專利名稱：吸收式循環(huán)與有機物朗肯循環(huán)的聯(lián)合循環(huán)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種制冷-發(fā)電聯(lián)合循環(huán)裝置，具體地說，是一種吸收式循環(huán)與有機物朗肯循環(huán)的聯(lián)合循環(huán)裝置，屬于能源機械工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
溴化鋰吸收式循環(huán)是在熱能驅(qū)動下，使二元工質(zhì)溴化鋰溶液中的低沸點組分(制冷劑-水)在系統(tǒng)中冷凝和蒸發(fā)而實現(xiàn)制冷和制熱的。溴化鋰吸收式制冷機的性能系數(shù)(COP)比壓縮式制冷機低得多。為了提高它的市場競爭力，通常利用電廠或鍋爐等熱力系統(tǒng)的余熱作為溴化鋰吸收式制冷機的驅(qū)動熱源，組合成冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)或余熱制冷系統(tǒng)，從而提高能源的利用率。對于燃氣發(fā)動機組，通常其作功后的煙氣余熱溫度仍很高(可達500-600攝氏度)，可以用于驅(qū)動吸收式制冷裝置，并且燃氣發(fā)動機組的缸套冷卻水的溫度(90攝氏度左右)也可以通過吸收式制冷機組的低壓發(fā)生器加以利用；朗肯循環(huán)由蒸發(fā)器、透平機、冷凝器和循環(huán)泵組成，工質(zhì)在熱力設(shè)備中不斷進行等壓加熱、絕熱膨脹、等壓放熱和絕熱壓縮四個過程，使熱能不斷轉(zhuǎn)化為機械能。特別是有機物工質(zhì)的采用，使朗肯循環(huán)可以在低品位的廢熱驅(qū)動下工作。從而使由溴化鋰吸收式制冷機排放出來的廢熱得到回收利用成為可能。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利公開號為1245280，
公開日為2000年2月23日，專利名稱為“溴化鋰吸收式冷熱動力聯(lián)產(chǎn)機組”，該發(fā)明“公開了一組用于機動車，船或建筑物空調(diào)，供熱及供動力的溴化鋰吸收式冷熱動力聯(lián)產(chǎn)機組，該類機組在內(nèi)燃發(fā)動機排出的廢煙氣及其循環(huán)冷卻水，為溴化鋰吸收式制冷供熱機組提供熱量，從而實現(xiàn)為機動車，船或建筑物供冷或供熱，使礦物能源按‘先功后熱’的順序利用，使內(nèi)燃動力裝置和溴化鋰吸收式制冷供熱裝置共同對礦物燃料的利用率，達到理想的要求”，其不足之處是發(fā)明人未對溴化鋰吸收式制冷機組出來的高達160攝氏度左右的廢氣作處理，浪費了很大一部分能源，并且在利用缸套冷卻水的熱能時增加了一個低壓發(fā)生器，使得機組較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種吸收式循環(huán)與有機物朗肯循環(huán)的聯(lián)合循環(huán)裝置，使其在溴化鋰吸收式制冷循環(huán)后面加了一個有機物朗肯循環(huán)回路，該循環(huán)能夠利用此低品位的熱源發(fā)電，并且還利用了缸套冷卻水帶出的熱量，盡可能回收利用燃氣發(fā)動機組排出的廢熱，從而極大地提高了能源的利用率。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括煙氣管、缸套冷卻水管、溴化鋰吸收式雙效制冷循環(huán)回路和有機物朗肯循環(huán)回路，所述的溴化鋰吸收式雙效制冷循環(huán)回路包括高壓發(fā)生器、低壓發(fā)生器、第一冷凝器、節(jié)流閥、第一蒸發(fā)器、冷劑泵、吸收器、溶液泵、低溫溶液熱交換器、高溫溶液熱交換器、三通閥，高壓發(fā)生器的蒸汽出口與低壓發(fā)生器的管側(cè)進口相連，低壓發(fā)生器的管側(cè)出口與第一冷凝器相連，低壓發(fā)生器的蒸汽出口與第一冷凝器直接相連，第一冷凝器出口經(jīng)節(jié)流閥與第一蒸發(fā)器