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1、(10)申请公布号 CN 102809144 A(43)申请公布日 2012.12.05CN102809144A*CN102809144A*(21)申请号 201210276686.8(22)申请日 2012.08.06F22D 11/00(2006.01)F25B 30/04(2006.01)F01K 17/06(2006.01)(71)申请人湖南创化低碳环保科技有限公司地址 410013 湖南省长沙市高新区麓泉路与麓松路交汇处延农创业大厦14楼1462号(72)发明人刘小江 刘赟(74)专利代理机构长沙星耀专利事务所 43205代理人宁星耀 舒欣(54) 发明名称采用两级喷射吸收热泵提高热。
2、力循环效率的装置及方法(57) 摘要采用两级喷射吸收热泵提高热力循环效率的装置及方法，该装置包括凝汽器、蒸发器、冷凝器、射流泵、发生器、吸收器、蒸发器、冷凝器、射流泵、发生器、吸收器和热交换器，所述蒸发器的一侧与吸收器相连，另一侧通过管路分别与射流泵的引射端、热交换器相连，冷凝器的一侧通过管路分别与发生器、热交换器相连，另一侧通过管路分别与吸收器、冷凝器相连，发生器通过管路分别与射流泵的喷射出口端、吸收器相连，吸收器通过设有喷射吸收循环泵的管路与射流泵的进口端相连。本发明还包括采用两级喷射吸收热泵提高热力循环效率的方法。利用本发明，可更好地提高热力循环效率。(51)Int.Cl.权利要求书1页。
3、 说明书6页 附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 1 页1/1页21. 一种采用两级喷射吸收热泵提高热力循环效率的装置，包括凝汽器、蒸发器、冷凝器、射流泵、发生器和吸收器，所述凝汽器的一侧通过设有冷媒水循环泵的管路与蒸发器相连，另一侧通过设有凝结水循环泵的管路与冷凝器相连，所述蒸发器通过管路分别与冷凝器、射流泵的引射端相连，所述冷凝器通过管路与发生器相连，所述发生器通过管路分别与吸收器、射流泵的喷射出口端相连，所述吸收器通过设有喷射吸收循环泵的管路与射流泵的进口端相连，构成第一级热泵循环系统，其特征在于：还设有蒸发器、冷凝器。
4、、射流泵、发生器、吸收器和热交换器，所述蒸发器的一侧通过设有冷媒水循环泵的管路与吸收器相连，另一侧通过管路分别与射流泵的引射端、热交换器相连，所述冷凝器的一侧通过管路分别与发生器、热交换器相连，另一侧通过管路分别与吸收器、冷凝器相连，所述发生器通过管路分别与射流泵的喷射出口端、吸收器相连，所述吸收器通过设有喷射吸收循环泵的管路与射流泵的进口端相连，构成第二级热泵循环系统。2.根据权利要求1所述采用两级喷射吸收热泵提高热力循环效率的装置，其特征在于：所述吸收器与喷射吸收循环泵之间设有热交换器，所述热交换器通过循环泵及管路与用户末端或冷却装置相连。3.根据权利要求1或2所述采用两级喷射吸收热泵提高。
5、热力循环效率的装置，其特征在于：所述热交换器通过循环泵及管路与用户末端或冷却装置相连。4.一种利用权利要求1所述装置提高热力循环效率的方法，其特征在于，包括以下步骤：首先，以进入凝汽器中的乏汽作为热源，在冷媒水循环泵的作用下，冷媒水把凝汽器中乏汽潜热及部分显热带入蒸发器内，蒸发器内的制冷剂蒸发吸热后，在喷射吸收循环泵及射流泵的作用下，与吸收器内的吸收液一起喷射到发生器内，经热能补偿使制冷剂发生，发生了的制冷剂流进冷凝器内释放潜热给凝结水，完成凝结水第一次升温过程，所得液态制冷剂进入蒸发器内去吸收由冷媒水转接而来的乏汽潜热，这样就完成第一级热泵循环系统制冷剂的循环；而发生后的浓吸收液流进吸收器内。
