蒸汽发生系统热能回收系统及方法、乏燃料后处理系统与流程

1.本发明具体涉及一种蒸汽发生系统热能回收系统及方法、乏燃料后处理系统。


背景技术：

2.乏燃料后处理蒸汽转换过程中，会产生大量的115～130℃蒸汽高温凝结水，该部分凝结水如直接返回锅炉房将发生闪蒸，将造成热量、水损失及影响管网安全运行，需采取降温措施将蒸汽凝结水降低到100℃以下返回蒸汽凝结水管网进行复用，不仅导致设备投资增加，而且也浪费了大量热资源。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种蒸汽发生系统热能回收系统，能够在夏季对供热供冷系统中送风进行冷却处理的同时消化吸收了大量蒸汽凝结水热量，在冬季直接通过换热器对供热供冷系统中送风进行加热处理，满足了蒸汽转换凝结水回收利用及通风降温/加热需求。
4.解决本发明技术问题所采用的技术方案是：
5.本发明提供一种蒸汽发生系统热能回收系统，包括：吸收式制冷机组、供热供冷系统和冷却塔；
6.所述蒸汽发生系统与吸收式制冷机组相连，其产生的高温蒸汽凝结水进入吸收式制冷机组并通过热能驱动吸收式制冷机组运转，降温后的蒸汽凝结水返回至蒸汽发生系统，
7.所述吸收式制冷机组与供热供冷系统相连，用于在供热供冷系统供冷时，对在供热供冷系统中与热风进行热交换后升温的冷冻水进行冷却，冷却后的冷冻水返回至供热供冷系统中，
8.所述冷却塔与吸收式制冷机组相连，用于向吸收式制冷机组中输入环境水，以带走冷冻水冷却放出的热量，升温后的环境水进入冷却塔中，其与空气进行热交换，冷却后的环境水返回至吸收式制冷机组中；
9.所述蒸汽发生系统还与供热供冷系统相连，其产生的高温蒸汽凝结水在供热供冷系统供暖时进入供热供冷系统中，并与进入供热供冷系统中的冷风进行热交换，降温后的蒸汽凝结水返回至蒸汽发生系统。
10.可选地，还包括换热器，所述换热器与蒸汽发生系统相连，用于在供热供冷系统停止使用时，对蒸汽发生系统输入的高温蒸汽凝结水进行冷却，降温后的蒸汽凝结水返回至蒸汽发生系统，
11.所述冷却塔还与换热器相连，用于向换热器中输入环境水，以带走高温蒸汽凝结水冷却放出的热量，升温后的环境水进入冷却塔中，其与空气进行热交换，冷却后的环境水返回至换热器。
12.可选地，还包括热水泵，所述热水泵设于蒸汽发生系统与吸收式制冷机组相连的
管道上，还设于蒸汽发生系统与供热供冷系统相连的管道上，且还设于蒸汽发生系统与换热器相连的管道上，
13.用于使蒸汽凝结水在蒸汽发生系统与吸收式制冷机组之间循环，或使蒸汽凝结水在蒸汽发生系统与供热供冷系统之间循环，或使蒸汽凝结水在蒸汽发生系统与换热器之间循环。
14.可选地，还包括冷冻水泵，所述冷冻水泵设于吸收式制冷机组与供热供冷系统相连的管道上，用于使冷冻水在吸收式制冷机组与供热供冷系统之间循环。
15.可选地，还包括冷却水泵，所述冷却水泵设于冷却塔与吸收式制冷机组相连的管道上，还设于冷却塔与换热器相连的管道上，
16.用于使环境水在冷却塔与吸收式制冷机组之间循环，或使环境水在冷却塔与换热器之间循环。
17.可选地，所述蒸汽发生系统设有凝结水出水管和凝结水进水管，所述凝结水出水管设有与吸收式制冷机组相连的第一凝结水出水分管、与供热供冷系统相连的第二凝结水出水分管，以及与换热器相连的第三凝结水出水分管，所述凝结水进水管设有与吸收式制冷机组相连的第一凝结水进水分管、与供热供冷系统相连的第二凝结水出水分管，以及与换热器相连的第三凝结水出水分管，
18.所述冷却塔设有环境水进水管和环境水出水管，环境水进水管设有与吸收式制冷机组相连的第一环境水进水分管，以及与换热器相连的第二环境水进水分管，环境水出水管设有与吸收式制冷机组相连的第一环境水出水分管，以及与换热器相连的第二环境水出水分管，
