采用回?zé)嵫h(huán)技術(shù)的低溫水發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種采用回?zé)嵫h(huán)技術(shù)的低溫水發(fā)電系統(tǒng)，包括熱水源、蒸發(fā)器、預(yù)熱器、儲(chǔ)液罐、冷凝器、回?zé)釗Q熱器、膨脹機(jī)和冷卻塔；所述的發(fā)電系統(tǒng)由三組循環(huán)回路組成；循環(huán)回路一為供熱回路，循環(huán)回路二為發(fā)電及熱循環(huán)回路，循環(huán)回路三為冷卻回路。本實(shí)用新型在原有低溫發(fā)電機(jī)組運(yùn)行系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了一級(jí)回?zé)嵯到y(tǒng)，采用管殼式換熱器形式，將膨脹機(jī)排汽乏汽的顯熱進(jìn)行有效回收，提高工質(zhì)的初溫度及提高機(jī)組的發(fā)電效率。采用回?zé)峒夹g(shù)，可降低冷卻系統(tǒng)的冷卻負(fù)荷，減少冷卻水循環(huán)量及冷卻塔容量，使冷卻效果得到進(jìn)一步的保障。在熱源不變的情況下，可增加發(fā)電功率2～3％。
【專利說(shuō)明】采用回?zé)嵫h(huán)技術(shù)的低溫水發(fā)電系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于低溫余熱利用發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種增加回?zé)釗Q熱器、采用回?zé)嵫h(huán)技術(shù)的低溫水發(fā)電系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]在低溫余熱發(fā)電領(lǐng)域，當(dāng)采用有機(jī)工質(zhì)進(jìn)行螺桿膨脹機(jī)作功帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)，常規(guī)發(fā)電要求熱源溫度在350°C以上，由于利用的是低品位熱能，發(fā)電效率較低?10%)，而且需要大容量的冷卻塔，增加了冷卻系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。在熱源穩(wěn)定的情況下，制約發(fā)電效率的因素主要有三個(gè):
[0003]1.余熱與工質(zhì)之間換熱效率；2.凝結(jié)熱損失；3.機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是，采用回?zé)嵫h(huán)技術(shù)的低溫水發(fā)電系統(tǒng)，替代原有的低溫余熱發(fā)電技術(shù)，以提高熱源的利用率和發(fā)電系統(tǒng)的效率。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0006]一種采用回?zé)嵫h(huán)技術(shù)的低溫水發(fā)電系統(tǒng)，包括熱水源、蒸發(fā)器、預(yù)熱器、儲(chǔ)液罐、冷凝器、回?zé)釗Q熱器、膨脹機(jī)和冷卻塔；所述的發(fā)電系統(tǒng)由三組循環(huán)回路組成；循環(huán)回路一是供熱回路，循環(huán)回路二是發(fā)電及熱循環(huán)回路，循環(huán)回路二是冷卻回路；
[0007]循環(huán)回路一為:熱水源的出口連接到蒸發(fā)器和預(yù)熱器中的管路一，管路一的出口再連接到熱水源的回路入口形成循環(huán)回路；
[0008]循環(huán)回路二為:蒸發(fā)器和預(yù)熱器中的管路二的出口連接膨脹機(jī)的入口，膨脹機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電；膨脹機(jī)的出口連接回?zé)釗Q熱器的管路一，回?zé)釗Q熱器的管路一的出口連接冷凝器的管路一，冷凝器的管路一的出口連接儲(chǔ)液罐，儲(chǔ)液罐的出口與回?zé)釗Q熱器的管路二連接，回?zé)釗Q熱器的管路二的出口再連接到蒸發(fā)器和預(yù)熱器中的管路二的入口形成循環(huán)回路；
[0009]循環(huán)回路三為:冷凝器的管路二的出口連接到冷卻塔的入口，冷卻塔的出口連接到冷凝器的管路二的入口形成循環(huán)回路。