6、，再由喷射吸收循环泵带动射流泵进行喷射吸收从蒸发器出来的制冷剂蒸汽，并一同进入发生器内，这样就完成第一级热泵循环系统吸收液的循环；然后，以吸收器内的浓吸收液作为第二级热泵循环系统的热源，在冷媒水循环泵的作用下，冷媒水把浓吸收液所含热量带入蒸发器内，蒸发器内的制冷剂蒸发吸热后，在喷射吸收循环泵及射流泵的作用下，与吸收器内的吸收液一起喷射到发生器内，经热能补偿使制冷剂发生，发生了的制冷剂流进冷凝器内释放潜热给凝结水，完成凝结水第二次升温过程，所得气液态混合制冷剂经热交换器中冷却流体冷却后，所得液态制冷剂进入蒸发器内去吸收由冷媒水转接而来的浓吸收液所含热量，这样就完成第二级热泵循环系统制冷剂的循环；。
7、而发生后的浓吸收液流进吸收器内，再由喷射吸收循环泵带动射流泵进行喷射吸收从蒸发器出来的制冷剂蒸汽，并一同进入发生器内，这样就完成第二级热泵循环系统吸收液的循环；最后，使从冷凝器出来的凝结水进入吸收器内，从吸收器中浓吸收液获得热量，完成凝结水第三次升温过程，温度达到270以上后流入锅炉或蒸汽发生器。权 利 要 求 书CN 102809144 A1/6页3采用两级喷射吸收热泵提高热力循环效率的装置及方法技术领域0001 本发明涉及一种采用两级喷射吸收热泵提高热力循环效率的装置及方法。背景技术0002 目前，热电厂或核电厂为了提高热力循环效率，一般是从采用给水回热循环、提高蒸汽参数、采用中间再热循环。
8、、采用双工质联合循环、实行热电联产这五个方面来考虑的。实践表明，热电厂发电效率在39%左右，核电厂发电效率在35%左右，即使使用超超临界锅炉，其发电效率也很难突破45%。其中大部分热能散失到发电厂周围空气中或江海湖泊里，这样不仅造成热能源浪费，运行成本增高，也会在一定程度上污染环境。为此，人们提出了对凝汽器乏汽热能加以利用的各种技术方案，其主要是利用乏汽潜热进行冬季采暖，或作为生产工艺所需热能。然而，这些技术由于受到采暖半径经济性限制，管网成本限制，以及季节天气变化限制，以致难以有效地得到应用。0003 迄今为止，人们还是停留在凝汽器以前流程的热能循环利用方式上，采取把冷端温度降得更低的方式的。
9、技术上还没有很好突破，提升蒸汽温度参数也受到很大技术条件限制。可以证明，以任何工作物质作卡诺循环，其效率都一致；还可以证明，所有实际循环的效率都低于同样条件下卡诺循环的效率，也就是说，如果高温热源和低温热源的温度确定之后，卡诺循环的效率是在它们之间工作的一切热机的最高效率界限。因此，提高热机的效率，应努力提高高温热源的温度和降低低温热源的温度，低温热源通常是周围环境，降低环境的温度难度大、成本高，是不足取的办法。囿于这一陈旧观点，人们鲜有想到把凝汽器凝结水温度降至比环境更低的温度来实现提高发电效率的措施。基于节能减排的重大意义，人们努力尝试向高温方向发展，但还是受到耐高温金属材料成本过高限制和。
10、实现更高蒸汽温度技术条件限制。而寻求冷端更低温度实现，似乎难以实现比环境更低的温度，很难找到优良的低成本方式来实现降低冷端温度的目的，其实并不然，我们可以把热能循环利用范畴扩大，使乏汽也参与热能循环利用中来，有着50%以上热能蕴含量的乏汽，其乏汽焓值一般是在2300kJ/kg以上，而进入锅炉前凝结水温度一般是要提升到270以上，此温度此压力下凝结水焓值一般是在1230kJ/kg左右，这足以可以看出只要乏汽潜热能够向高温处转移，并移至280以上，并把该部分热量重新反馈给凝结水，使凝结水温度升至270左右，那么我们就可以实现把乏汽潜热超过50%以上热量又重新加以循环利用。这比之当今在凝汽器流程前所。
