本發(fā)明涉及供熱與環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種匹配低溫井式核供熱堆的供暖一次網(wǎng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，作為城市供暖熱源的鍋爐是造成大氣污染的主要原因之一，為了有效減少大氣污染，常壓低溫井式核供熱堆以其技術(shù)的安全性、良好的經(jīng)濟(jì)性，逐漸替代傳統(tǒng)的燃煤鍋爐作為城市集中供熱系統(tǒng)的熱源。常壓低溫井式核供熱堆作為市集中供熱系統(tǒng)的熱源，是解決城市能源供應(yīng)、減輕運(yùn)輸壓力和消除燃煤造成環(huán)境污染的一種新途徑，也是現(xiàn)階段治理大氣污染的關(guān)鍵所在。

對于常壓低溫井式核供熱堆，其從確保安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的角度出發(fā)，運(yùn)行過程中只有“開”和“關(guān)”兩個動作，因此其作為單個熱源只有“全負(fù)荷輸出”和“不輸出”兩種狀態(tài)，即核供熱堆輸出的熱水供水和回水溫度恒定、輸出的熱量恒定，具有輸出不可調(diào)節(jié)性。

在實(shí)際生產(chǎn)生活中，用戶需要的供暖熱負(fù)荷是隨室外溫度的變化而時刻在變化，對于現(xiàn)有的以燃煤、燃油、燃?xì)忮仩t為主要供暖熱源的城市集中供熱系統(tǒng)來說，這些常規(guī)熱源輸出的熱量及輸出的供水和回水溫度可隨室外溫度的變化而隨時改變，以適應(yīng)用戶需要的供暖熱負(fù)荷的變化。

但是，對于采用常壓低溫井式核供熱堆作為獨(dú)立熱源的城市集中供熱系統(tǒng)，目前還無法有效解決常壓低溫井式核供熱堆輸出的不可調(diào)節(jié)性與用戶的供熱需求波動性之間的矛盾。

因此，目前迫切需要開發(fā)出一種技術(shù)，其能夠保障用戶需要的供暖熱負(fù)荷隨室外溫度的變化而時刻在變化的同時，保持低溫井式核供熱堆恒定的輸出溫度和輸出熱量，有效解決常壓低溫井式核供熱堆輸出的不可調(diào)節(jié)性與用戶的供熱需求波動性之間的矛盾。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種匹配低溫井式核供熱堆的供暖一次網(wǎng)系統(tǒng)，其能夠保障用戶需要的供暖熱負(fù)荷隨室外溫度的變化而時刻在變化的同時，保持低溫井式核供熱堆恒定的輸出溫度和輸出熱量，有效解決常壓低溫井式核供熱堆輸出的不可調(diào)節(jié)性與用戶的供熱需求波動性之間的矛盾，有利于促進(jìn)低溫井式核供熱堆的進(jìn)一步推廣普及，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。

為此，本發(fā)明提供了一種匹配低溫井式核供熱堆的供暖一次網(wǎng)系統(tǒng)，包括供熱管網(wǎng)，所述供熱管網(wǎng)用于為所述供暖一次網(wǎng)系統(tǒng)提供循環(huán)水，所述供熱管網(wǎng)中分布有核供熱堆、增加熱量子系統(tǒng)、消耗熱量子系統(tǒng)和一次網(wǎng)熱用戶，其中：

所述核供熱堆，用于對所述供熱管網(wǎng)提供的循環(huán)水進(jìn)行加熱升溫處理，然后輸出給所述增加熱量子系統(tǒng)或所述消耗熱量子系統(tǒng)；

所述增加熱量子系統(tǒng)，分別與所述核供熱堆和所述一次網(wǎng)熱用戶相連接，用于對所述核供熱堆傳送過來的循環(huán)水進(jìn)行加熱升溫處理，然后輸出給所述一次網(wǎng)熱用戶；

所述消耗熱量子系統(tǒng)，分別與所述核供熱堆和所述一次網(wǎng)熱用戶相連接，用于對所述核供熱堆傳送過來的水進(jìn)行耗能降溫處理，然后輸出給所述一次網(wǎng)熱用戶。

其中，所述增加熱量子系統(tǒng)包括鍋爐，所述鍋爐左端的循環(huán)水入口與所述核供熱堆的供水管路相連通，所述鍋爐右端的循環(huán)水出口與所述一次網(wǎng)熱用戶的循環(huán)水輸入端相連通；

所述一次網(wǎng)熱用戶的循環(huán)水輸出端與所述核供熱堆的回水管路相連通。

其中，所述消耗熱量子系統(tǒng)包括蓄熱裝置和熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)，所述蓄熱裝置和熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)相連接；

所述核供熱堆的供水管路與所述蓄熱裝置頂部的循環(huán)水入口相連通，所述蓄熱裝置底部的循環(huán)水出口與所述鍋爐右端的循環(huán)水出口相連通，所述蓄熱裝置底部的循環(huán)水出口還通過一個管路與所述一次網(wǎng)熱用戶左端上部的循環(huán)水輸入端相連通；