[0010]在蒸發(fā)器的管路二的出口與回?zé)釗Q熱器的管路一的入口之間，加設(shè)了一個(gè)旁通電磁閥。
[0011]熱水源的出口通過(guò)熱水循環(huán)泵和逆止閥連接到蒸發(fā)器和預(yù)熱器中的管路一，管路一的出口再通過(guò)閥門(mén)連接到熱水源的回路入口。
[0012]蒸發(fā)器和預(yù)熱器中的管路二的出口通過(guò)主汽閥連接膨脹機(jī)的入口，膨脹機(jī)的出口通過(guò)閥門(mén)連接回?zé)釗Q熱器的管路一。
[0013]儲(chǔ)液罐的出口通過(guò)工質(zhì)泵和逆止閥與回?zé)釗Q熱器的管路二連接。
[0014]冷凝器的管路二的出口通過(guò)閥門(mén)連接到冷卻塔的入口 ；冷卻塔的出口通過(guò)閥門(mén)、冷卻水泵與逆止閥連接到冷凝器的管路二的入口。
[0015]回?zé)釗Q熱器采用管殼式。
[0016]膨脹機(jī)為雙螺桿膨脹機(jī)。
[0017]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0018]在原有低溫發(fā)電機(jī)組運(yùn)行系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加了一級(jí)回?zé)嵯到y(tǒng)，采用管殼式換熱器形式，將膨脹機(jī)排汽乏汽的顯熱進(jìn)行有效回收，提高工質(zhì)的初溫度及提高機(jī)組的發(fā)電效率。
[0019]米用回?zé)峒夹g(shù),可降低冷卻系統(tǒng)的冷卻負(fù)荷,減少冷卻水循環(huán)量及冷卻塔容量，使冷卻效果得到進(jìn)一步的保障。
[0020]膨脹機(jī)出口乏汽溫度約45°C，通過(guò)加裝回?zé)釗Q熱器后，可回收部分顯熱，可以減少凝汽器的有效換熱面積20%，減少冷卻水循環(huán)泵的功率10%和冷卻塔的散熱負(fù)荷，同時(shí)減輕后續(xù)循環(huán)水系統(tǒng)的冷卻負(fù)荷。
[0021]采用回?zé)峒夹g(shù)，可以使得液體工質(zhì)在原有基礎(chǔ)上，吸熱量增加，進(jìn)入預(yù)熱器溫度提高，進(jìn)一步使得進(jìn)入蒸發(fā)器溫度提高，而由于蒸發(fā)的溫度一定，那么在原有低溫余熱的情況下，可以增加工質(zhì)的循環(huán)量約5%，來(lái)消納多出的這部分顯熱熱量，在熱源不變的情況下，可增加發(fā)電功率2?3%。例如，在工廠測(cè)試線上的某機(jī)組，設(shè)置回?zé)釗Q熱器后凈發(fā)電功率由356.3kW 增加到 365.1kff0

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本實(shí)用新型發(fā)明的流程示意圖。
[0023]其中:熱水源1、熱水循環(huán)泵2、蒸發(fā)器3、預(yù)熱器4、工質(zhì)泵5、儲(chǔ)液罐6、冷卻水泵7、冷凝器8、回?zé)釗Q熱器9、主汽閥10、旁通電磁閥11、膨脹機(jī)12、勵(lì)磁電機(jī)13、冷卻塔14。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合圖1對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025]一種采用回?zé)嵫h(huán)技術(shù)的低溫水發(fā)電系統(tǒng)，包括熱水源1、蒸發(fā)器3、預(yù)熱器4、儲(chǔ)液罐6、冷凝器8、回?zé)釗Q熱器9、膨脹機(jī)12和冷卻塔14。所述的發(fā)電系統(tǒng)由三組循環(huán)回路組成。循環(huán)回路一是供熱回路，循環(huán)回路二是發(fā)電及熱循環(huán)回路，循環(huán)回路二是冷卻回路。其中，循環(huán)回路一為:熱水源I的出口通過(guò)熱水循環(huán)泵2和逆止閥連接到蒸發(fā)器3和預(yù)熱器4中的管路一，管路一的出口再通過(guò)閥門(mén)連接到熱水源I的回路入口形成循環(huán)回路。