一种长距离水热同送系统的制作方法

1.本发明属于供热和供水领域，具体涉及一种以高压蒸汽为介质的长距离水热同送系统。


背景技术：

2.随着经济的发展，公众对于居住质量的要求不断提升，作为城市运转主要动力来源的火力发电厂(包括具备供热功能的热电厂)已越来越不适合继续留在高人口密度的市区。清洁的核电将取代部分火电而发挥重要作用，而核电厂都建设在远离居民点的地方。然而，生产和生活活动的很多环节都有大量的用热需求，这些都依赖于火电和核电这类热力发电厂。可见，如何化解供给端和需求端分离的矛盾，将远郊电厂的热长距离输送至市区、工业园区等目标用户是当前迫切需要解决的关键技术问题。
3.相较于热水，蒸汽携带巨大的冷凝潜热，而且具备更高的热量品位，能满足从居民供暖到工业生产用汽不同层级的供热需求。另外，蒸汽不像水那样会因高差而形成显著的静压，不必考虑地势起伏对管道压力的影响，而且，蒸汽具有更好的可压缩性，很难出现输水管道中常见的水击现象。此外，蒸汽在释放完热量后冷凝成水，可以将水提供给水用户。综上，结合淡水制备的蒸汽长输供热技术可以实现高效、安全的水热同送，单程管道即可替代传统热水供热的供回两程管道，显著降低管网建设成本。不过，蒸汽的密度小，在管道中的流速高，长距离输送流动阻力很大。现有技术中的长距离水热同送系统对于如何以较低的能耗高效地长距离输送蒸汽并未涉及。