19.所述吸收式制冷机组设有与供热供冷系统相连的冷冻水进水管和冷冻水出水管，
20.第一凝结水出水分管、所述第一凝结水出水分管、第一环境水进水分管和第一环境水出水分管上均设有第一阀，
21.所述冷冻水进水管和冷冻水出水管上均设有第二阀，
22.所述第二凝结水出水分管和第二凝结水出水分管上均设有第三阀，
23.所述第三凝结水出水分管、第三凝结水出水分管、第二环境水进水分管和第二环境水出水分管上均设有第四阀。
24.可选地，所述热水泵设于凝结水进水管上，所述冷冻水泵设于冷冻水进水管上，所述冷却水泵设于环境水进水管上。
25.可选地，还包括补水系统，所述补水系统与吸收式制冷机组和供热供冷系统之间的循环管道相连，用于将冷冻水输入吸收式制冷机组和供热供冷系统之间的循环管道中。
26.本发明还提供一种利用上述的系统进行蒸汽发生系统热能回收的方法，包括：
27.在供热供冷系统供冷时，蒸汽发生系统产生的高温蒸汽凝结水进入吸收式制冷机组并通过热能驱动吸收式制冷机组运转，降温后的蒸汽凝结水返回至蒸汽发生系统，
28.冷冻水在供热供冷系统中与热风进行热交换后升温，升温后的冷冻水进入进入吸收式制冷机组中冷却，冷却后的冷冻水回输至供热供冷系统中，
29.所述冷却塔向吸收式制冷机组中输入环境水，以带走冷冻水冷却放出的热量，升温后的环境水进入冷却塔中，其与空气进行热交换，冷却后的环境水回输至吸收式制冷机组中；
30.在供热供冷系统供暖时，蒸汽发生系统产生的高温蒸汽凝结水进入供热供冷系统中，并与进入供热供冷系统中的冷风进行热交换，降温后的蒸汽凝结水返回至蒸汽发生系统。
31.本发明还提供一种乏燃料后处理系统，包括蒸汽发生系统，还包括上述的蒸汽发生系统热能回收系统。
32.本发明中，在夏季将蒸汽发生系统产生的高温蒸汽凝结水送入热水型吸收式制冷机组中，通过热能驱动吸收式制冷机组运转，从而使得热水型吸收式制冷机组制备供热供冷系统供冷所需冷冻水的同时，消化吸收了大量高温蒸汽凝结水热量，满足了蒸汽凝结水返回锅炉房复用的要求。在冬季，吸收式制冷机组停止运行，高温凝结水热量直接对供热供冷系统中的送风进行加热处理。这样不仅节约投资，降低能耗，保障蒸汽转换系统安全运行，而且减少了废热排放对环境的热污染，有着良好的经济，环境和社会效益。
附图说明
33.图1为本发明实施例1提供的蒸汽发生系统热能回收系统的结构示意图。
34.图中：1、吸收式制冷机组；101、冷冻水进水管；102、冷冻水出水管；3、冷冻水泵；5、供热供冷系统；6、冷却水泵；7、冷却塔；71、环境水进水管；72、环境水出水管；8、换热器；10、热水泵；12、第一阀；13、第二阀；14、第三阀；15、第四阀；16、凝结水出水管；17、凝结水进水管。
具体实施方式
35.下面将结合本发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。
36.在本发明的描述中，需要说明的是，属于“上”等指示方位或位置关系是基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于和简化描述，而并不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须设有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
37.在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
