專利名稱：利用低溫?zé)嵩椿颦h(huán)境熱源發(fā)電的發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電系統(tǒng)，特別涉及一種利用低溫?zé)嵩椿蜉^高環(huán)境熱源發(fā)電的發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的蒸汽動(dòng)力發(fā)電效率普遍不高，一般都在40％以下，目前也出現(xiàn)了一些利用低溫?zé)嵩椿颦h(huán)境熱源進(jìn)行發(fā)電的裝置，其主要是利用低沸點(diǎn)的工質(zhì)氣化后推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，由于技術(shù)上不完全成熟，效率更加低下，致使50％以上的熱量都未能得到充分利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于提供一種可充分利用低溫?zé)嵩椿颦h(huán)境熱源熱量、發(fā)電效率高的發(fā)電系統(tǒng)。
為達(dá)到上述發(fā)明目的所采取的技術(shù)方案如下一種利用低溫?zé)嵩椿颦h(huán)境熱源發(fā)電的發(fā)電系統(tǒng)，其包含有做功單元和熱泵循環(huán)單元，做功單元是主要由順序首尾聯(lián)接的汽化器1、汽輪機(jī)3、冷凝器5和預(yù)熱器7組成的回路，回路中的做功工質(zhì)為低沸點(diǎn)工質(zhì)；熱泵循環(huán)單元包含有吸熱器9和壓縮機(jī)10，其中吸熱器9的入口連通做功單元的冷凝器5、壓縮機(jī)10的出口連通做功單元的預(yù)熱器7，預(yù)熱器7通過節(jié)流閥8連通冷凝器5。
上述由汽化器至汽輪機(jī)的管路上還可設(shè)置溫度調(diào)節(jié)器14，溫度調(diào)節(jié)器配有高溫?zé)嵩础５蜏責(zé)嵩椿颦h(huán)境熱源的溫度波動(dòng)性較大，可能會(huì)影響系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，這是可啟動(dòng)燃?xì)狻⑷加突蛉济杭訜岬母邷責(zé)嵩磳芈分泄べ|(zhì)進(jìn)行增溫，以消除低溫?zé)嵩椿颦h(huán)境溫度變化帶來的不利影響。
上述汽輪機(jī)3還可配有水冷凝旁路2。上述水冷凝旁路2可在熱泵循環(huán)單元出現(xiàn)故障或檢修時(shí)臨時(shí)對乏氣進(jìn)行冷凝，以保證系統(tǒng)的正常連續(xù)運(yùn)行，或作為簡單循環(huán)冷凝裝置使用。
本發(fā)明的有益效果在于其利用熱泵循環(huán)單元的工質(zhì)去冷凝由汽輪機(jī)3排出的乏氣，而后再利用熱泵循環(huán)單元吸收的乏氣熱量回用，去加熱預(yù)熱器中的做功工質(zhì)，這與以往蒸汽發(fā)電系統(tǒng)中冷凝熱直接排放外界相比可大大提高發(fā)電效率，能量利用率可達(dá)到85％左右，且所用的低溫?zé)嵩床恍枰娜济?、燃油等不可再生資源，在節(jié)省能源的同時(shí)還具有環(huán)保的效果，符合建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的需要。
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明


圖為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
本實(shí)施例以以130℃-230℃的低溫?zé)嵩礊闊嵩矗渥龉べ|(zhì)可選用全氟甲乙醚、氟甲丙醚、全氟丙二醇二甲醚、全氟丙酮、全氟丙烷等。熱泵循環(huán)單元熱泵工質(zhì)可為中高溫氟利昂、氟醚、甲醇等。
做功單元主要是由順序首尾聯(lián)接的汽化器1、汽輪機(jī)3、冷凝器5和預(yù)熱器7組成的回路，熱泵循環(huán)單元包含有吸熱器9和壓縮機(jī)10，其中吸熱器9的入口連通做功單元的冷凝器5、壓縮機(jī)10的出口連通做功單元的預(yù)熱器7，預(yù)熱器7通過節(jié)流閥8連通冷凝器5。
由低溫?zé)嵩?7來的熱量介質(zhì)，先對汽化器1中的全氟丙烷加熱汽化，并使之升溫至130℃-230℃之間，壓力增至8-15MP后，再通過溫度調(diào)節(jié)器14進(jìn)入汽輪機(jī)3膨脹做功，汽輪機(jī)3帶動(dòng)發(fā)電機(jī)4發(fā)電，全氟丙烷氣體做功后成為乏氣進(jìn)入冷凝器5，在40-60℃的溫度下液化，此冷凝器5同時(shí)作為熱泵循環(huán)的熱源進(jìn)行熱交換，熱泵工質(zhì)在此吸熱后變?yōu)榛煊猩倭恳后w的濕蒸汽，進(jìn)入吸熱器9進(jìn)一步吸取由汽化器1中而來低溫?zé)嵩吹挠酂?，變?yōu)樯杂羞^熱的飽和蒸汽，進(jìn)入熱泵壓縮機(jī)10增壓升溫。從冷凝器5中出來的低溫全氟丙烷液體，經(jīng)增壓泵6送至預(yù)熱器7初步升溫，再進(jìn)入汽化器1完成做功循環(huán)，增壓泵6可選用數(shù)控式增壓泵，其控制參數(shù)由主控室根據(jù)實(shí)際情況即時(shí)調(diào)整。從壓縮機(jī)10出來的熱泵工質(zhì)氣體將熱量在預(yù)熱器7傳遞給全氟丙烷，自身降溫液化變?yōu)檫^冷液體，再通過截流閥8進(jìn)入冷凝器5完成熱泵循環(huán)。系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)初期，壓縮機(jī)10可由電機(jī)6驅(qū)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，在系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，壓縮機(jī)10的動(dòng)力可通過聯(lián)軸器11由汽輪機(jī)提供。