技术实现要素：

4.为了解决上述全部或部分问题，本发明目的在于提供一种以高压蒸汽为介质的长距离水热同送系统，通过单程管道将高压蒸汽从远郊的热力发电厂长距离输送至市区或工业园区，既供热也供水，实现水热同送，降低能耗。高压输送可以显著降低蒸汽流速，从而减小输送损耗。
5.本技术提供了一种长距离水热同送系统，包括依次连接的淡水制备装置、淡水增压装置、热源装置、蒸汽长输管道和末端装置，其中：淡水制备装置用于制取淡水，淡水制备装置的水源入口与外部水源相连，淡水制备装置的淡水出口通过淡水增压装置与热源装置的淡水入口相连；热源装置用于将淡水加热成预设压力的蒸汽，热源装置的第一蒸汽出口通过蒸汽长输管道与末端装置相连；末端装置用于与用户端相连，且被配置成从蒸汽中取热供给热用户，并将蒸汽冷凝成水供给水用户。
6.在一些实施例中，热源装置还包括第二蒸汽出口，第二蒸汽出口与淡水制备装置的驱动入口相连。
7.在一些实施例中，热源装置内设置有蒸汽发生装置和过热器，其中，热源装置的淡水入口依次连接蒸汽发生装置的入口、蒸汽发生装置的出口、过热器的入口、过热器的出口、热源装置的第一蒸汽出口，过热器用于将蒸汽发生装置内产生的蒸汽加热至预设状态。
8.在一些实施例中，热源装置内设置有蒸汽发生装置和第一蒸汽压缩装置，热源装置的淡水入口依次连接蒸汽发生装置的入口、蒸汽发生装置的出口、第一蒸汽压缩装置的入口、第一蒸汽压缩装置的出口、热源装置的第一蒸汽出口，第一蒸汽压缩装置用于将蒸汽发生装置产生的蒸汽压缩至预设状态。
9.在一些实施例中，热源装置内设置有蒸汽发生装置和隔离换热装置，其中，隔离换热装置包括高温侧和低温侧，高温侧的入口依次连接高温侧的出口、蒸汽发生装置的入口、蒸汽发生装置的出口，热源装置的淡水入口依次连接低温侧的入口、低温侧的出口、热源装置的蒸汽出口，隔离换热装置用于将热源装置的内部循环与外送蒸汽进行隔离。
10.在一些实施例中，还包括若干个第二蒸汽压缩装置，第二蒸汽压缩装置设置在蒸汽长输管道上，其中，当第二蒸汽压缩装置的数量大于2时，若干个第二蒸汽压缩装置以预设距离间隔设置。
11.在一些实施例中，末端装置内设置有水热分离装置，水热分离装置用于将蒸汽中的热量释放并供给热用户，同时，蒸汽放热而冷凝成水并供给水用户，其中，水热分离装置选自换热器、吸收式换热机组、吸收式余热回收机组中的一种。
12.在一些实施例中，末端装置内还设置有汽轮机，汽轮机与水热分离装置的入口相连。
13.在一些实施例中，淡水制备装置选自反渗透膜法淡水制备机组、多级闪蒸淡水制备机组、多效蒸馏淡水制备机组、水热同产淡水制备机组中的任意一种或多种；淡水制备装置的水源为海水、江河湖水、工业废水、生活污水中的任意一种或多种。
14.在一些实施例中，热源装置为火电厂和/或核电厂。
15.本技术的长距离水热同送系统能够通过热源装置生产的热以高温高压的蒸汽的形式高效、安全地长距离输送至用户，输送损耗小，供热的同时还能供水，实现水热同送。这样能够有效地解决当前及未来城市发展过程中热源与用户分离的矛盾。
附图说明
16.图1为本发明实施例的长距离水热同送系统的第一实施例的系统连接示意图；
17.图2为本发明实施例的长距离水热同送系统的第二实施例的系统连接示意图；
18.图3为本发明实施例的长距离水热同送系统的第三实施例的系统连接示意图；
19.图4为本发明实施例的长距离水热同送系统的第四实施例的系统连接示意图；
20.图5为本发明实施例的长距离水热同送系统的第五实施例的系统连接示意图；
21.图6为本发明实施例的长距离水热同送系统的第六实施例的系统连接示意图；
22.图7为本发明实施例的长距离水热同送系统的第七实施例的系统连接示意图；
23.图8为本发明实施例的长距离水热同送系统的第八实施例的系统连接示意图。
具体实施方式
24.为了更好的了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明的一种长距离水热同送系统做进一步详细的描述。
25.图1示出了根据本发明实施例的长距离水热同送系统100的第一实施例的系统连接示意图。该长距离水热同送系统100，包括依次连接的淡水制备装置1、淡水增压装置2、热
源装置3、蒸汽长输管道4和末端装置5，其中：淡水制备装置1用于制取淡水，淡水制备装置1的水源入口11与外部水源相连，淡水制备装置1的淡水出口12通过淡水增压装置2与热源装置3的淡水入口31相连，淡水制备装置1的浓缩废水出口13将制淡水过程产生的浓缩废水排出；热源装置3用于将淡水加热成预设压力的蒸汽(高压蒸汽)，热源装置3的第一蒸汽出口32通过蒸汽长输管道4与末端装置5相连；末端装置5用于与用户端相连，且被配置成从蒸汽中取热供给热用户51，并将蒸汽冷凝成水供给水用户52。
26.本技术中所提到的淡水增压装置2可以为增加泵。本技术的长距离水热同送系统100在使用时，淡水制备装置1与外部的水源相连，以用于将水源进行输入以用于制取淡水。淡水经淡水增压装置2增压后进入热源装置3进行加热，以使淡水形成高温高压的蒸汽。高温高压的蒸汽经蒸汽长输管道4 长距离输送至远处的末端装置5内，末端装置5从蒸汽中取热供给热用户51，并将蒸汽冷凝成水供给水用户52，以最终完成长距离的水热同送。