38.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”、“安装”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.本发明提供一种蒸汽发生系统热能回收系统，包括：吸收式制冷机组、供热供冷系统和冷却塔；
40.所述蒸汽发生系统与吸收式制冷机组相连，其产生的高温蒸汽凝结水进入吸收式制冷机组并通过热能驱动吸收式制冷机组运转，降温后的蒸汽凝结水返回至蒸汽发生系统，
41.所述吸收式制冷机组与供热供冷系统相连，用于在供热供冷系统供冷时，对在供热供冷系统中与热风进行热交换后升温的冷冻水进行冷却，冷却后的冷冻水返回至供热供冷系统中，
42.所述冷却塔与吸收式制冷机组相连，用于向吸收式制冷机组中输入环境水，以带走冷冻水冷却放出的热量，升温后的环境水进入冷却塔中，其与空气进行热交换，冷却后的环境水返回至吸收式制冷机组中；
43.所述蒸汽发生系统还与供热供冷系统相连，其产生的高温蒸汽凝结水在供热供冷系统供暖时进入供热供冷系统中，并与进入供热供冷系统中的冷风进行热交换，降温后的蒸汽凝结水返回至蒸汽发生系统。
44.本发明还提供一种利用上述的系统进行蒸汽发生系统热能回收的方法，包括：
45.在供热供冷系统供冷时，蒸汽发生系统产生的高温蒸汽凝结水进入吸收式制冷机组并通过热能驱动吸收式制冷机组运转，降温后的蒸汽凝结水返回至蒸汽发生系统，
46.冷冻水在供热供冷系统中与热风进行热交换后升温，升温后的冷冻水进入进入吸收式制冷机组中冷却，冷却后的冷冻水回输至供热供冷系统中，
47.所述冷却塔向吸收式制冷机组中输入环境水，以带走冷冻水冷却放出的热量，升温后的环境水进入冷却塔中，其与空气进行热交换，冷却后的环境水回输至吸收式制冷机组中；
48.在供热供冷系统供暖时，蒸汽发生系统产生的高温蒸汽凝结水进入供热供冷系统中，并与进入供热供冷系统中的冷风进行热交换，降温后的蒸汽凝结水返回至蒸汽发生系统。
49.本发明还提供一种乏燃料后处理系统，包括蒸汽发生系统，还包括上述的蒸汽发生系统热能回收系统。
50.实施例1：
51.如图1所示，本实施例提供一种蒸汽发生系统热能回收系统，包括：吸收式制冷机组1、供热供冷系统5和冷却塔7；
52.蒸汽发生系统与吸收式制冷机组1相连，其产生的高温蒸汽凝结水进入吸收式制冷机组1并通过热能驱动吸收式制冷机组1运转，降温后的蒸汽凝结水返回至蒸汽发生系统，
53.吸收式制冷机组1与供热供冷系统5相连，用于在供热供冷系统5供冷时，对在供热供冷系统5中与热风进行热交换后升温的冷冻水进行冷却，冷却后的冷冻水返回至供热供冷系统5中，
54.冷却塔7与吸收式制冷机组1相连，用于向吸收式制冷机组1中输入环境水，以带走冷冻水冷却放出的热量，升温后的环境水进入冷却塔7中，其与空气进行热交换，冷却后的环境水返回至吸收式制冷机组1中；
55.蒸汽发生系统还与供热供冷系统5相连，其产生的高温蒸汽凝结水在供热供冷系统5供暖时进入供热供冷系统5中，并与进入供热供冷系统5中的冷风进行热交换，降温后的蒸汽凝结水返回至蒸汽发生系统。
56.由此，在夏季将蒸汽发生系统产生的高温蒸汽凝结水送入热水型吸收式制冷机组1中，通过热能驱动吸收式制冷机组1运转，从而使得热水型吸收式制冷机组1制备供热供冷
系统5供冷所需冷冻水的同时，消化吸收了大量高温蒸汽凝结水热量，满足了蒸汽凝结水返回锅炉房复用的要求。在冬季，吸收式制冷机组1停止运行，高温凝结水热量直接对供热供冷系统5中的送风进行加热处理。这样不仅节约投资，降低能耗，保障蒸汽转换系统安全运行，而且减少了废热排放对环境的热污染，有着良好的经济，环境和社会效益。
57.本实施例中，还包括换热器8，换热器8与蒸汽发生系统相连，用于在供热供冷系统5停止使用时，对蒸汽发生系统输入的高温蒸汽凝结水进行冷却，降温后的蒸汽凝结水返回至蒸汽发生系统，