11、采用的给水回热循环以及中间再热循环的热能循环利用意义要大的多，因为该部分蒸汽还具有做功的潜力，而乏汽是不可以继续做功的。而这些热能循环利用技术只是使整个热能循环效率提高10%左右而已。0004 由于乏汽蕴含热能价值是非常巨大的，因此，开发利用乏汽潜热具有十分重要的意义。然而现有乏汽热能利用技术大都是基于采暖或用于供应生活热水，这是“热源技术”，就是“热、电、冷联产”。这样既利用能的数量，又利用能的质量，是符合总能系统原则的。但是，这些措施实施在建电厂前须做全面的技术经济分析论证、热供需双方切实可行的匹配方可得以保障。这种问题常常是跨行业、跨部门，难于单独解决，需要在能源管理体制及规说 明 书C。
12、N 102809144 A2/6页4划上采取切实有力的措施。即便用作采暖，也只用了其中的少部分热能，大部分热能的还必须通过凉水塔散掉。此外，当今凝汽器采取错流换热方式，需要比凝结水循环量大32倍以上的冷却水来实现冷却。0005 CN102620478A于2012年8月1日公开了一种用于热电厂或核电厂提高热力循环效率的方法及装置，其存在的缺陷是热力循环效率欠佳。发明内容0006 本发明所要解决的技术问题是，提供一种采用两级喷射吸收热泵提高热力循环效率的装置及方法，以更好地提高热力循环效率。0007 本发明解决其技术问题采用的技术方案是：本发明之采用两级喷射吸收热泵提高热力循环效率的装置，包括凝汽。
13、器、蒸发器、冷凝器、射流泵、发生器和吸收器，所述凝汽器的一侧通过设有冷媒水循环泵的管路与蒸发器相连，另一侧通过设有凝结水循环泵的管路与冷凝器相连，所述蒸发器通过管路分别与冷凝器、射流泵的引射端相连，所述冷凝器通过管路与发生器相连，所述发生器通过管路分别与吸收器、射流泵的喷射出口端相连，所述吸收器通过设有喷射吸收循环泵的管路与射流泵的进口端相连，构成第一级热泵循环系统，其特征在于：还设有蒸发器、冷凝器、射流泵、发生器、吸收器和热交换器，所述蒸发器的一侧通过设有冷媒水循环泵的管路与吸收器相连，另一侧通过管路分别与射流泵的引射端、热交换器相连，所述冷凝器的一侧通过管路分别与发生器、热交换器相连，另一。
14、侧通过管路分别与吸收器、冷凝器相连，所述发生器通过管路分别与射流泵的喷射出口端、吸收器相连，所述吸收器通过设有喷射吸收循环泵的管路与射流泵的进口端相连，构成第二级热泵循环系统。0008 进一步，所述吸收器与喷射吸收循环泵之间设有热交换器，所述热交换器通过循环泵及管路与用户末端或冷却装置相连。0009 进一步，所述热交换器通过循环泵及管路与用户末端或冷却装置相连。0010 本发明之采用两级喷射吸收热泵提高热力循环效率的方法，包括以下步骤：首先，以进入凝汽器中的乏汽作为热源，在冷媒水循环泵的作用下，冷媒水把凝汽器中乏汽潜热及部分显热带入蒸发器内，蒸发器内的制冷剂蒸发吸热后，在喷射吸收循环泵及射流泵。
15、的作用下，与吸收器内的吸收液一起喷射到发生器内，经热能补偿使制冷剂发生，发生了的制冷剂流进冷凝器内释放潜热给凝结水，完成凝结水第一次升温过程，所得液态制冷剂进入蒸发器内去吸收由冷媒水转接而来的乏汽潜热，这样就完成第一级热泵循环系统制冷剂的循环；而发生后的浓吸收液流进吸收器内，再由喷射吸收循环泵带动射流泵进行喷射吸收从蒸发器出来的制冷剂蒸汽，并一同进入发生器内，这样就完成第一级热泵循环系统吸收液的循环；然后，以吸收器内的浓吸收液作为第二级热泵循环系统的热源，在冷媒水循环泵的作用下，冷媒水把浓吸收液所含热量带入蒸发器内，蒸发器内的制冷剂蒸发吸热后，在喷射吸收循环泵及射流泵的作用下，与吸收器内的吸收。