若熱源溫度較低時(shí)，則可啟動(dòng)溫度調(diào)節(jié)器14對流經(jīng)的工質(zhì)進(jìn)行再加熱，以保證系統(tǒng)的正常工作。
對于80-130℃的熱源，做功工質(zhì)可選用五氟乙烷或E125，做功壓力6-10MP，冷凝溫度為25-65℃。
對于25-80℃來自地?zé)?，低溫條件太陽能集熱，江河湖海、沙漠的熱空氣、輕工和生活廢熱等比環(huán)境溫度稍高的熱源，可進(jìn)行匯集后以便大規(guī)模的利用，選用的做功工質(zhì)可為六氟化硫、全氟二甲醚、全氟乙烷，做功壓力6-9MP左右，由于此類工質(zhì)臨界溫度低、壓力較高，對工質(zhì)儲(chǔ)液應(yīng)控制在臨界溫度以下2-4℃，以確保運(yùn)行安全。
本發(fā)明可在開通冷凝旁路2時(shí)可實(shí)現(xiàn)簡單循環(huán)，在常溫下對乏氣進(jìn)行冷凝，滿足有些廠家粗放條件下的生產(chǎn)，但效率會(huì)降至在55％左右。
權(quán)利要求
1.一種利用低溫?zé)嵩椿颦h(huán)境熱源發(fā)電的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于其包含有做功單元和熱泵循環(huán)單元，做功單元是主要由順序首尾聯(lián)接的汽化器(1)、汽輪機(jī)(3)、冷凝器(5)和預(yù)熱器(7)組成的回路，回路中的做功工質(zhì)為低沸點(diǎn)工質(zhì)；熱泵循環(huán)單元包含有吸熱器(9)和壓縮機(jī)(10)，其中吸熱器(9)的入口連通做功單元的冷凝器(5)、壓縮機(jī)(10)的出口連通做功單元的預(yù)熱器(7)，預(yù)熱器(7)通過節(jié)流閥(8)連通冷凝器(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用低溫?zé)嵩椿颦h(huán)境熱源發(fā)電的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述由汽化器至汽輪機(jī)的管路上設(shè)置有溫度調(diào)節(jié)器(14)，溫度調(diào)節(jié)器配有高溫?zé)嵩础?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用低溫?zé)嵩椿颦h(huán)境熱源發(fā)電的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述汽輪機(jī)(3)還配有水冷凝旁路(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用低溫?zé)嵩椿颦h(huán)境熱源發(fā)電的發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述做功單元的低沸點(diǎn)工質(zhì)為下述材料中的一種全氟甲乙醚、氟甲丙醚、全氟丙二醇二甲醚、全氟丙酮、全氟丙烷、五氟乙烷、E125、六氟化硫、全氟二甲醚、全氟乙烷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用低溫?zé)嵩椿颦h(huán)境熱源發(fā)電的發(fā)電系統(tǒng)，其包含有做功單元和熱泵循環(huán)單元，做功單元是主要由順序首尾聯(lián)接的汽化器、汽輪機(jī)、冷凝器和預(yù)熱器組成的回路，回路中的做功工質(zhì)為低沸點(diǎn)工質(zhì)；熱泵循環(huán)單元包含有吸熱器(9)和壓縮機(jī)(10)，其中吸熱器(9)的入口連通做功單元的冷凝器(5)、壓縮機(jī)(10)的出口連通做功單元的預(yù)熱器(7)，預(yù)熱器(7)通過節(jié)流閥(8)連通冷凝器(5)。本發(fā)明的有益效果在于其利用熱泵循環(huán)單元的工質(zhì)去冷凝由汽輪機(jī)(3)排出的乏氣，而后再利用熱泵循環(huán)單元吸收的乏氣熱量回用，去加熱預(yù)熱器中的做功工質(zhì)，這與以往蒸汽發(fā)電系統(tǒng)中冷凝熱直接排放外界相比可大大提高發(fā)電效率，能量利用率可達(dá)到85％左右。
文檔編號(hào)F01K27/00GK101025096SQ20071001404
公開日2007年8月29日 申請日期2007年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月27日
發(fā)明者陳深佃, 韓國強(qiáng), 胡祥民, 李艷 申請人:陳深佃, 韓國強(qiáng)