相連，第一蒸發(fā)器的蒸汽出口與吸收器的蒸汽進口相連，吸收器的溶液出口與溶液泵相連，溶液泵的溶液出口管道與低溫溶液熱交換器的管側(cè)進口相連，低溫溶液熱交換器的管側(cè)出口與三通閥相連，三通閥的一個出口與高溫溶液熱交換器的管側(cè)進口相連，三通閥的另一個出口與低壓發(fā)生器相連，高壓發(fā)生器的溶液出口與高溫溶液熱交換器的殼側(cè)進口相連，高溫溶液熱交換器的殼側(cè)出口與低壓發(fā)生器的溶液進口相連，低壓發(fā)生器的溶液出口與低溫溶液熱交換器的殼側(cè)進口相連，低溫溶液熱交換器的殼側(cè)出口與吸收器的溶液進口相連；所述的有機物朗肯循環(huán)回路包括第二蒸發(fā)器、透平機、第二冷凝器、循環(huán)泵，煙氣管依次與高壓發(fā)生器、第二蒸發(fā)器相連，第二蒸發(fā)器的出口與透平機的進口相連，透平機的出口與第二冷凝器的進口相連，第二冷凝器的出口與循環(huán)泵的進口相連，循環(huán)泵的出口與第二蒸發(fā)器的進口相連；溴化鋰吸收式雙效制冷循環(huán)回路通過煙氣管與有機物朗肯循環(huán)回路相連，缸套冷卻水管與低壓發(fā)生器相連。
所述的溴化鋰吸收式雙效制冷循環(huán)回路，其工質(zhì)為LiBr水溶液。
所述的有機物朗肯循環(huán)回路，其工質(zhì)為R245a。
所述的第二冷凝器為空氣冷卻式冷凝器，可以減小機組的占地面積，節(jié)約成本。
本發(fā)明制冷-發(fā)電聯(lián)合循環(huán)裝置由驅(qū)動熱源回路、溴化鋰吸收式雙效制冷循環(huán)回路和有機物朗肯循環(huán)回路構(gòu)成。驅(qū)動熱源回路高溫?zé)煔庀冗M入溴化鋰吸收式循環(huán)的高壓發(fā)生器，高壓發(fā)生器加熱循環(huán)溶液、并蒸發(fā)出冷劑蒸汽，這樣使得煙氣溫度降低，煙氣再進入有機物朗肯循環(huán)回路的蒸發(fā)器并加熱有機工質(zhì)；缸套冷卻水進入低壓發(fā)生器作為輔助熱源與高壓發(fā)生器的發(fā)生蒸汽共同加熱低壓發(fā)生器。溴化鋰吸收式雙效制冷循環(huán)回路包括制冷劑回路和溴化鋰溶液回路。在制冷劑回路中，高壓發(fā)生器中產(chǎn)生的冷劑蒸汽，在低壓發(fā)生器中加熱溶液后，凝結(jié)成冷劑水，經(jīng)節(jié)流減壓后進入冷凝器。低壓發(fā)生器中產(chǎn)生的冷劑蒸汽流入冷凝器后被傳熱管內(nèi)的冷卻水冷卻凝結(jié)成冷劑水。冷凝器中的冷劑水節(jié)流后進入蒸發(fā)器，經(jīng)冷劑泵輸送，噴淋在蒸發(fā)器的傳熱管簇上，吸取管內(nèi)冷水的熱量，在蒸發(fā)壓力下蒸發(fā)，使冷水溫度降低，達到制冷的目的。蒸發(fā)器中產(chǎn)生的冷劑蒸汽流入吸收器，被濃溶液所吸收。從吸收器流出的溶液由溶液泵輸送經(jīng)高低溫溶液熱交換器分別進入高低壓發(fā)生器完成一個循環(huán)。在溶液回路中，吸收器中的濃溶液吸收了來自蒸發(fā)器的冷劑蒸汽變成稀溶液，由溶液泵送出，經(jīng)低溫溶液熱交換器，再經(jīng)三通閥分流，一路由高溫溶液熱交換器至高壓發(fā)生器，另一路進入低壓發(fā)生器。稀溶液被驅(qū)動熱源加熱產(chǎn)生冷劑蒸汽后濃縮成中間濃度的溶液。從高壓發(fā)生器流出的中間濃度溶液經(jīng)低溫溶液熱交換器進入低壓發(fā)生器，被加熱產(chǎn)生冷劑蒸汽以后濃縮成濃溶液。從低壓發(fā)生器流出的濃溶液經(jīng)低溫溶液熱交換器進入吸收器，從而完成溶液循環(huán)；在有機物朗肯循環(huán)回路中，液態(tài)有機物工質(zhì)在蒸發(fā)器里與煙氣換熱，被等壓加熱，蒸發(fā)成蒸汽。然后，有機物工質(zhì)進入透平機絕熱膨脹，透平機輸出功驅(qū)動發(fā)電裝置。有機物工質(zhì)從透平機流出，進入冷凝器與冷卻水換熱，被等壓降溫冷凝成液體，再通過循環(huán)泵送到蒸發(fā)器從而完成一個循環(huán)。
