧进口和冷侧出口均与所述供电设备相连接;

18、所述硫酸预热器的冷侧进口和冷侧出口均与所述制氢设备相连接;

19、所述高温熔盐换热器的冷侧进口和冷侧出口均与所述供蒸汽设备相连接。

20、在一种可能的实现中,所述供电设备包括:汽轮机、高温回热器、低温回热器、预冷器、主压缩机、再压缩机和发电机;

21、所述高温熔盐加热器的冷侧出口与所述汽轮机的进汽口相连接;

22、所述汽轮机的排汽口与所述高温回热器的热侧进口相连接,所述汽轮机与所述发电机传动连接;

23、所述高温回热器的热侧出口与所述低温回热器的热侧进口相连接;

24、所述低温回热器的热侧出口分别与所述预冷器的进口和所述再压缩机的进口相连接;

25、所述预冷器的出口与所述主压缩机的进口相连接;

26、所述主压缩机的出口与所述低温回热器的冷侧进口相连接;

27、所述低温回热器的冷侧出口和所述再压缩机的出口均与所述高温回热器的冷侧进口相连接;

28、所述高温回热器的冷侧出口与所述高温熔盐加热器的冷侧进口相连接。

29、在一种可能的实现中,所述制氢设备包括:硫酸反应器;

30、所述硫酸预热器的冷侧出口与所述硫酸反应器的进口相连接;

31、所述硫酸反应器的出口与用户端设备相连接以向所述用户端设备供氢。

32、在一种可能的实现中,所述供蒸汽设备包括:海水淡化及除盐水装置、给水箱和除氧器;

33、所述高温熔盐换热器的冷侧进口与所述除氧器的出口相连接;

34、所述除氧器的进口与所述给水箱的出口相连接;

35、所述给水箱的进口与所述海水淡化及除盐水装置的出口相连接;

36、所述高温熔盐换热器的冷侧出口与所述用户端设备相连接以向所述用户端设备供热。

37、本技术第二方面提供一种换热方法,应用于上述任一所述的换热系统,所述方法包括:

38、控制器获取供热设备的运行状态;

39、所述控制器基于所述供热设备的运行状态,对第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀、第四调节阀和第一换热器进行调节,以使用热设备通过第二换热器吸收热量。

40、在一种可能的实现中,所述控制器基于所述供热设备的运行状态,对第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀和第四调节阀进行调节,包括:

41、如果所述供热设备的运行状态为正常状态,则所述控制器打开所述第一调节阀、所述第二调节阀和所述第四调节阀,关闭所述第三调节阀;

42、如果所述供热设备的运行状态为异常状态,则所述控制器关闭所述第一调节阀、所述第二调节阀和所述第四调节阀,打开所述第三调节阀。

43、借由上述技术方案,本技术提供的一种换热系统及方法,该换热系统分别与供热设备和用热设备相连接,该系统包括:控制器、第一换热器、高温储藏罐、低温储藏罐、第二换热器和多个管道,第一换热器的热侧出口和热侧进口均与供热设备相连接;第一换热器的冷侧出口依次通过第一管道、第二管道与高温储藏罐的进口相连接,第一管道上设置有第一调节阀,第二管道上设置有第二调节阀;高温储藏罐的出口依次通过第三管道、第四管道与第二换热器的热侧进口相连接,第一连接处与第二连接处连通,第一连接处为第一管道和第二管道的连接处,第二连接处为第三管道和第四管道的连接处,第三管道上设置有第三调节阀;第一换热器的冷侧出口依次通过第一管道、第四管道与第二换热器的热侧进口相连接;第二换热器的热侧出口通过第五管道与低温储藏罐的进口相连接,第二换热器的冷侧进口和冷侧出口均与用热设备相连接;低温储藏罐的出口通过第六管道与第一换热器的冷侧进口相连接,第六管道上设置有第四调节阀;控制器分别与第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀和第四调节阀电连接。该系统的第一换热器可以将热能存储至高温储藏罐,当供热设备运行状态异常时,高温储藏罐可以继续通过第二换热器为用热设备持续提供一段时间的热能,避免了用热设备的突然停机,有利于提高系统的稳定性和可靠性。


技术特征:

1.一种换热系统,其特征在于,所述换热系统分别与供热设备和用热设备相连接,所述系统包括:控制器、第一换热器、高温储藏罐、低温储藏罐、第二换热器和多个管道,所述多个管道包括第一管道、第二管道、第三管道、第四管道、第五管道和第六管道;

2.根据权利要求1所述的换热系统,其特征在于,所述高温储藏罐为高温熔盐罐,所述低温储藏罐为低温熔盐罐,所述换热系统的传输介质为熔盐。

3.根据权利要求2所述的换热系统,其特征在于,所述第二换热器包括高温熔盐加热器、硫酸预热器和高温熔盐换热器,所述第四管道包括第一子管道、第二子管道和第三子管道,所述第五管道包括第四子管道、第五子管道和第六子管道;

4.根据权利要求1所述的换热系统,其特征在于,所述第三管道上设置有高温熔盐泵,所述第六管道上设置有低温熔盐泵。

5.根据权利要求3所述的换热系统,其特征在于,所述用热设备包括供电设备、制氢设备和供蒸汽设备中的至少一个,所述供电设备的传输介质为超临界二氧化碳流体,所述制氢设备的传输介质为硫酸溶液,所述供蒸汽设备的传输介质为除盐水;

6.根据权利要求5所述的换热系统,其特征在于,所述供电设备包括:汽轮机、高温回热器、低温回热器、预冷器、主压缩机、再压缩机和发电机;

7.根据权利要求5所述的换热系统,其特征在于,所述制氢设备包括:硫酸反应器;

8.根据权利要求5所述的换热系统,其特征在于,所述供蒸汽设备包括:海水淡化及除盐水装置、给水箱和除氧器;

9.一种换热方法,其特征在于,应用于权利要求1-8中的任一所述的换热系统,所述方法包括:

10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述控制器基于所述供热设备的运行状态,对第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀、第四调节阀和第一换热器进行调节,包括:


技术总结
本申请公开了一种换热系统及方法,涉及能源利用技术领域,该系统包括:控制器、第一换热器、高温储藏罐、低温储藏罐、第二换热器和多个管道,管道上设置有调节阀。第一换热器的热侧均与供热设备相连接;第一换热器的冷侧出口与高温储藏罐的进口相连接;高温储藏罐的出口与第二换热器的热侧进口相连接;第一换热器的冷侧出口与第二换热器的热侧进口相连接;第二换热器的热侧出口与低温储藏罐的进口相连接,第二换热器的冷侧均与用热设备相连接;低温储藏罐的出口与第一换热器的冷侧进口相连接。当供热设备运行状态异常时,通过控制器调节调节阀,高温储藏罐可以继续为用热设备持续提供热能,避免用热设备突然停机,有利于提高系统稳定性和可靠性。

技术研发人员:石琦,包佳鑫,陈景,马斓擎,邹旸,索冠玉,梁丁丁,夏体锐,尹俊,姚在山
受保护的技术使用者:中核能源科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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