58.冷却塔7还与换热器8相连，用于向换热器8中输入环境水，以带走高温蒸汽凝结水冷却放出的热量，升温后的环境水进入冷却塔7中，其与空气进行热交换，冷却后的环境水返回至换热器8。
59.也即，在不需要供热和供暖的过渡季节，由板式换热器8和冷却塔7对蒸汽发生系统产生的高温蒸汽凝结水进行降温。
60.本实施例中，还包括热水泵10，热水泵10设于蒸汽发生系统与吸收式制冷机组1相连的管道上，还设于蒸汽发生系统与供热供冷系统5相连的管道上，且还设于蒸汽发生系统与换热器8相连的管道上，
61.用于使蒸汽凝结水在蒸汽发生系统与吸收式制冷机组1之间循环，或使蒸汽凝结水在蒸汽发生系统与供热供冷系统5之间循环，或使蒸汽凝结水在蒸汽发生系统与换热器8之间循环。
62.本实施例中，还包括冷冻水泵3，冷冻水泵3设于吸收式制冷机组1与供热供冷系统5相连的管道上，用于使冷冻水在吸收式制冷机组1与供热供冷系统5之间循环。
63.本实施例中，还包括冷却水泵6，冷却水泵6设于冷却塔7与吸收式制冷机组1相连的管道上，还设于冷却塔7与换热器8相连的管道上，
64.用于使环境水在冷却塔7与吸收式制冷机组1之间循环，或使环境水在冷却塔7与换热器8之间循环。
65.本实施例中，
66.蒸汽发生系统设有凝结水出水管16和凝结水进水管17，凝结水出水管16设有与吸收式制冷机组1相连的第一凝结水出水分管、与供热供冷系统5相连的第二凝结水出水分管，以及与换热器8相连的第三凝结水出水分管，凝结水进水管17设有与吸收式制冷机组1相连的第一凝结水进水分管、与供热供冷系统5相连的第二凝结水出水分管，以及与换热器8相连的第三凝结水出水分管，
67.冷却塔7设有环境水进水管71和环境水出水管72，环境水进水管71设有与吸收式制冷机组1相连的第一环境水进水分管，以及与换热器8相连的第二环境水进水分管，环境水出水管72设有与吸收式制冷机组1相连的第一环境水出水分管，以及与换热器8相连的第二环境水出水分管，
68.吸收式制冷机组1设有与供热供冷系统5相连的冷冻水进水管101和冷冻水出水管102，
69.第一凝结水出水分管、第一凝结水出水分管、第一环境水进水分管和第一环境水出水分管上均设有第一阀12，
70.冷冻水进水管101和冷冻水出水管102上均设有第二阀13，
71.第二凝结水出水分管和第二凝结水出水分管上均设有第三阀14，
72.第三凝结水出水分管、第三凝结水出水分管、第二环境水进水分管和第二环境水出水分管上均设有第四阀15。
73.通过以上设计，使得系统中管道布局合理，结构紧凑，占地面积小。
74.本实施例中，
75.热水泵10设于凝结水进水管17上，冷冻水泵3设于冷冻水进水管101上，冷却水泵6设于环境水进水管71上。
76.此外，凝结水出水管16上设有用于暂存高温蒸汽凝结水的储水罐2。
77.本实施例中，还包括补水系统，补水系统与吸收式制冷机组1和供热供冷系统5之间的循环管道相连，用于将冷冻水输入吸收式制冷机组1和供热供冷系统5之间的循环管道中。
78.本实施例中，补水系统包括补水箱11、补水泵9和定压罐4，补水泵9连接于补水箱11和上述的循环管道之间，用于将补水箱11内的水泵入上述的循环管道中。定压罐4连接于补水泵9和上述的循环管道之间，起到缓冲和维持恒定运行压力的作用。
79.补水系统为供热供冷系统5提供供/回水温度为7/12℃的冷水。供热供冷系统5在夏季以供冷方式运行，过渡季节供热供冷系统5停止运行，由板式换热器8和冷却塔7对热水进行降温。在冬季，直接利用蒸汽凝结水热水对供热供冷系统5中的送风进行加热。系统功能运行工况如下：