本發(fā)明通過將溴化鋰吸收式循環(huán)與有機朗肯循環(huán)的聯(lián)合，其廢熱利用效率大大高于單純的改進吸收式循環(huán)的熱利用率，也為冷熱電聯(lián)供提供了一種新的思路。一般燃氣發(fā)動機或者燃氣輪機做功后排出的煙氣余熱溫度可高達500至600攝氏度，這高溫?zé)煔饪晒峤o雙效溴化鋰吸收式機組，煙氣溫度降至150度左右，此時再通過有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)，煙氣溫度進一步降至90攝氏度左右，從而大大減少了熱能的浪費；另外本機組還利用了缸套冷卻水帶出的熱量；并且由于有機朗肯循環(huán)裝置簡單，冷凝器的冷卻可采用空氣冷卻，所以使得系統(tǒng)占地面積不大且初投資很小，經(jīng)濟效益明顯。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
如圖1所示，本發(fā)明包括煙氣管15、缸套冷卻水管17、溴化鋰吸收式雙效制冷循環(huán)回路18和有機物朗肯循環(huán)回路19，所述的溴化鋰吸收式雙效制冷循環(huán)回路18包括高壓發(fā)生器1、低壓發(fā)生器2、第一冷凝器3、節(jié)流閥4、第一蒸發(fā)器5、冷劑泵6、吸收器7、溶液泵8、低溫溶液熱交換器9、高溫溶液熱交換器10、三通閥16，高壓發(fā)生器1的蒸汽出口與低壓發(fā)生器2的管側(cè)進口相連，低壓發(fā)生器2的管側(cè)出口與第一冷凝器3相連，低壓發(fā)生器2的蒸汽出口與第一冷凝器3直接相連，第一冷凝器3出口經(jīng)節(jié)流閥4與第一蒸發(fā)器5相連，第一蒸發(fā)器5的蒸汽出口與吸收器7的蒸汽進口相連，吸收器7的溶液出口與溶液泵8相連，溶液泵8的溶液出口管道與低溫溶液熱交換器9的管側(cè)進口相連，低溫溶液熱交換器9的管側(cè)出口與三通閥16相連，三通閥16的一個出口與高溫溶液熱交換器10的管側(cè)進口相連，三通閥16的另一個出口與低壓發(fā)生器2相連，高壓發(fā)生器1的溶液出口與高溫溶液熱交換器10的殼側(cè)進口相連，高溫溶液熱交換器10的殼側(cè)出口與低壓發(fā)生器2的溶液進口相連，低壓發(fā)生器2的溶液出口與低溫溶液熱交換器9的殼側(cè)進口相連，低溫溶液熱交換器9的殼側(cè)出口與吸收器7的溶液進口相連；所述的有機物朗肯循環(huán)回路19包括第二蒸發(fā)器11、透平機12、第二冷凝器13、循環(huán)泵14，煙氣管15依次與高壓發(fā)生器1、第二蒸發(fā)器11相連，第二蒸發(fā)器11的出口與透平機12的進口相連，透平機12的出口與第二冷凝器13的進口相連，第二冷凝器13的出口與循環(huán)泵14的進口相連，循環(huán)泵14的出口與第二蒸發(fā)器11的進口相連；溴化鋰吸收式雙效制冷循環(huán)回路18通過煙氣管15與有機物朗肯循環(huán)回路19相連，缸套冷卻水管17與低壓發(fā)生器2相連。
所述的溴化鋰吸收式雙效制冷循環(huán)回路18，其工質(zhì)為LiBr水溶液。
所述的有機物朗肯循環(huán)回路19，其工質(zhì)為R245a。
所述的第二冷凝器13為空氣冷卻式冷凝器。
權(quán)利要求
1.一種吸收式循環(huán)與有機物朗肯循環(huán)的聯(lián)合循環(huán)裝置，包括煙氣管(15)、缸套冷卻水管(17)和溴化鋰吸收式雙效制冷循環(huán)回路(18)，其特征在于，還包括有機物朗肯循環(huán)回路(19)，所述的溴化鋰吸收式雙效制冷循環(huán)回路(18)包括高壓發(fā)生器(1)、低壓發(fā)生器(2)、第一冷凝器(3)、節(jié)流閥(4)、第一蒸發(fā)器(5)、冷劑泵(6)、吸收器(7)、溶液泵(8)、低溫溶液熱交換器(9)、高溫溶液熱交換器(10)、三通閥(16)，高壓發(fā)生器(1)的蒸汽出口與低壓發(fā)生器(2)的管側(cè)進口相連，低壓發(fā)生器(2)的管側(cè)出口與第一冷凝器(3)相連，低壓發(fā)生器(2)的蒸汽出口與第一冷凝器(3)直接