降膜蒸發(fā)器及利用該降膜蒸發(fā)器的有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種降膜蒸發(fā)器及利用該降膜蒸發(fā)器的有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其中，降膜蒸發(fā)器包括筒體，所述筒體上設(shè)置有工質(zhì)入口和工質(zhì)出口，所述筒體內(nèi)設(shè)置有分配器和換熱管，所述筒體的底部設(shè)置有回油裝置，所述回油裝置包括能夠浮動(dòng)于所述筒體底部?jī)?nèi)富油層中的浮子集油器，所述浮子集油器連接有集油導(dǎo)出管，所述集油導(dǎo)出管連接至所述筒體外。本實(shí)用新型的降膜蒸發(fā)器及有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，回油裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、回油可靠。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
降膜蒸發(fā)器及利用該降膜蒸發(fā)器的有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種降膜蒸發(fā)器及一種利用該降膜蒸發(fā)器的有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，降膜蒸發(fā)器具有傳熱性能優(yōu)良，工質(zhì)充注量少、換熱效率高等優(yōu)勢(shì)，得到了廣泛地應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)有的降膜蒸發(fā)器主要有兩種，參照?qǐng)D1，第一種是混合式的降膜蒸發(fā)器1，設(shè)置一層分配板12，只實(shí)現(xiàn)部分管束降膜式蒸發(fā)，其余管束為滿液式蒸發(fā)，底部設(shè)置回油口 U。此種結(jié)構(gòu)的降膜蒸發(fā)器，由于不能完全實(shí)現(xiàn)降膜蒸發(fā)，造成工質(zhì)在換熱器底部累積，換熱效率低。
[0004]參照?qǐng)D2，第二種是全管束的降膜蒸發(fā)器1，設(shè)置多層分配板12，實(shí)現(xiàn)全管束降膜蒸發(fā)，底部設(shè)置回油口 11。此種結(jié)構(gòu)的降膜蒸發(fā)器，底部換熱管處于氣態(tài)包圍狀態(tài)，造成“干斑”問(wèn)題，使降膜蒸發(fā)器整體換熱性能?chē)?yán)重降低，為了避免“干斑”問(wèn)題，采用頂部工質(zhì)過(guò)噴的方式，又會(huì)在換熱器底部不可避免地出現(xiàn)一定高度的液態(tài)工質(zhì)。而在降膜蒸發(fā)器運(yùn)行過(guò)程中，工質(zhì)的不斷蒸發(fā)，造成降膜蒸發(fā)器底部潤(rùn)滑油逐漸累積，蒸發(fā)器底部形成潤(rùn)滑油與工質(zhì)混合物，從而形成貧油層與富油層。為避免潤(rùn)滑油在蒸發(fā)器內(nèi)的累積，現(xiàn)有降膜蒸發(fā)器采用固定回油口 11回油，如設(shè)置在蒸發(fā)器底部，底部常為貧油層，造成回油部分工質(zhì)含量過(guò)高，降低潤(rùn)滑效果；如設(shè)置在靠上側(cè)某個(gè)職位，液位高于該位置時(shí)同樣是從貧油層回油，如果液位低于該位置，造成無(wú)法回油。
[0005]有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)是一種應(yīng)用低于200°C低溫?zé)崮艿淖顬槌Ｒ?jiàn)的發(fā)電用熱力循環(huán)系統(tǒng)。圖3為現(xiàn)有的有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的流程示意圖，參照?qǐng)D3，現(xiàn)有的有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)包括蒸發(fā)器1、膨脹機(jī)2、發(fā)電機(jī)3、冷凝器4、工質(zhì)栗5、油分離器6、油栗7。