循環(huán)回路二為:蒸發(fā)器3和預(yù)熱器4中的管路二的出口通過(guò)主汽閥10連接膨脹機(jī)12的入口，膨脹機(jī)12帶動(dòng)發(fā)電機(jī)13運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電，膨脹機(jī)12的出口通過(guò)閥門(mén)連接回?zé)釗Q熱器9的管路一，回?zé)釗Q熱器9的管路一的出口連接冷凝器8的管路一，冷凝器8的管路一的出口連接儲(chǔ)液罐6，儲(chǔ)液罐6的出口通過(guò)工質(zhì)泵5和逆止閥與回?zé)釗Q熱器9的管路二連接，回?zé)釗Q熱器9的管路二的出口再連接到蒸發(fā)器3和預(yù)熱器4中的管路二的入口形成循環(huán)回路。在蒸發(fā)器3的管路二的出口與回?zé)釗Q熱器9的管路一的入口之間，加設(shè)了一個(gè)旁通電磁閥11，使循環(huán)回路二在需要是旁路循環(huán)。循環(huán)回路三為:冷凝器8的管路二的出口通過(guò)閥門(mén)連接到冷卻塔14的入口，冷卻塔14的出口通過(guò)閥門(mén)、冷卻水泵7與逆止閥連接到冷凝器8的管路二的入口形成循環(huán)回路。
[0026]本實(shí)用新型的工作原理是:
[0027]熱水源I輸出的高溫余熱熱水通過(guò)熱水循環(huán)泵2，依次進(jìn)入蒸發(fā)器3和預(yù)熱器4，與發(fā)電介質(zhì)進(jìn)行換熱，蒸發(fā)器3產(chǎn)生的高壓氣態(tài)有機(jī)質(zhì)進(jìn)入低溫發(fā)電機(jī)組的雙螺桿膨脹機(jī)12的進(jìn)口，推動(dòng)膨脹機(jī)12高速旋轉(zhuǎn)，膨脹作功并推動(dòng)發(fā)電機(jī)13運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電。做功之后排出的低壓氣液兩相有機(jī)工質(zhì)先進(jìn)入回?zé)釗Q熱器9給帶壓液態(tài)工質(zhì)加熱，再進(jìn)入冷凝器8，在冷卻水泵7的作用下，低溫冷卻水進(jìn)入冷凝器8中將有機(jī)工質(zhì)冷卻為低溫液態(tài)，之后經(jīng)過(guò)工質(zhì)泵5加壓，回?zé)釗Q熱器9吸熱，將液態(tài)發(fā)電介質(zhì)送入到預(yù)熱器4和蒸發(fā)器3中，繼續(xù)吸取余熱的熱量，蒸發(fā)器3蒸發(fā)循環(huán)使用?；?zé)釗Q熱器9采用管殼式，液體工質(zhì)走管側(cè)，乏汽工質(zhì)走殼側(cè)，45 V乏汽進(jìn)入管殼式回?zé)釗Q熱器9，加熱液體有機(jī)工質(zhì)后，凝結(jié)為液體后，再進(jìn)入與低溫?zé)崴畵Q熱的預(yù)熱器4。由于充分回收膨脹機(jī)12的乏汽熱量，進(jìn)入預(yù)熱器4前的工質(zhì)溫度可以提高6°C以上。冷凝器8排出的較高溫冷卻水經(jīng)冷卻水泵7送至冷卻水塔14冷卻后循環(huán)使用。
[0028]本實(shí)用新型拓寬了可以回收發(fā)電的余熱資源范圍，為建材、冶金、化工等行業(yè)的低溫余熱資源回收提供了技術(shù)手段和設(shè)備。同時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)還可以推廣到可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中，(如地?zé)?、太?yáng)能和生物質(zhì)能)為可再生能源發(fā)電提供關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備。在火力發(fā)電領(lǐng)域，大型發(fā)電機(jī)組均采用回?zé)峒夹g(shù)，用于提高機(jī)組的效率，這一技術(shù)也同樣可以應(yīng)用于低溫膨脹螺桿發(fā)電領(lǐng)域中。
【權(quán)利要求】