相連，第一冷凝器(3)出口經(jīng)節(jié)流閥(4)與第一蒸發(fā)器(5)相連，第一蒸發(fā)器(5)的蒸汽出口與吸收器(7)的蒸汽進口相連，吸收器(7)的溶液出口與溶液泵(8)相連，溶液泵(8)的溶液出口管道與低溫溶液熱交換器(9)的管側(cè)進口相連，低溫溶液熱交換器(9)的管側(cè)出口與三通閥(16)相連，三通閥(16)的一個出口與高溫溶液熱交換器(10)的管側(cè)進口相連，三通閥(16)的另一個出口與低壓發(fā)生器(2)相連，高壓發(fā)生器(1)的溶液出口與高溫溶液熱交換器(10)的殼側(cè)進口相連，高溫溶液熱交換器(10)的殼側(cè)出口與低壓發(fā)生器(2)的溶液進口相連，低壓發(fā)生器(2)的溶液出口與低溫溶液熱交換器(9)的殼側(cè)進口相連，低溫溶液熱交換器(9)的殼側(cè)出口與吸收器(7)的溶液進口相連；所述的有機物朗肯循環(huán)回路(19)包括第二蒸發(fā)器(11)、透平機(12)、第二冷凝器(13)、循環(huán)泵(14)，煙氣管(15)依次與高壓發(fā)生器(1)、第二蒸發(fā)器(11)相連，第二蒸發(fā)器(11)的出口與透平機(12)的進口相連，透平機(12)的出口與第二冷凝器(13)的進口相連，第二冷凝器(13)的出口與循環(huán)泵(14)的進口相連，循環(huán)泵(14)的出口與第二蒸發(fā)器(11)的進口相連；溴化鋰吸收式雙效制冷循環(huán)回路(18)通過煙氣管(15)與有機物朗肯循環(huán)回路(19)相連，缸套冷卻水管(17)與低壓發(fā)生器(2)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收式循環(huán)與有機物朗肯循環(huán)的聯(lián)合循環(huán)裝置，其特征是，所述的溴化鋰吸收式雙效制冷循環(huán)回路(18)，其工質(zhì)為LiBr水溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收式循環(huán)與有機物朗肯循環(huán)的聯(lián)合循環(huán)裝置，其特征是，所述的有機物朗肯循環(huán)回路(19)，其工質(zhì)為R245a。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸收式循環(huán)與有機物朗肯循環(huán)的聯(lián)合循環(huán)裝置，其特征是，所述的第二冷凝器(13)為空氣冷卻式冷凝器。
全文摘要
一種吸收式循環(huán)與有機物朗肯循環(huán)的聯(lián)合循環(huán)裝置，屬于能源機械工程技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括煙氣管、缸套冷卻水管、溴化鋰吸收式雙效制冷循環(huán)回路和有機物朗肯循環(huán)回路，所述的有機物朗肯循環(huán)回路包括第二蒸發(fā)器、透平機、第二冷凝器、循環(huán)泵，煙氣管依次與高壓發(fā)生器、第二蒸發(fā)器相連，第二蒸發(fā)器的出口與透平機的進口相連，透平機的出口與第二冷凝器的進口相連，第二冷凝器的出口與循環(huán)泵的進口相連，循環(huán)泵的出口與第二蒸發(fā)器的進口相連；溴化鋰吸收式雙效制冷循環(huán)回路通過煙氣管與有機物朗肯循環(huán)回路相連，缸套冷卻水管與低壓發(fā)生器相連。本發(fā)明在溴化鋰吸收式制冷循環(huán)后面加了一個有機物朗肯循環(huán)回路，該循環(huán)能夠利用此低品位的熱源發(fā)電，盡可能回收利用燃氣發(fā)動機組排出的廢氣，從而極大地提高了能源的利用率。
文檔編號F03G7/06GK1737454SQ200510029499
公開日2006年2月22日 申請日期2005年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月8日
發(fā)明者文柏通, 顧建明, 陸震 申請人:上海交通大學(xué)