[0006]現(xiàn)有采用封閉式膨脹機(jī)的有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電裝置通常采用外置油分方式，將潤(rùn)滑油與工質(zhì)進(jìn)行分離。參照?qǐng)D3，在膨脹機(jī)的出口設(shè)置油分離器6，將潤(rùn)滑油分離出來(lái)，并在油分離器后設(shè)置油栗7，利用油栗7將潤(rùn)滑油升壓輸送到有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中需要潤(rùn)滑的高壓部分?，F(xiàn)有的這種回油方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且在膨脹機(jī)2出口處安裝油分離器6，會(huì)造成膨脹機(jī)2的出口背壓增高，降低膨脹機(jī)2的膨脹功率。另外，需要加設(shè)油栗7將潤(rùn)滑油從低壓升至高壓，增加了整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的內(nèi)耗。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是:提供一種設(shè)有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的回油裝置、且回油可靠的的降膜蒸發(fā)器。
[0008]本實(shí)用新型所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是:提供一種回油裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、回油可靠的有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。
[0009]為解決上述第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0010]—種降膜蒸發(fā)器，包括筒體，所述筒體上設(shè)置有工質(zhì)入口和工質(zhì)出口，所述筒體內(nèi)設(shè)置有分配器和換熱管，所述筒體的底部設(shè)置有回油裝置，所述回油裝置包括能夠浮動(dòng)于所述筒體底部?jī)?nèi)富油層中的浮子集油器，所述浮子集油器連接有集油導(dǎo)出管，所述集油導(dǎo)出管連接至所述筒體外。
[0011]優(yōu)選的，所述浮子集油器包括弧形板，所述弧形板的兩側(cè)邊部設(shè)有若干集油孔，所述弧形板的底部中心處設(shè)置有匯油孔。
[0012]優(yōu)選的，所述匯油孔固定連接有匯油管。
[0013]優(yōu)選的，所述弧形板上連接有浮球。
[0014]優(yōu)選的，所述浮子集油器為耐氟材料的浮子集油器。
[0015]優(yōu)選的，所述匯油管與所述集油導(dǎo)出管之間連接有彈性伸縮管。
[0016]優(yōu)選的，所述匯油管的下端部與所述集油導(dǎo)出管滑動(dòng)連接。
[0017]優(yōu)選的，所述筒體內(nèi)頂部設(shè)有頂部分配器，所述筒體內(nèi)中部設(shè)有中間分配器，所述頂部分配器與所述中間分配器之間設(shè)有頂部換熱管，所述中間分配器下方設(shè)有中間換熱管，所述筒體內(nèi)底部設(shè)有底部換熱管。
[0018]為解決上述第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0019]—種有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，包括依次設(shè)置的降膜蒸發(fā)器、膨脹機(jī)、冷凝器和工質(zhì)栗，所述降膜蒸發(fā)器為上述的降膜蒸發(fā)器，所述集油導(dǎo)出管通過(guò)管道連接至所述膨脹機(jī)的潤(rùn)滑油路入口。
[0020]優(yōu)選的，所述集油導(dǎo)出管與所述膨脹機(jī)的潤(rùn)滑油路入口之間的連接管道上設(shè)有油冷卻器。
[0021 ]采用了上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0022]本實(shí)用新型的降膜蒸發(fā)器，回油裝置采用能夠浮動(dòng)于所述筒體底部?jī)?nèi)富油層中的浮子集油器，所述浮子集油器連接有集油導(dǎo)出管，所述集油導(dǎo)出管連接至所述筒體外。在降膜蒸發(fā)器運(yùn)行過(guò)程中，降膜蒸發(fā)器底部累積的潤(rùn)滑油和工質(zhì)，由于潤(rùn)滑油的密度小于工質(zhì)，混合的潤(rùn)滑油和工質(zhì)通常會(huì)分化為上層的富油層和底部的貧油層，浮子集油器一直浮動(dòng)于富油層中，能夠保證浮子集油器在富油層收集潤(rùn)滑油，收集后的潤(rùn)滑油在降膜蒸發(fā)器內(nèi)壓力和重力的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)集油導(dǎo)出管排出降膜蒸發(fā)器。此種回油方式，大大降低了回油部分中工質(zhì)的含量，提高了潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑效果及降低工質(zhì)的能量損失。