80.在夏季时，制冷机组1、冷冻水泵3、冷却水泵6、冷却塔7投入运行；来自蒸汽凝结水系统的高温蒸汽凝结水(供水温度115～130℃，供水压力最大1.0mpa)为溴化锂吸收式制冷机组提供动力，为供热供冷系统5(通风系统)提供供/回水温度为7/12℃的冷水，为送风降温。同时，在消耗大量热量降温至70℃的蒸汽凝结水返回凝结水复用系统循环利用。
81.当吸收式制冷机组1故障或检修时，吸收式制冷机组1及冷冻水泵3停止运行，关闭第二阀13、打开与板式换热器8相关的第四阀15，凝结水热水进入板式换热器8，由冷却塔7直接将其冷却。
82.在过渡季节，停止运行吸收式制冷机组1，关闭第一阀12和第二阀13，开启第四阀15，由板式换热器8和冷却塔7对蒸汽凝结水热水进行降温。
83.在冬季，吸收式制冷机组1停止运行，开启第三阀14，由蒸汽凝结水热水直接对供热供冷系统5的送风进行加热处理。
84.整个系统的设备开启顺序为：冷却水泵6开启
→
冷却塔7开启
→
冷冻水泵3开启
→
吸收式制冷机组1开启。关闭时顺序相反。在吸收式制冷机组1关闭时制冷机组前后的阀门应连锁关闭。
85.整个冷水系统应统一由控制箱控制。能够实现运行模式的自动和手动切换。在冷冻水系统上设置有温度传感装置控制的电动调节阀，保证冷冻水在不同流量工况下供回水温度为7～12℃。
86.整个冷水系统配备完整的就地控制装置，并应与其他控制具备兼容性，从而能够实现在控制室显示机组的主要参数、运行状态及其故障信号。
87.冷水系统设备
88.1)热水型溴化锂吸收式制冷机组1
89.单台机组在正常条件下具有20％～100％的自动无级冷量调节，并能保证机组在最小负荷下稳定运行；机组自动保护措施全面、可靠，有可靠且先进的软硬件双重控制的防结晶措施，当发生意外停电导致溶液可能结晶时，也能在开机时自动实现熔晶，确保机组运行可靠；蒸发器冷剂分布均匀，液膜薄，有良好的换热效果。
90.2)开式冷却塔7
91.开式冷却塔7有较高的能效，冷却塔风机设高、低速运行两档，高低速切换与冷却塔进出水温度联锁；风机和电机匹配良好，无异常震动和噪声。布水管道应布水均匀，不易堵塞。设置收水器，水滴飞溅少，飘水率小于0.1％。
92.3)板式换热器8
93.板式换热器8与流体相接触材料应能抗冲蚀和腐蚀。
94.实施例2：
95.本实施例提供一种利用实施例1的系统进行蒸汽发生系统热能回收的方法，包括：
96.在供热供冷系统5供冷时，开启吸收式制冷机组1和冷却塔7，
97.蒸汽发生系统产生的高温蒸汽凝结水进入吸收式制冷机组1并通过热能驱动吸收式制冷机组1运转，降温后的蒸汽凝结水返回至蒸汽发生系统，
98.冷冻水在供热供冷系统5中与热风进行热交换后升温，升温后的冷冻水进入进入吸收式制冷机组1中冷却，冷却后的冷冻水回输至供热供冷系统5中，
99.冷却塔7向吸收式制冷机组1中输入环境水，以带走冷冻水冷却放出的热量，升温后的环境水进入冷却塔7中，其与空气进行热交换，冷却后的环境水回输至吸收式制冷机组1中；
100.在供热供冷系统5供暖时，关闭吸收式制冷机组1，蒸汽发生系统产生的高温蒸汽凝结水进入供热供冷系统5中，并与进入供热供冷系统5中的冷风进行热交换，降温后的蒸汽凝结水返回至蒸汽发生系统。
101.此外，在过渡季节或吸收式制冷机组1故障或检修时，开启板式换热器8，蒸汽发生系统产生的高温蒸汽凝结水进入板式换热器8中进行冷却，降温后的蒸汽凝结水返回至蒸汽发生系统，
102.冷却塔7向换热器8中输入环境水，以带走高温蒸汽凝结水冷却放出的热量，升温后的环境水进入冷却塔7中，其与空气进行热交换，冷却后的环境水返回至换热器8。
103.实施例3：
104.本实施例提供一种乏燃料后处理系统，包括蒸汽发生系统，还包括实施例1的蒸汽发生系统热能回收系统。。
105.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。