27.通过本技术的长距离水热同送系统100，能够通过热源装置3生产的热以高温高压的蒸汽的形式高效、安全地长距离输送至用户，供热的同时还能供水，实现水热同送。这样能够有效地解决当前及未来城市发展过程中热源与用户分离的矛盾。
28.图2示出了根据本发明实施例的长距离水热同送系统100的第二实施例的系统连接示意图。其中，热源装置3还可包括第第二蒸汽出口37，第第二蒸汽出口37与淡水制备装置1的驱动入口相连。
29.本技术中的淡水制备装置1可为多级闪蒸、多效蒸馏、水热同产等热法淡水制备机组中的任意一种或多种。在该实施例中，通过将热源装置3的第二蒸汽出口37与淡水制备装置1的驱动入口相连，使得热源装置3内的高温高压蒸汽能够得到有效地利用的同时，还能够制出高温淡水，具有更高的能量利用效率。
30.图3示出了根据本发明实施例的长距离水热同送系统100的第三实施例的系统连接示意图。其中，热源装置3内设置有蒸汽发生装置33和过热器34，其中，热源装置3的淡水入口31依次连接蒸汽发生装置33的入口331、蒸汽发生装置33的出口332、过热器34的入口341、过热器34的出口342、热源装置3的第一蒸汽出口32，过热器34用于将蒸汽发生装置33内产生的蒸汽加热至预设状态(即过热状态)。
31.在该实施例中，过热器34可以是火力加热式，也可以是电加热式。通过上述实施例的设置，本技术的长距离水热同送系统100能够调节热源装置3 的第一蒸汽出口32的蒸汽过热度，确保蒸汽在长距离输送过程不会因管道漏热而发生冷凝。
32.图4示出了根据本发明实施例的长距离水热同送系统100的第四实施例的系统连接示意图。其中，热源装置3内设置有蒸汽发生装置33和第一蒸汽压缩装置35，热源装置3的淡水入口31依次连接蒸汽发生装置33的入口331、蒸汽发生装置33的出口332、第一蒸汽压缩装置35的入口351、第一蒸汽压缩装置35的出口352、热源装置3的第一蒸汽出口32，第一蒸汽压缩装置35 用于将蒸汽发生装置33产生的蒸汽压缩至预设状态。
33.该实施例可以实现与第三实施例相同的效果，本技术的长距离水热同送系统100能够调节热源装置3的第一蒸汽出口32的蒸汽过热度，确保蒸汽在长距离输送过程不会因管道漏热而发生冷凝。
34.图5示出了根据本发明实施例的长距离水热同送系统100的第五实施例的系统连接示意图。其中，热源装置3内设置有蒸汽发生装置33和隔离换热装置36，隔离换热装置36
包括高温侧和低温侧，高温侧的入口361依次连接高温侧的出口362、蒸汽发生装置33的入口331、蒸汽发生装置33的出口332，热源装置3的淡水入口31依次连接低温侧的入口363、低温侧的出口364、热源装置3的蒸汽出口32，隔离换热装置36用于将热源装置3的内部循环与外送蒸汽进行隔离。
35.在该实施例中，隔离换热装置36可以是换热器，也可以是热管。该实施例更适合核电厂，能够有效地避免具有放射性的内部循环介质污染外送的蒸汽。
36.图6示出了根据本发明实施例的长距离水热同送系统100的第六实施例的系统连接示意图。其中，本发明实施例的长距离水热同送系统100还可包括若干个第二蒸汽压缩装置6，第二蒸汽压缩装置6设置在蒸汽长输管道4上。其中，当第二蒸汽压缩装置6的数量大于2时，若干个第二蒸汽压缩装置6 以预设距离间隔设置。通过该设置，蒸汽长输管道4上每隔一定距离设置有第二蒸汽压缩装置6，通过多级压缩维持蒸汽输送过程中的高压状态，能够减小蒸汽输送损耗。
37.图7示出了根据本发明实施例的长距离水热同送系统100的第七实施例的系统连接示意图。其中，末端装置5内设置有水热分离装置53，水热分离装置53用于将蒸汽中的热量释放，供给热用户52，同时蒸汽放热而冷凝成水，供给水用户51。
38.本技术中所提到的水热分离装置53可以是换热器，也可以是大温差吸收式换热机组，也可以是吸收式余热回收机组。
39.图8示出了根据本发明实施例的长距离水热同送系统100的第八实施例的系统连接示意图。其中，末端装置5内还设置有汽轮机54，进入末端装置 5的蒸汽推动汽轮机54做功发电，供给电用户，汽轮机54出来的乏汽进入水热分离装置53，放热供给热用户52，蒸汽冷凝成水供给水用户51。
40.在一些实施例中，淡水制备装置1可选自反渗透膜法淡水制备机组、多级闪蒸淡水制备机组、多效蒸馏淡水制备机组、水热同产淡水制备机组中的任意一种或多种；淡水制备装置1的水源可为海水、江河湖水、工业废水、生活污水中的任意一种或多种。
41.在一些实施例中，热源装置3可为火电厂和/或核电厂。
42.需要注意的是，图1至图8中，除装置外的实线表示为蒸汽，虚线表示为水。除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
43.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
44.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。