[0023]本實(shí)用新型的降膜蒸發(fā)器中，筒體內(nèi)底部設(shè)有底部換熱管，通過(guò)底部換熱管對(duì)筒體內(nèi)底部累積的潤(rùn)滑油和工質(zhì)繼續(xù)加熱，以進(jìn)一步使底部累積的工質(zhì)進(jìn)行蒸發(fā)，提高蒸發(fā)效果。
[0024]本實(shí)用新型的有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，省去膨脹機(jī)出口油氣分離器，回油栗，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，減少動(dòng)設(shè)備數(shù)量，增強(qiáng)系統(tǒng)安全可靠性，降低機(jī)組的成本。同時(shí)，利用壓力差的作用將蒸發(fā)器內(nèi)的潤(rùn)滑油送進(jìn)膨脹機(jī)，對(duì)膨脹機(jī)進(jìn)行潤(rùn)滑，充分利用系統(tǒng)循環(huán)內(nèi)部的壓力差作用，降低機(jī)組的內(nèi)耗。利用上述的降膜蒸發(fā)器，大大降低了回油部分中工質(zhì)的含量，提高了潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑效果及系統(tǒng)效率。
[0025]本實(shí)用新型的有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中，集油導(dǎo)出管與所述膨脹機(jī)的潤(rùn)滑油路入口之間的連接管道上設(shè)有油冷卻器。油冷卻器能夠有效地降低降膜蒸發(fā)器排出的潤(rùn)滑油的溫度，保證潤(rùn)滑油具有合理的潤(rùn)滑粘度及溫度，提高潤(rùn)滑油進(jìn)入后續(xù)的膨脹機(jī)內(nèi)潤(rùn)換油路中后的潤(rùn)滑、冷卻效果。
【附圖說(shuō)明】
[0026]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0027]圖1是現(xiàn)有的混合式降膜蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2是現(xiàn)有的全降膜蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3是現(xiàn)有的有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖4是本實(shí)用新型中的降膜蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]圖5是圖4中的浮子集油器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖6是本實(shí)用新型中的有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖中:1、降膜蒸發(fā)器;11、回油口；12、分配板;2、膨脹機(jī);3、發(fā)電機(jī);4、冷凝器;5、工質(zhì)栗;6、油分離器;7、油栗;8、降膜蒸發(fā)器;81、筒體;82、工質(zhì)入口；83、工質(zhì)出口；84、頂部分配器;85、頂部換熱管;86、中間分配器;87、中間換熱管;88、底部換熱管;89、回油裝置;891、浮子集油器;8911、弧形板;8912、集油孔;8913、匯油孔;8914、匯油管；892、集油導(dǎo)出管；893、彈性伸縮管;895、浮球;9、油冷卻器；10、膨脹機(jī)；13、冷凝器；14、工質(zhì)栗；15、單向閥；16、發(fā)電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0034]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0035]參照?qǐng)D4，本實(shí)用新型的降膜蒸發(fā)器，包括筒體81，筒體81上端部設(shè)置有工質(zhì)入口82和工質(zhì)出口 83，筒體81內(nèi)設(shè)置有分配器和換熱管，筒體81的底部設(shè)置有回油裝置89，回油裝置89包括能夠浮動(dòng)于筒體81底部的富油層中的浮子集油器891，浮子集油器連接有集油導(dǎo)出管892，集油導(dǎo)出管892連接至筒體81外。