16、液一起喷射到发生器内，经热能补偿使制冷剂发生，发生了的制冷剂流进冷凝器内释放潜热给凝结水，完成凝结水第二次升温过程，所得气液态混合制冷剂经热交换器中冷却流体冷却后，所得液态说 明 书CN 102809144 A3/6页5制冷剂进入蒸发器内去吸收由冷媒水转接而来的浓吸收液所含热量，这样就完成第二级热泵循环系统制冷剂的循环；而发生后的浓吸收液流进吸收器内，再由喷射吸收循环泵带动射流泵进行喷射吸收从蒸发器出来的制冷剂蒸汽，并一同进入发生器内，这样就完成第二级热泵循环系统吸收液的循环；最后，使从冷凝器出来的凝结水进入吸收器内，从吸收器中浓吸收液获得热量，完成凝结水第三次升温过程，温度达到270以上后流。
17、入锅炉或蒸汽发生器。0011 进一步，所述吸收器与吸收器内的吸收液为溴化锂溶液。0012 本发明采用喷射吸收方式进行热泵循环，喷射吸收循环可以在发生器压力高于冷凝器压力的条件下运行。如果有高温热源，可以通过喷射器的调压作用，使发生器温度提升，而溶液浓度可以保持不变。该复合系统最大的特点就是，结构简单、循环泵少、中品位热能温升高且转化率较高，发生器可以产生高压高温蒸汽，同时也会使吸收器的温度和压力相应提高，并使之吸收液浓度提高，从而使该吸收热泵循环总体温度向上大大提高，喷射吸收在喷射过程中不仅在传质，同时也在传热，它可以把吸收循环热100%传入发生器内，而不像现行溴化锂吸收技术在循环过程中必须要。
18、把大部分吸收热散到周围空气中去，即便是当今GAX吸收式热泵，对吸收热也不是100%加以利用，它是通过换热器来获取三分之一吸收热而已。吸收热被100%利用，并且使乏汽潜热通过该喷射吸收热泵方式把温度提升到100以上，再采用二级喷射吸收，把这一百多温度的浓吸收液作为热源，进行二次热能向高温处转移，使它温度提高到200以上。此外，本发明很好地将郎肯循环与逆卡若循环有机结合在一起，它把朗肯循环里的冷却水当做热泵系统里的冷媒水，而热泵循环系统所需要的冷源来自凝结水，该凝结水可以低于10，这是比环境温度要低的温度，是可以提高发电效率的。而凝结水低温是取决于热泵循环系统的蒸发器里的冷媒水温度的，这种相互借用。
19、，相互依托的关系使朗肯循环效率提高同时，又把热泵循环系统效率大大提高，因为朗肯循环需要更低凝结水温度来提高发电效率；而热泵需要更低的冷凝温度来提高热泵循环效率的，尤其第二类吸收热泵是需要更低的冷凝温度，才会使发生器耗较少的热能，获去更多蒸汽发生效果，因为第二类吸收热泵的蒸发器与吸收器是在较高温度下进行的，而发生器与冷凝器是在较低温度下进行的，它们驱动热源是中温废热，而蒸发器与冷凝器有一个较大的温度落差，这个落差就是热量向高温处转移的基础，转移的温差越大其落差就越大，所以用低温凝结水去冷凝制冷剂蒸汽可以大大提高热泵循环效率；反之亦然，它可以使凝结水温度降低，更有利于提高机组发电效率，而且可以使第。
20、二级吸收热泵循环系统得到更高温度的热源，这种相得益彰机巧结合方式使整个循环系统热效率大大提高。0013 本发明采用两级喷射吸收热泵方式使得中温热源的热能得以循环利用，这是因为热泵能效比高，且采用喷射方式可以使吸收循环热得到充分利用，尤其低温热源温度较高的情况下，能获得较大的利用价值。而乏汽是过热蒸汽，是一个非常稳定的热源，虽然只是略高于环境温度的低品位能源，但它有很大一部分潜热可利用，再加上它部分显热，其里面蕴含有巨大能源。0014 本发明采用溴化锂溶液作为吸收液，溴化锂溶液有其优良的特性：在用于热泵产热过程中特别适宜，尤其是把中温热源移向高温处时会有很强优势，它可以采取提高发生器温度办法，提。