1.一種采用回?zé)嵫h(huán)技術(shù)的低溫水發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:包括熱水源(I)、蒸發(fā)器(3)、預(yù)熱器(4)、儲(chǔ)液罐(6)、冷凝器(8)、回?zé)釗Q熱器(9)、膨脹機(jī)(12)和冷卻塔(14);所述的發(fā)電系統(tǒng)由三組循環(huán)回路組成；循環(huán)回路一是供熱回路，循環(huán)回路二是發(fā)電及熱循環(huán)回路，循環(huán)回路二是冷卻回路； 循環(huán)回路一為:熱水源(I)的出口連接到蒸發(fā)器(3)和預(yù)熱器(4)中的管路一，管路一的出口再連接到熱水源(I)的回路入口形成循環(huán)回路； 循環(huán)回路二為:蒸發(fā)器(3)和預(yù)熱器(4)中的管路二的出口連接膨脹機(jī)(12)的入口，膨脹機(jī)(12)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)(13)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電；膨脹機(jī)(12)的出口連接回?zé)釗Q熱器(9)的管路一，回?zé)釗Q熱器(9)的管路一的出口連接冷凝器(8)的管路一，冷凝器(8)的管路一的出口連接儲(chǔ)液罐(6)，儲(chǔ)液罐(6)的出口與回?zé)釗Q熱器(9)的管路二連接，回?zé)釗Q熱器(9)的管路二的出口再連接到蒸發(fā)器(3)和預(yù)熱器(4)中的管路二的入口形成循環(huán)回路； 循環(huán)回路三為:冷凝器⑶的管路二的出口連接到冷卻塔(14)的入口，冷卻塔(14)的出口連接到冷凝器(8)的管路二的入口形成循環(huán)回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫水發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:在蒸發(fā)器(3)的管路二的出口與回?zé)釗Q熱器(9)的管路一的入口之間，加設(shè)了一個(gè)旁通電磁閥(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫水發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:熱水源(I)的出口通過(guò)熱水循環(huán)泵(2)和逆止閥連接到蒸發(fā)器(3)和預(yù)熱器(4)中的管路一，管路一的出口再通過(guò)閥門(mén)連接到熱水源(I)的回路入口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫水發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:蒸發(fā)器(3)和預(yù)熱器(4)中的管路二的出口通過(guò)主汽閥(10)連接膨脹機(jī)(12)的入口，膨脹機(jī)(12)的出口通過(guò)閥門(mén)連接回?zé)釗Q熱器(9)的管路一。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫水發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:儲(chǔ)液罐(6)的出口通過(guò)工質(zhì)泵(5)和逆止閥與回?zé)釗Q熱器(9)的管路二連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫水發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:冷凝器(8)的管路二的出口通過(guò)閥門(mén)連接到冷卻塔(14)的入口 ；冷卻塔(14)的出口通過(guò)閥門(mén)、冷卻水泵7與逆止閥連接到冷凝器(8)的管路二的入口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、4或5所述的低溫水發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:回?zé)釗Q熱器(9)采用A-Λ; —D-官冗式。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的低溫水發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:膨脹機(jī)(12)為雙螺桿膨脹機(jī)。
【文檔編號(hào)】F01K25/08GK204098972SQ201420459800
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月15日
【發(fā)明者】張于峰, 夏東培, 薄云航, 羅凱, 賈希存 申請(qǐng)人:國(guó)核柏斯頓新能源科技(北京)有限公司