[0036]分配器包括設(shè)于筒體81內(nèi)頂部的頂部分配器84，設(shè)于筒體81內(nèi)中部的中間分配器86，頂部分配器84與中間分配器86之間設(shè)有頂部換熱管85，中間分配器下方設(shè)有中間換熱管87，筒體81內(nèi)底部設(shè)有底部換熱管88。在降膜蒸發(fā)器8的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，液態(tài)的工質(zhì)通過(guò)工質(zhì)入口進(jìn)入筒體81內(nèi)，通過(guò)頂部分配器84均勻分配，保證降膜的均勻性，液態(tài)的工質(zhì)通過(guò)降膜的方式落在頂部換熱管85表面進(jìn)行換熱，經(jīng)過(guò)換熱，一部分液態(tài)的工質(zhì)由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)上升，另一部分未汽化的液態(tài)工質(zhì)在重力作用下繼續(xù)向下流動(dòng)，經(jīng)過(guò)中間分配器86進(jìn)一步均勻分配，降膜到中間換熱管87表面進(jìn)一步換熱。中間分配器86和中間換熱管87可根據(jù)具體需要設(shè)置一層或者多層。在筒體81內(nèi)底部累積液態(tài)的潤(rùn)滑油和未汽化的工質(zhì)，通過(guò)底部換熱管88對(duì)筒體81內(nèi)底部累積的潤(rùn)滑油和工質(zhì)繼續(xù)加熱，以進(jìn)一步使筒體81底部累積的工質(zhì)進(jìn)行蒸發(fā)，提高蒸發(fā)效果。所有蒸發(fā)的氣態(tài)工質(zhì)從筒體上端部的工質(zhì)出口排出。
[0037]參照?qǐng)D5，浮子集油器891包括弧形板8911，弧形板8911的兩側(cè)邊部設(shè)有若干集油孔8912，弧形板8911的底部中心處設(shè)置有匯油孔8913，匯油孔8913固定連接有匯油管8914。
[0038]匯油管8914與集油導(dǎo)出管892之間連接有彈性伸縮管893，或者匯油管8914的下端部與集油導(dǎo)出管892滑動(dòng)連接。
[0039]具體地，可以通過(guò)選擇浮子集油器891的材料或者使其空心的設(shè)置，或者在弧形板上設(shè)置空心浮球895，利用浮球895較大的浮力，使浮子集油器891能夠浮動(dòng)于筒體81內(nèi)底部的富油層中，以使富油層的潤(rùn)滑油通過(guò)弧形板8911的兩側(cè)邊部的集油孔8912，沿著弧形板8911的上側(cè)表面向下匯集，集中到匯油孔8913，流入?yún)R油管8914中，然后再通過(guò)集油導(dǎo)出管892排出降膜蒸發(fā)器8的筒體81外。
[0040]在降膜蒸發(fā)器8的運(yùn)行過(guò)程中，降膜蒸發(fā)器8底部累積的潤(rùn)滑油和工質(zhì)，由于潤(rùn)滑油的密度小于工質(zhì)，混合的潤(rùn)滑油和工質(zhì)通常會(huì)分化為上層的富油層和底部的貧油層，浮子集油器891—直浮動(dòng)于富油層中，能夠保證浮子集油器891在富油層收集潤(rùn)滑油，收集后的潤(rùn)滑油在降膜蒸發(fā)器8內(nèi)壓力和重力的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)集油導(dǎo)出管892排出降膜蒸發(fā)器8。此種回油方式，大大降低了回油部分中工質(zhì)的含量，提高了潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑效果及系統(tǒng)效率。
[0041]參照?qǐng)D6，本實(shí)用新型的有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，包括依次設(shè)置的降膜蒸發(fā)器8、膨脹機(jī)10、冷凝器13和工質(zhì)栗14，膨脹機(jī)10連接發(fā)電機(jī)16，工質(zhì)栗14與降膜蒸發(fā)器8之間設(shè)有單向閥15，降膜蒸發(fā)器8采用上述的降膜蒸發(fā)器，集油導(dǎo)出管892通過(guò)管道連接至膨脹機(jī)10潤(rùn)滑油路入口。潤(rùn)滑膨脹機(jī)運(yùn)動(dòng)部件的潤(rùn)滑油與膨脹后的工質(zhì)在膨脹機(jī)出口混合，并一起進(jìn)入冷凝器內(nèi)，再經(jīng)工質(zhì)栗將潤(rùn)滑油與工質(zhì)一起栗送到蒸發(fā)器中，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。其中，降膜蒸發(fā)器8利用上述的降膜蒸發(fā)器，大大降低了回油部分中工質(zhì)的含量，提高了了潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑效果及系統(tǒng)效率。