21、高浓度差，同时也增大了放汽范围，提高了浓吸收液的吸收温度和吸收过程的压力来获取较高的使用温度。溴化锂的比热很小，有利于提高制冷机的效率，因为在发生说 明 书CN 102809144 A4/6页6过程中所需加给溶液的热量较小，而吸收过程从溶液中带走的热量也较小。溴化锂溶液的饱和蒸汽压很小，其对水吸收性强。因此溴化锂溶液具有吸收温度比它低得多的水蒸气的能力。这对于吸收式制冷机的运行特别有利。结合本发明所采用的喷射吸收方式可以把40的乏汽热源温度的热量进行高温处转移，通过制冷剂吸热而蒸发，并把转接而来潜热由水汽（制冷剂蒸汽）携带一起进入到溴化锂吸收液里，并使溴化锂溶液温度升至一百度以上，只要少许补偿。
22、一些尖峰段热量就可以发生了。其实只要冷凝温度够低，也无需补偿这部分热量就可以发生了，而补偿热量是来自汽轮机低压缸的抽汽。0015 与现有技术相比，本发明具有以下优点：（1）采用两级喷射吸收热泵循环，对凝结水进行逐级升温，温度可达270以上，可实现乏汽热能50%以上的热量重新反馈到锅炉内，可节能40%以上，使得汽轮机抽汽量大大减少，让蒸汽更充分做功发电。0016 （2）剩下无法反馈到锅炉里去得到循环利用的那部分热量，无需通过凉水塔来实现冷却，因为该部分热量只占整个热力循环系统30%左右，且温度已经转移到较高温度处了，它是比环境温度高得多了，其散热成本可以降低许多，无需设置大功率冷却循环泵，其冷却。
23、风机功率也减少许多，因为需要散去的热量减少了60%以上，且是采用较高温度，较大温差散热，这不仅从成本上划得来，也容易得多；若有用户需求，可以用作采暖及企业热能所需。0017 （3）第二级喷射吸收热泵的热源来自第一级喷射吸收热泵的吸收器内的高温浓吸收液，本来吸收器内的浓吸收液是需要降温才可以高效喷射吸收制冷剂蒸汽的，正好该浓溶液的热量用作第二级吸收热泵的热源，自己又实现了降温目的，这也是一举两得，即降低设备投资成本，又节约能源。0018 （4）通过引入射流泵，在制冷剂吸收由乏汽转接而来的冷媒水的热量得以蒸发后，把吸收热一道被吸收液带入发生器，也就是说射流泵在传质过程中同时也在传热，把吸收热一道传。
24、入发生器内，而这些液体在发生器里正好处于临界发生状态，只需从锅炉排污装置里或汽轮机抽出少量高温蒸汽就可以进行发生。0019 （5）在此过程中所消耗的电能非常少，甚至比现有发电热力循环过程中所消耗的电能还要少，而用作热力驱动的蒸汽，是做了功之后从汽轮机里抽出来的或是锅炉排污过程的废气。0020 （6）热污染和噪音显著减少，又节约了大量水资源，因为它无须采用凉水塔冷却了，完全可以采用内封闭循环风冷的冷却方式来实现较高温度冷却。其制冷剂吸收液无须降至接近环境温度了，这种冷却成本是相当低的。而且无须过多频繁进行散热冷却装置的清洗了，这不仅节约许多清洗费用，而且延长了设备使用寿命。附图说明0021 图1。
25、 为本发明实施例1之采用两级喷射吸收热泵提高热力循环效率的装置的结构示意图；图2 为本发明实施例2之采用两级喷射吸收热泵提高热力循环效率的装置的结构示意图。说 明 书CN 102809144 A5/6页7具体实施方式0022 以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。0023 实施例1参照图1，本实施例之采用两级喷射吸收热泵提高热力循环效率的装置，包括凝汽器4、蒸发器3、冷凝器6、射流泵7、发生器8和吸收器20，所述凝汽器4的一侧通过设有冷媒水循环泵2的管路与蒸发器3相连，另一侧通过设有凝结水循环泵1的管路与冷凝器6相连，所述蒸发器3通过管路分别与冷凝器6、射流泵7的引射端相连，所述冷凝器6通。