所述蓄熱裝置用于吸收所述核供熱堆傳送過來的水的熱量并進(jìn)行存儲；

所述熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)與所述蓄熱裝置相連接，用于提取所述蓄熱裝置存儲的熱量并進(jìn)行發(fā)電，將發(fā)電獲得的電能輸出給外部用戶的電器設(shè)備使用。

其中，所述發(fā)電機(jī)與預(yù)設(shè)的任意一個或者多個用電設(shè)備相連接，用于為所述用電設(shè)備提供工作用電。

其中，所述一次網(wǎng)熱用戶左端下部的循環(huán)水輸出端通過一個定速循環(huán)水泵與所述核供熱堆的回水管路相連通；

所述定速循環(huán)水泵的水流入口與一個補(bǔ)水定壓裝置相連通。

其中，所述核供熱堆的回水管路上還設(shè)置有一個回水溫度測點(diǎn)，所述回水溫度測點(diǎn)用于檢測所述回收管路中的回水溫度。

其中，還包括一個主控制器，所述主控制器分別與所述增加熱量子系統(tǒng)、所述消耗熱量子系統(tǒng)和所述回水溫度測點(diǎn)相連接；

所述主控制器，用于讀取所述回水溫度測點(diǎn)所檢測獲得的回水溫度，當(dāng)該回水溫度大于預(yù)設(shè)耗能溫度時，發(fā)送控制信號給所述消耗熱量子系統(tǒng)，控制所述消耗熱量子系統(tǒng)運(yùn)行；當(dāng)該回水溫度小于預(yù)設(shè)加熱溫度時，發(fā)送控制信號給所述增加熱量子系統(tǒng)，控制所述增加熱量子系統(tǒng)運(yùn)行。

其中，所述熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)還用于提取所述蓄熱裝置存儲的熱量，以對所述核供熱堆傳送過來的水進(jìn)行加熱升溫處理，再向外輸出給所述一次網(wǎng)熱用戶；

所述主控制器，用于當(dāng)該回水溫度小于預(yù)設(shè)加熱溫度時，發(fā)送控制信號給所述消耗熱量子系統(tǒng)中的熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)，控制所述熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)提取所述蓄熱裝置存儲的熱量來對所述核供熱堆傳送過來的水進(jìn)行加熱升溫處理。

其中，所述熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)包括蒸發(fā)器、膨脹壓縮機(jī)、冷凝器、工質(zhì)泵和一個發(fā)電機(jī)；

所述蒸發(fā)器放置于所述蓄熱裝置中；

所述蒸發(fā)器頂部的工質(zhì)出口與所述膨脹壓縮機(jī)左端的工質(zhì)入口相連通，所述膨脹壓縮機(jī)右端的工質(zhì)出口與所述冷凝器頂部左端工質(zhì)入口相連通，所述冷凝器底部左端的工質(zhì)出口與所述工質(zhì)泵右端的工質(zhì)入口相連通，所述工質(zhì)泵左端的工質(zhì)出口與所述蒸發(fā)器底部的工質(zhì)入口相連通；

所述冷凝器頂部右端的循環(huán)水入口與所述供水管路相連通，所述冷凝器底部右端的循環(huán)水出口與所述蓄熱裝置底部的循環(huán)水出口相連通，所述冷凝器底部右端的循環(huán)水出口還與所述一次網(wǎng)熱用戶的循環(huán)水輸入端相連通；

所述膨脹壓縮機(jī)與所述發(fā)電機(jī)相連接，所述膨脹壓縮機(jī)用于向所述發(fā)電機(jī)輸出能量，驅(qū)動所述發(fā)電機(jī)切割磁力線做功并發(fā)電。

由以上本發(fā)明提供的技術(shù)方案可見，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供了一種匹配低溫井式核供熱堆的供暖一次網(wǎng)系統(tǒng)，其能夠保障用戶需要的供暖熱負(fù)荷隨室外溫度的變化而時刻在變化的同時，保持低溫井式核供熱堆恒定的輸出溫度和輸出熱量，有效解決常壓低溫井式核供熱堆輸出的不可調(diào)節(jié)性與用戶的供熱需求波動性之間的矛盾，有利于促進(jìn)低溫井式核供熱堆的進(jìn)一步推廣普及，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的一種匹配低溫井式核供熱堆的供暖一次網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明提供的一種匹配低溫井式核供熱堆的供暖一次網(wǎng)系統(tǒng)一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，10為熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)，11為蒸發(fā)器，12為膨脹壓縮機(jī)，13為冷凝器，14為工質(zhì)泵；

2為鍋爐，3為蓄熱裝置，4為補(bǔ)水定壓裝置，5為定速循環(huán)水泵，6為回水溫度測點(diǎn)；

101為供水管路，102為回水管路，100為核供熱堆，200為增加熱量子系統(tǒng)，300為消耗熱量子系統(tǒng)，400為外部水源，500為一次網(wǎng)熱用戶，51為循環(huán)水輸入端，52為循環(huán)水輸出端。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