[0042]本實(shí)用新型的有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)中，集油導(dǎo)出管892與膨脹機(jī)10的潤(rùn)滑油路入口之間的連接管道上設(shè)有油冷卻器9。油冷卻器9能夠有效地降低降膜蒸發(fā)器8排出的潤(rùn)滑油的溫度，保證潤(rùn)滑油具有合理的潤(rùn)滑粘度及溫度，提高潤(rùn)滑油進(jìn)入后續(xù)的膨脹機(jī)10內(nèi)潤(rùn)換油路中后的潤(rùn)滑、冷卻效果。
[0043]以上所述為本實(shí)用新型最佳實(shí)施方式的舉例，其中未詳細(xì)述及的部分均為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的公知常識(shí)。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以權(quán)利要求的內(nèi)容為準(zhǔn)，任何基于本實(shí)用新型的技術(shù)啟示而進(jìn)行的等效變換，也在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.降膜蒸發(fā)器，包括筒體，所述筒體上設(shè)置有工質(zhì)入口和工質(zhì)出口，所述筒體內(nèi)設(shè)置有分配器和換熱管，其特征在于:所述筒體的底部設(shè)置有回油裝置，所述回油裝置包括能夠浮動(dòng)于所述筒體底部?jī)?nèi)富油層中的浮子集油器，所述浮子集油器連接有集油導(dǎo)出管，所述集油導(dǎo)出管連接至所述筒體外。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降膜蒸發(fā)器，其特征在于:所述浮子集油器包括弧形板，所述弧形板的兩側(cè)邊部設(shè)有若干集油孔，所述弧形板的底部中心處設(shè)置有匯油孔。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的降膜蒸發(fā)器，其特征在于:所述匯油孔固定連接有匯油管。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的降膜蒸發(fā)器，其特征在于:所述弧形板上連接有浮球。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的降膜蒸發(fā)器，其特征在于:所述浮子集油器為耐氟材料的浮子集油器。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的降膜蒸發(fā)器，其特征在于:所述匯油管與所述集油導(dǎo)出管之間連接有彈性伸縮管。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的降膜蒸發(fā)器，其特征在于:所述匯油管的下端部與所述集油導(dǎo)出管滑動(dòng)連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的降膜蒸發(fā)器，其特征在于:所述筒體內(nèi)頂部設(shè)有頂部分配器，所述筒體內(nèi)中部設(shè)有中間分配器，所述頂部分配器與所述中間分配器之間設(shè)有頂部換熱管，所述中間分配器下方設(shè)有中間換熱管，所述筒體內(nèi)底部設(shè)有底部換熱管。9.有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，包括依次設(shè)置的降膜蒸發(fā)器、膨脹機(jī)、冷凝器和工質(zhì)栗，其特征在于:所述降膜蒸發(fā)器為權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的降膜蒸發(fā)器，所述集油導(dǎo)出管通過(guò)管道連接至所述膨脹機(jī)潤(rùn)滑油路入口。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:所述集油導(dǎo)出管與所述膨脹機(jī)的潤(rùn)滑油路入口之間的連接管道上設(shè)有油冷卻器。
【文檔編號(hào)】B01D1/22GK205549626SQ201620198015
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年3月15日
【發(fā)明人】葛建民, 鄭洪財(cái), 馬新軍
【申請(qǐng)人】山東科靈節(jié)能裝備股份有限公司