26、过管路与发生器8相连，所述发生器8通过管路分别与吸收器20、射流泵7的喷射出口端相连，所述吸收器20通过设有喷射吸收循环泵9的管路与射流泵7的进口端相连，构成第一级热泵循环系统，其特征在于：还设有蒸发器11、冷凝器14、射流泵13、发生器15、吸收器18和热交换器12，所述蒸发器11的一侧通过设有冷媒水循环泵20的管路与吸收器20相连，另一侧通过管路分别与射流泵13的引射端、热交换器12相连，所述冷凝器14的一侧通过管路分别与发生器15、热交换器12相连，另一侧通过管路分别与吸收器18、冷凝器6相连，所述发生器15通过管路分别与射流泵13的喷射出口端、吸收器18相连，所述吸收器18通过设有喷射。
27、吸收循环泵16的管路与射流泵13的进口端相连，构成第二级热泵循环系统。0024 所述热交换器12通过循环泵及管路与冷却装置相连。当然，也可与用户末端相连，或者与下一级热泵循环系统相连，作为下一级热泵提供热源。0025 本实施例之采用两级喷射吸收热泵提高热力循环效率的方法，包括以下步骤：首先，以进入凝汽器4中的乏汽所含热量作为热源，在冷媒水循环泵2的作用下，冷媒水把凝汽器4中乏汽潜热及部分显热带入蒸发器3内，蒸发器3内的制冷剂蒸发吸热后，在喷射吸收循环泵9及射流泵7的作用下，与吸收器20内的吸收液一起喷射到发生器8内，经热能补偿使制冷剂发生，发生了的制冷剂流进冷凝器6内释放潜热给凝结水，完成凝结。
28、水第一次升温过程，所得液态制冷剂进入蒸发器3内去吸收由冷媒水转接而来的乏汽潜热，这样就完成第一级热泵循环系统制冷剂的循环；而发生后的浓吸收液流进吸收器20内，再由喷射吸收循环泵9带动射流泵7进行喷射吸收从蒸发器3出来的制冷剂蒸汽，并一同进入发生器8内，这样就完成第一级热泵循环系统吸收液的循环；然后，以吸收器20内浓吸收液所含热量作为第二级热泵循环系统的热源，在冷媒水循环泵10的作用下，冷媒水把浓吸收液所含热量带入蒸发器11内，蒸发器11内的制冷剂蒸发吸热后，在喷射吸收循环泵16及射流泵13的作用下，与吸收器18内的吸收液一起喷射到发生器15内，经热能补偿使制冷剂发生，发生了的制冷剂流进冷凝器1。
29、4内释放潜热给凝结水，完成凝结水第二次升温过程，所得气液态混合制冷剂经热交换器12中冷却流体冷却后，所得液态制冷剂进入蒸发器11内去吸收由冷媒水转接而来的浓吸收液所含热量，这样就完成第二级热泵循环系统制冷剂的循环；而发生后的浓吸收液流进吸收器18内，再由喷射吸收循环泵16带动射流泵13进行喷射吸收从蒸发器11出来的制冷剂蒸汽，并一同进入发生器15内，这样就完成第二级热泵循环系统吸收液的循环；说 明 书CN 102809144 A6/6页8最后，使从冷凝器14出来的凝结水进入吸收器18内，从吸收器18中浓吸收液获得热量，完成凝结水第三次升温过程，温度达到270以上后，流入锅炉或蒸汽发生器。0026 实施例2参照图2，本实施例之采用两级喷射吸收热泵提高热力循环效率的装置，与实施例1的区别在于：所述吸收器18与喷射吸收循环泵16之间设有热交换器17，所述热交换器17通过循环泵及管路与用户末端相连。0027 当然，所述热交换器17也可通过循环泵及管路与冷却装置相连，或者与下一级热泵循环系统相连，作为下一级热泵提供热源。0028 本实施例之采用两级喷射吸收热泵提高热力循环效率的方法，与实施例1的区别在于：以吸收器18内的浓吸收液作为热源，用作采暖。当然，也可用作企业烘干工艺之所需等。说 明 书CN 102809144 A1/1页9图1图2说 明 书 附 图CN 102809144 A。