參見圖1，本發(fā)明提供了一種匹配低溫井式核供熱堆的供暖一次網(wǎng)系統(tǒng)，包括供熱管網(wǎng)400，所述供熱管網(wǎng)400用于為所述供暖一次網(wǎng)系統(tǒng)提供循環(huán)水，所述供熱管網(wǎng)400中分布有核供熱堆100、增加熱量子系統(tǒng)200、消耗熱量子系統(tǒng)300和一次網(wǎng)熱用戶500，其中：

所述核供熱堆100，用于對所述供熱管網(wǎng)400所提供的循環(huán)水進(jìn)行加熱升溫處理，然后輸出給所述增加熱量子系統(tǒng)200或所述消耗熱量子系統(tǒng)300；

所述增加熱量子系統(tǒng)200，分別與所述核供熱堆100和所述一次網(wǎng)熱用戶500相連接，用于對所述核供熱堆100傳送過來的循環(huán)水進(jìn)行加熱升溫處理，然后輸出給所述一次網(wǎng)熱用戶500；

所述消耗熱量子系統(tǒng)300，分別與所述核供熱堆100和所述一次網(wǎng)熱用戶500相連接，用于對所述核供熱堆100傳送過來的水進(jìn)行耗能降溫處理，然后輸出給所述一次網(wǎng)熱用戶500。

具體實(shí)現(xiàn)上，所述核供熱堆100優(yōu)選為低溫井式核供熱堆。

具體實(shí)現(xiàn)上，所述供熱管網(wǎng)400為所述供暖一次網(wǎng)系統(tǒng)中具有的用于傳送循環(huán)水的管網(wǎng)，包括多根管路，如圖2所示的多根管路組成的循環(huán)水管網(wǎng)。

需要說明的是，供熱管網(wǎng)400是供暖一次網(wǎng)，具體是指集中供熱的核供熱堆100等熱源廠到各用熱交換站等一次網(wǎng)熱用戶500的管網(wǎng)，供暖一次網(wǎng)系統(tǒng)是由集中供熱的核供熱堆100等熱源廠傳遞熱量到各用熱交換站等一次網(wǎng)熱用戶500的管網(wǎng)系統(tǒng)。

在本發(fā)明中，具體實(shí)現(xiàn)上，所述一次網(wǎng)熱用戶500優(yōu)選為供暖一次網(wǎng)上的熱力站；所述熱力站與預(yù)設(shè)多個用戶需要用熱的空間(例如用戶家庭居室)或者用熱設(shè)備(如暖氣片)通過管路(該管路中同樣流動著循環(huán)水)相連通，用于輸出加熱后的循環(huán)水給所述用戶需要用熱的空間或者用熱設(shè)備。

參見圖2，在本發(fā)明中，具體實(shí)現(xiàn)上，所述增加熱量子系統(tǒng)200包括鍋爐2，所述鍋爐2左端的循環(huán)水入口與所述核供熱堆100的供水管路101相連通，所述鍋爐2右端的循環(huán)水出口與所述一次網(wǎng)熱用戶500的循環(huán)水輸入端51相連通；

所述鍋爐2用于對流入其中的水進(jìn)行加熱處理；

所述一次網(wǎng)熱用戶500的循環(huán)水輸出端52與所述核供熱堆100的回水管路102相連通。

具體實(shí)現(xiàn)上，所述鍋爐2右端的循環(huán)水出口還通過一段安裝有電動閥的旁通管路與所述供水管路101相連通。

需要說明的是，所述供熱堆100的供水管路101和回水管路102如圖2所示，是本發(fā)明的供暖一次網(wǎng)系統(tǒng)的供熱管網(wǎng)400的一個重要組成部分。

參見圖2，在本發(fā)明中，具體實(shí)現(xiàn)上，所述消耗熱量子系統(tǒng)300包括蓄熱裝置3和熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)10，所述蓄熱裝置3和熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)10相連接；

所述核供熱堆100的供水管路101與所述蓄熱裝置3頂部的循環(huán)水入口相連通，所述蓄熱裝置3底部的循環(huán)水出口與所述鍋爐2右端的循環(huán)水出口相連通(即可以實(shí)現(xiàn)匯流)，所述蓄熱裝置3底部的循環(huán)水出口還通過一個管路與所述一次網(wǎng)熱用戶500左端上部的循環(huán)水輸入端相連通；

具體實(shí)現(xiàn)上，所述蓄熱裝置3用于吸收所述核供熱堆100傳送過來的水的熱量并進(jìn)行存儲。

具體實(shí)現(xiàn)上，所述蓄熱裝置3的作用在于平衡每天的熱負(fù)荷波動，所述蓄熱裝置3可以為任意一種能夠儲存外部傳輸過來的熱量并在需要時將所蓄熱量釋放出來的設(shè)備，可以采用顯熱蓄熱、相變蓄熱、熱化學(xué)蓄熱和吸附蓄熱等多種材料作為蓄熱材料，所述蓄熱裝置3具體可以優(yōu)選為熱水貯罐或是熱水蓄水池。

