система тепло- и водоснабжения

Формула изобретения

1. Система однотрубного тепло- и водоснабжения, включающая основной теплоисточник, магистральный теплопровод, поставляющий нагретую сетевую воду в обслуживаемый город и внутригородские системы и устройства, использующие теплоту и сетевую воду для городских нужд, отличающаяся тем, что она содержит три контура: высоко-, средне- и низкотемпературного теплоносителя, которые связаны между собой так, что сетевая вода из высокотемпературного контура частично используется для нужд промышленности и в качестве греющего теплоносителя в городских ЦТП, после охлаждения в которых поступает в среднетемпературный контур, который, в свою очередь, является источником низкопотенциальной теплоты для теплонасосных установок, обеспечивающих теплотой свою группу городских потребителей так, что охлажденная в испарителях ТНУ сетевая вода поступает в низкотемпературный контур, из которого охлажденная сетевая вода поступает в городскую систему производства питьевой воды и на технические нужды города.

2. Система тепло- и водоснабжения по п.1, отличающаяся тем, что рабочим телом термодинамического цикла ТНУ является низкокипящее вещество, например, диоксид углерода, реализующего цикл Джоуля в сверхкритической области параметров.

3. Система тепло- и водоснабжения по п.1, отличающаяся тем, что в качестве первичных теплоисточников, автономно поставляющих теплоту в город, используются теплоисточники разного типа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к централизованному теплоснабжению с помощью однотрубной системы подачи теплоты и сетевой воды. Идея однотрубного теплоснабжения от паротурбинных ТЭЦ была предложена автором [1] с целью дальнего теплоснабжения городов. Она была развита применительно к теплоснабжению от теплонасосного теплоисточника [2], который служит прототипом изобретения.

В [2] дана принципиальная съема технического решения, которое может быть усовершенствовано - в части поступления и распределения потоков сетевой воды и теплоты и повышения надежности теплоснабжения за счет использования таких систем от теплоисточников разного типа. Что и является целью данного изобретения.

Указанная цель достигается тем, что нагретая в теплоисточнике сетевая вода подается по однотрубной системе в обслуживаемый город, где поступает в высокотемпературный замкнутый контур (контур 1), из которого вода поступает частично на нужды промышленности и в центральные тепловые пункты (ЦТП), обеспечивающие теплотой и горячей водой городских потребителей, после охлаждения в ЦТП сетевая вода направляется в среднетемпературный контур (контур 2), из которого она поступает в теплонасосные установки (ТНУ), использующие эту воду в качестве низкопотенциального источника теплоты (НПИТ), а в качестве рабочего тела термодинамического цикла - низкокипящее вещество, например диоксид углерода, реализующего цикл Джоуля в сверхкритической области параметров; после охлаждения сетевой воды в испарителях ТНУ она направляется в низкотемпературный контур (контур 3), из которого сетевая вода отбирается на технические нужды города и на преобразование химочищенной сетевой воды в питьевую воду; при этом повышение надежности теплоснабжения обеспечивается поставкой теплоты в город от разнотипных теплоисточников.

На чертеже приведена схема системы тепло- и водоснабжения: 1 - источник водоснабжения; 2 - химводоочистка; 3 - теплоисточник (любого типа); 4 - пиковый котел; 5 - высокотемпературный контур теплоносителя (контур 1); 6 - городские ЦТП; 7 - отбор горячей воды на промышленные нужды; 8 - среднетемпературный контур (контур 2); 9 - теплонасосные источники городского теплоснабжения; 10 - низкопотенциальный контур (контур 3); 11 - система подготовки питьевой воды; 12 - вода для технических нужд.

Система работает следующим образом. Вода, поступающая из источника водоснабжения, после обработки в 2 и нагрева в теплоисточнике 3 поступает в контур 1 (поз.5) (при особо низких температурах отопительного режима предварительно догревается в пиковых котлах 4), из которого отбирается на промышленные нужды и в ЦТП 6, обеспечивающие отопление и горячее водоснабжение городских потребителей теплоты. Сетевая вода после частичного охлаждения в ЦТП направляется в контур 2 (поз.8). Сетевая вода в этом контуре имеет температуру на уровне 35-45°С, недостаточную для теплоснабжения. Поэтому она используется в качестве НПИТ в ТНУ 9, обеспечивающих, как и ЦТП, теплоснабжение городских потребителей. После охлаждения в испарителях ТНУ сетевая вода поступает в контур 3 (поз.10), из которого отбирается в систему подготовки питьевой воды 11 и на технические нужды города 12.

Создание трех независимых контуров сетевой воды позволит удешевить и оптимизировать систему городского тепло- и водоснабжения, более полно использовать температурный потенциал поступающей в город сетевой воды. Использование этой системы при теплоисточниках любого типа позволит унифицировать городские системы теплоснабжения, а одновременное использование теплоисточников разного типа позволит повысить надежность теплоснабжения.

Источники информации

1. В.Б.Пакшвер. Системы теплоснабжения городов от мощных электростанций по однотрубной схеме. Доклад на соискание ученой степени доктора технических наук. М., 1963.

2. В.П.Проценко. Система однотрубного теплоснабжения. Патент РФ на изобретение № 2320930 (приоритет изобретения 08 ноября 2006 г.).