對于本發(fā)明，具體實(shí)現(xiàn)上，所述熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)10包括蒸發(fā)器11、膨脹壓縮機(jī)12、冷凝器13、工質(zhì)泵14和一個發(fā)電機(jī)；

其中，所述蒸發(fā)器11放置于所述蓄熱裝置3中；

所述蒸發(fā)器11頂部的工質(zhì)(具體為制冷劑)出口與所述膨脹壓縮機(jī)12左端的工質(zhì)入口相連通(具體通過一根管路)，所述膨脹壓縮機(jī)12右端的工質(zhì)出口與所述冷凝器13頂部左端工質(zhì)入口相連通(具體通過一根管路)，所述冷凝器13底部左端的工質(zhì)出口與所述工質(zhì)泵14右端的工質(zhì)入口相連通，所述工質(zhì)泵14左端的工質(zhì)出口與所述蒸發(fā)器11底部的工質(zhì)入口相連通(具體通過一根管路)；

具體實(shí)現(xiàn)上，所述工質(zhì)泵14的左右兩端還并聯(lián)有一個旁路電動閥。

所述冷凝器13頂部右端的循環(huán)水入口與所述供水管路101相連通，所述冷凝器13底部右端的循環(huán)水出口與所述蓄熱裝置3底部的循環(huán)水出口相連通，所述冷凝器13底部右端的循環(huán)水出口還與所述一次網(wǎng)熱用戶500的循環(huán)水輸入端51相連通；

具體實(shí)現(xiàn)上，所述膨脹壓縮機(jī)12與所述發(fā)電機(jī)相連接，所述膨脹壓縮機(jī)12用于向所述發(fā)電機(jī)輸出能量，驅(qū)動所述發(fā)電機(jī)切割磁力線做功并發(fā)電。具體實(shí)現(xiàn)上，所述膨脹壓縮機(jī)12可以基于有機(jī)朗肯循環(huán)(即雙循環(huán))帶動所述發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。

具體實(shí)現(xiàn)上，所述發(fā)電機(jī)與預(yù)設(shè)的任意一個或者多個用電設(shè)備相連接，用于為所述用電設(shè)備提供工作用電。所述用電設(shè)備可以為電視機(jī)、冰箱等任意一種用戶預(yù)先設(shè)置的電器設(shè)備。

在本發(fā)明中，需要說明的是，所述熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)10實(shí)質(zhì)是在一套機(jī)組中實(shí)現(xiàn)逆卡諾循環(huán)的熱泵運(yùn)行和有機(jī)朗肯循環(huán)的低溫發(fā)電運(yùn)行.對于所述熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)10，其運(yùn)行熱泵和低溫發(fā)電兩種模式時共用一個蒸發(fā)器11、一個冷凝器13和一個膨脹壓縮機(jī)12，實(shí)現(xiàn)熱泵功能所需要的節(jié)流元件(例如電動閥)和低溫發(fā)電所需的工質(zhì)泵14并聯(lián)，可切換、分別參與熱泵和低溫發(fā)電兩種模式的運(yùn)行。

當(dāng)所述熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)10在熱泵模式下運(yùn)行，此時核供熱堆100提供的熱量略大于一次網(wǎng)熱用戶500的用熱日負(fù)荷(即用熱需求，也即核供熱堆100的供熱負(fù)荷)，部分一次網(wǎng)的供水經(jīng)蓄熱裝置3吸熱降溫后與旁路匯合，使得供水管路101中供水的溫度下降；當(dāng)一次網(wǎng)熱用戶500的用熱日負(fù)荷達(dá)到最大值，供水從蓄熱裝置3切換至所述熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)10中的冷凝器13，這時采用工質(zhì)泵14可將蓄熱裝置3中的蓄熱提升質(zhì)量，以滿足日負(fù)荷的波動。蒸發(fā)器11從蓄熱裝置3中的低溫?zé)崴鼰?，連接管路內(nèi)的工質(zhì)吸熱后變成高溫低壓的蒸氣，經(jīng)膨脹壓縮機(jī)12壓縮升壓成高溫高壓蒸氣，在冷凝器13中放熱冷凝變成高壓的液體，經(jīng)節(jié)流元件的絕熱膨脹成為低溫低壓蒸氣再進(jìn)入蒸發(fā)器13中，在吸收冷凝器13冷凝時釋放的熱量后，供熱管網(wǎng)400中供水管路101的供水水溫度上升，從而對所述一次網(wǎng)熱用戶500的供水溫度升高，可以良好地滿足所述一次網(wǎng)熱用戶500的用熱日負(fù)荷的上升要求，如此完成一個熱泵循環(huán)。通過熱泵循環(huán)，本發(fā)明可以以輸入少量的高級電能給膨脹壓縮機(jī)12作為代價，實(shí)現(xiàn)熱量從低溫環(huán)境(蒸發(fā)器)向高溫環(huán)境(冷凝器)的轉(zhuǎn)移，在本系統(tǒng)中，通過熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)10的熱泵功能，可以將蓄熱裝置3中的低溫?zé)崽崛〕鰜砉┙o一次網(wǎng)使用，補(bǔ)充核供熱堆100在日負(fù)荷高峰時的供熱不足。

當(dāng)所述熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)10在低溫發(fā)電模式下運(yùn)行，此時核供熱堆100的輸出熱量大于一次網(wǎng)熱用戶500的用熱日負(fù)荷，低溫發(fā)電模式可以消耗部分熱量轉(zhuǎn)化成電能。部分一次網(wǎng)供水進(jìn)入蓄熱裝置3中并且釋放熱量，蒸發(fā)器11從蓄熱裝置3直接吸熱，連接管路內(nèi)的工質(zhì)吸熱后變成高溫高壓的蒸氣，進(jìn)入壓縮膨脹機(jī)12中膨脹做功，從而帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，膨脹后的工質(zhì)蒸汽進(jìn)入冷凝器13中冷凝成為飽和液體，經(jīng)工質(zhì)泵14循環(huán)加壓后進(jìn)入蒸發(fā)器11，完成循環(huán)有機(jī)朗肯循環(huán)。有機(jī)朗肯循環(huán)利用工質(zhì)的相變，將核供熱堆100所輸出的熱量高于一次網(wǎng)熱用戶500的用熱日負(fù)荷的剩余熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為電能，保證核供熱堆的恒定輸出。

對于本發(fā)明，具體實(shí)現(xiàn)上，所述熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)10與所述蓄熱裝置3相連接，用于提取所述蓄熱裝置3存儲的熱量并進(jìn)行發(fā)電，將發(fā)電獲得的電能輸出給外部用戶的電器設(shè)備(如電風(fēng)扇、電視等)使用(即發(fā)電功能)。

具體實(shí)現(xiàn)上，所述熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)10還用于提取所述蓄熱裝置3存儲的熱量，以對所述核供熱堆100傳送過來的水進(jìn)行加熱升溫處理，再向外輸出給所述一次網(wǎng)熱用戶500(即熱泵功能)。也就是說，此時，對于本發(fā)明提供的所述熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)10，其還具有增加熱量子系統(tǒng)的類似功能，可以增加提供給所述一次網(wǎng)熱用戶500的水的溫度，即可以增加熱量輸出。

具體實(shí)現(xiàn)上，對于所述熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)10，其可以為包括蒸發(fā)器11、膨脹壓縮機(jī)12、冷凝器13、工質(zhì)泵14和一個發(fā)電機(jī)的，具有圖2所示連接結(jié)構(gòu)的任意一種裝置，只需要同時熱泵功能以及低溫發(fā)電功能即可。

在本發(fā)明中，所述一次網(wǎng)熱用戶500左端下部的循環(huán)水輸出端通過一個定速循環(huán)水泵5與所述核供熱堆100的回水管路102相連通。

具體實(shí)現(xiàn)上，所述定速循環(huán)水泵5的水流入口與一個補(bǔ)水定壓裝置4相連通。

具體實(shí)現(xiàn)上，所述核供熱堆100的回水管路102上還設(shè)置有一個回水溫度測點(diǎn)6，所述回水溫度測點(diǎn)6用于檢測所述回收管路102中的回水溫度。具體實(shí)現(xiàn)上，所述回水溫度測點(diǎn)6處可以設(shè)置至少一個溫度傳感器，通過溫度傳感器來檢測獲得所述回收管路102中的回水溫度。

在本發(fā)明中，具體實(shí)現(xiàn)上，需要說明的是，所述定速循環(huán)水泵5、補(bǔ)水定壓裝置4、回水溫度測點(diǎn)6都是目前供熱管網(wǎng)中的常規(guī)設(shè)備，它們的具體性能參數(shù)根據(jù)實(shí)際的供暖一次網(wǎng)的需要和用戶的需要進(jìn)行選擇設(shè)置。

需要說明的是，對于供暖一次網(wǎng)，其利用水作為介質(zhì)將核供熱堆100產(chǎn)生的熱量通過供熱管網(wǎng)400供給一次網(wǎng)熱用戶500(熱力站)，在熱力站等一次網(wǎng)熱用戶500處換熱后，水的溫度下降并經(jīng)管網(wǎng)回到熱源處，與核供熱堆100內(nèi)的三回路換熱器進(jìn)行換熱升溫后供給熱網(wǎng)，如此循環(huán)，可以將核供熱堆100產(chǎn)生的熱量持續(xù)供給熱用戶。其中，定速循環(huán)水泵5是為供暖一次網(wǎng)的供水和回水提供循環(huán)動力，之所以選擇定速循環(huán)水泵，是為了保證與核供熱堆100進(jìn)行熱交換的循環(huán)水量恒定，在循環(huán)水量恒定和循環(huán)水進(jìn)出核供熱堆100的水溫均保持恒定的前提下，才能有效保證核供熱堆100恒定的熱量輸出。循環(huán)水在整個熱網(wǎng)流動會有水量損耗，通過補(bǔ)水定壓裝置4，可以用該裝置的補(bǔ)水泵往供熱管網(wǎng)400中補(bǔ)充水量損失，同時補(bǔ)水泵為供熱管網(wǎng)400保持一定的靜水壓，保證整個供熱管網(wǎng)400不排空不汽化，確保供熱管網(wǎng)的正常運(yùn)行。

對于本發(fā)明提供的供暖一次網(wǎng)系統(tǒng)，為了方便進(jìn)行自動控制，具體實(shí)現(xiàn)上，還包括一個主控制器，所述主控制器分別與所述增加熱量子系統(tǒng)200、所述消耗熱量子系統(tǒng)300和所述回水溫度測點(diǎn)6相連接；

所述主控制器，用于讀取所述回水溫度測點(diǎn)6所檢測獲得的回水溫度，當(dāng)該回水溫度大于預(yù)設(shè)耗能溫度(例如58攝氏度)時，發(fā)送控制信號給所述消耗熱量子系統(tǒng)300，控制所述消耗熱量子系統(tǒng)300運(yùn)行；當(dāng)該回水溫度小于預(yù)設(shè)加熱溫度(例如55攝氏度)時，發(fā)送控制信號給所述增加熱量子系統(tǒng)200，控制所述增加熱量子系統(tǒng)200運(yùn)行。

需要說明的是，在本發(fā)明中，所述預(yù)設(shè)耗能溫度和預(yù)設(shè)加熱溫度可以為根據(jù)本發(fā)明用戶需要所設(shè)置的任意大于零的數(shù)值，但是需要保證所述預(yù)設(shè)耗能溫度大于所述預(yù)設(shè)加熱溫度。

具體實(shí)現(xiàn)上，鑒于所述熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)10還用于提取所述蓄熱裝置3存儲的熱量以對所述核供熱堆100傳送過來的水進(jìn)行加熱升溫處理，再向外輸出給所述一次網(wǎng)熱用戶500(即熱泵功能)。那么，對于所述主控制器，其還用于當(dāng)該回水溫度小于預(yù)設(shè)加熱溫度(例如20攝氏度)時，發(fā)送控制信號給所述消耗熱量子系統(tǒng)300中的熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)10，控制所述熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)10提取所述蓄熱裝置3存儲的熱量來對所述核供熱堆100傳送過來的水進(jìn)行加熱升溫處理。因此，可以實(shí)現(xiàn)對本發(fā)明具有的鍋爐加熱功能和熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)10的熱泵加熱功能的全面控制。

對于本發(fā)明，需要說明的是，任意兩個相鄰的相互連通的部件之間，具體通過至少一根中空的管路相連通。

需要說明的是，鑒于低溫井式核供熱堆的不可調(diào)節(jié)性，對于本發(fā)明，為了實(shí)現(xiàn)將低溫井式核供熱堆作為采暖季常開的熱源，以承擔(dān)城市熱力管網(wǎng)的基礎(chǔ)負(fù)荷的目的，設(shè)計一套與之匹配的一次網(wǎng)系統(tǒng)。即在一次網(wǎng)上采用增加供水熱量以及消耗供水熱量的技術(shù)措施，平衡一次網(wǎng)熱用戶500的用熱需求在整個采暖季不同階段、每天的不同時段隨氣溫變化所產(chǎn)生的波動，從而保持核供熱堆恒定的供回水溫度和輸出功率，確保低溫井式核供熱堆能夠經(jīng)濟(jì)安全地運(yùn)行。

對于本發(fā)明，需要說明的是，其在所述核供熱堆100的供水管路101上分別設(shè)置增加熱量子系統(tǒng)200和消耗熱量子系統(tǒng)300，并在供暖季的不同階段開啟并連通相應(yīng)的連接通道。

在比較寒冷階段，當(dāng)室外氣溫下降，一次網(wǎng)熱用戶500的用熱需求上升至超過核供熱堆100所能提供的熱能時，這時，將核供熱堆100保持在全開狀態(tài)，以為供暖一次網(wǎng)系統(tǒng)提供基礎(chǔ)負(fù)荷，并開啟增加熱量子系統(tǒng)200中的鍋爐作為調(diào)峰鍋爐，起到為整個供暖系統(tǒng)增加供熱輸出的作用，滿足一次網(wǎng)熱用戶500的用熱需求在整個供暖季階段性的波動；同時在核供熱堆100發(fā)生故障時，增加熱量子系統(tǒng)200中的鍋爐也可作為備用的熱源，此時鍋爐能為熱網(wǎng)提供部分的熱負(fù)荷。

在比較溫暖的階段，當(dāng)室外氣溫升高，一次網(wǎng)熱用戶500的用熱需求下降至低于核供熱堆100所能提供的熱能時，消耗熱量子系統(tǒng)300中的蓄熱裝置以及熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)10將一起作用，共同消耗核供熱堆100所輸出的多余熱量，起到消負(fù)荷的作用。

需要說明的是，對于蓄熱裝置3和熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)10，一方面，熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)10在低溫發(fā)電模式下運(yùn)行，可以將蓄熱裝置3儲存的熱量轉(zhuǎn)化為使用方便靈活的電能，另一方面，熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)10在熱泵模式下運(yùn)行，可以將蓄熱裝置3蓄存的熱量轉(zhuǎn)化成高品位的熱量輸出，對外部的循環(huán)水做進(jìn)一步的升溫處理，以滿足一次網(wǎng)熱用戶500的用熱需求出現(xiàn)的日級別的波動，在每日較低的氣溫時段，能夠?yàn)檎麄€供暖一次網(wǎng)系統(tǒng)起到增加熱量輸出，即增負(fù)荷作用。

下面結(jié)合具體實(shí)施例來說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

實(shí)施例1。當(dāng)室外氣溫下降到某一較低溫度以下時，一次網(wǎng)熱用戶500(如熱力站)的用熱需求(即核供熱堆100的供熱負(fù)荷)上升到超過核供熱堆100的熱能輸出量，這時候，開啟增加熱量子系統(tǒng)200中的鍋爐作為調(diào)峰鍋爐，起到為整個供暖系統(tǒng)增加供熱輸出的作用，滿足一次網(wǎng)熱用戶500的用熱需求；

具體實(shí)現(xiàn)上，所述鍋爐2的入口和旁通管路上分別設(shè)置有一個電動閥，這兩個電動閥聯(lián)動調(diào)整開啟度。

具體實(shí)現(xiàn)上，所述核供熱堆100的回水管路102上還設(shè)置有一個回水溫度測點(diǎn)6，所述回水溫度測點(diǎn)6用于檢測所述回收管路102中的回水水溫，所述鍋爐2的入口和旁通管路上分別設(shè)置的電動閥可以用回水溫度測點(diǎn)6檢測獲得的回水溫度作為開啟度調(diào)整信號。

對于本發(fā)明，當(dāng)一次網(wǎng)熱用戶500的用熱需求(即核供熱堆100的供熱負(fù)荷)時上升，將導(dǎo)致回水管路102中的回水溫度下降，此時需要增加鍋爐入口處的電動閥的開啟度，相應(yīng)地減小旁通管路上電動閥的開啟度，但是保持供水管路101上的總流量不變，經(jīng)過鍋爐加熱后，供水管路101的供水溫度上升；

相反，當(dāng)一次網(wǎng)熱用戶500的用熱需求(即核供熱堆100的供熱負(fù)荷)下降時，將導(dǎo)致回水管路102中的回水溫度上升，此時需要減小鍋爐入口處的電動閥的開啟度，從而降低鍋爐的產(chǎn)熱量，相應(yīng)地加大旁通管路上電動閥的開啟度，使得供水管路101上的總流量仍維持不變，此時，供水管路101的供水溫度下降。

實(shí)施例2。當(dāng)室外氣溫較高時，一次網(wǎng)熱用戶500的用熱需求(即核供熱堆100的供熱負(fù)荷)低于核供熱堆100的輸出熱量，這時候，開啟消耗熱量子系統(tǒng)300。

一次網(wǎng)熱用戶500的用熱日負(fù)荷(即用熱需求，也即核供熱堆100的供熱負(fù)荷)的變化最終體現(xiàn)在回水溫度的改變，當(dāng)室外氣溫上升，導(dǎo)致一次網(wǎng)熱用戶500的用熱日負(fù)荷下降時，此時回水管路102中的回水溫度升高，當(dāng)水溫檢測計所檢測獲得的回水溫度超過預(yù)設(shè)耗能溫度時，那么，啟動蓄熱裝置3和熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)10來消耗多余熱量，使得一次網(wǎng)的供水溫度下降，通過聯(lián)動改變熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)10的電動閥和工質(zhì)泵14的旁路電動閥的開啟度，保持供水管路101上的總流量不變。當(dāng)蓄熱裝置3的蓄熱達(dá)到預(yù)設(shè)溫度時，啟動熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)10的低溫發(fā)電模式，此時冷凝器13的水路關(guān)閉，冷凝器13切換至風(fēng)冷模式往大氣放熱；

為了適應(yīng)每日負(fù)荷的逐時變化，具體實(shí)現(xiàn)上，可以運(yùn)行熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)10的熱泵功能，即提取蓄熱裝置3蓄存的熱量，以對所述核供熱堆100傳送過來的水進(jìn)行加熱升溫處理，再向外輸出給所述一次網(wǎng)熱用戶500(即熱泵功能)，實(shí)現(xiàn)將蓄熱裝置3蓄存的熱量重新補(bǔ)充到供暖一次網(wǎng)系統(tǒng)的目的，即在每日一次網(wǎng)熱用戶500的用熱需求處于低谷的時段，一次網(wǎng)的部分熱水引入蓄熱裝置內(nèi)以存儲多余的熱量，在每日一次網(wǎng)熱用戶500的用熱需求處于高峰時段，則啟動熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)10中的熱泵(即工質(zhì)泵)運(yùn)行，從蓄熱裝置取熱、升溫提質(zhì)并通過對所述核供熱堆100傳送過來的水進(jìn)行加熱的方式補(bǔ)充回管網(wǎng)。在熱泵模式運(yùn)行時，需要將水從蓄熱裝置的進(jìn)水管路切換至冷凝器的循環(huán)水進(jìn)水管路，從而所述核供熱堆100傳送過來的水能夠吸收冷凝器13的工質(zhì)在冷凝時發(fā)出的熱量而實(shí)現(xiàn)升溫，然后送往供水管路101，并接著輸送給一次網(wǎng)熱用戶500(即熱泵功能)。

對于本發(fā)明，一旦核供熱堆100出現(xiàn)故障，可以切斷核供熱堆100的進(jìn)出口，開啟旁路，此時鍋爐作為備用的熱源，提供供暖一次網(wǎng)系統(tǒng)的部分供熱負(fù)荷，以保證供熱管網(wǎng)的安全。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供的一種匹配低溫井式核供熱堆的供暖一次網(wǎng)系統(tǒng)，具有以下的技術(shù)效果：

1、在供暖一次網(wǎng)系統(tǒng)的供水管路起始端設(shè)置增加熱量子系統(tǒng)200和消耗熱量子系統(tǒng)300，用以平衡一次網(wǎng)熱用戶500所需要的供熱負(fù)荷因室外氣溫變化而導(dǎo)致的增或減，從而保持從核供熱堆100輸出的總熱量和供水、回水溫度保持恒定，本發(fā)明提供的系統(tǒng)匹配于低溫井式核供熱堆進(jìn)行供熱的運(yùn)行特性，使得低溫井式核供熱堆進(jìn)行供熱的方式能夠推廣運(yùn)用至城市的供暖領(lǐng)域；

2、本發(fā)明采用定速循環(huán)水泵，來保持核供熱堆100的循環(huán)水量恒定不變，以回水管路的回水溫度作為基準(zhǔn)，通過調(diào)節(jié)增加熱量子系統(tǒng)200和消耗熱量子系統(tǒng)300運(yùn)行來達(dá)到改變向一次網(wǎng)熱用戶500提供的供水溫度的目的，實(shí)現(xiàn)供熱一次網(wǎng)定流量的質(zhì)調(diào)節(jié)方式。而核供熱堆100進(jìn)出口處的水溫度保持恒定，因此在恒定的循環(huán)水量及供回水溫度下，能保證核供熱堆100具有恒定的輸出熱量；

3、本發(fā)明提供的鍋爐可以起到增加水的熱量的調(diào)峰作用，又作為核供熱堆100的備用熱源，為供暖一次網(wǎng)系統(tǒng)的整體供熱安全提供保障；同時，由于蓄熱裝置與熱泵低溫發(fā)電一體機(jī)的聯(lián)合運(yùn)行，可以解決核供熱堆的熱能供給和一次網(wǎng)熱用戶的用熱需求失配的矛盾，大大提高核供熱堆提供的低溫核熱能的利用率，并保障了核供熱堆的穩(wěn)定性和安全性；

4、對于本發(fā)明，其將增加熱量子系統(tǒng)200和消耗熱量子系統(tǒng)300均設(shè)置在核供熱堆100的供水管路起始端，即設(shè)置在安裝有核供熱堆100的核熱井熱源站內(nèi)，這樣不僅便于更好地集中調(diào)控，而且集中在管網(wǎng)干管，可以降低供暖系統(tǒng)的初投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用；

5、本發(fā)明提供的供暖一次網(wǎng)系統(tǒng)根據(jù)常壓低溫井式核供熱堆的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)核供熱堆作為單一或基礎(chǔ)熱源與現(xiàn)有城市熱網(wǎng)的合理匹配，使核供熱堆以其技術(shù)的安全性、良好的經(jīng)濟(jì)性替代傳統(tǒng)的燃煤鍋爐，是一項控制污染源、治理大氣環(huán)境的關(guān)鍵技術(shù)；

6、本發(fā)明提供的供暖一次網(wǎng)系統(tǒng)可保持核供熱堆100的供水和回水溫度分別為92℃和55℃的恒定值，總循環(huán)的水量保持恒定，因而核供熱堆100的輸出熱量保持恒定，使得核供熱堆在采暖季始終處于全負(fù)荷輸出狀態(tài)，最大限度發(fā)揮核燃料低成本、低溫供熱堆低運(yùn)行費(fèi)用的優(yōu)勢，為緩解我國能源短缺、保護(hù)大氣環(huán)境起到積極的作用。

綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供的一種匹配低溫井式核供熱堆的供暖一次網(wǎng)系統(tǒng)，其能夠保障用戶需要的供暖熱負(fù)荷隨室外溫度的變化而時刻在變化的同時，保持低溫井式核供熱堆恒定的輸出溫度和輸出熱量，有效解決常壓低溫井式核供熱堆輸出的不可調(diào)節(jié)性與用戶的供熱需求波動性之間的矛盾，有利于促進(jìn)低溫井式核供熱堆的進(jìn)一步推廣普及，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。