專利名稱：一種燃蒸聯(lián)合循環(huán)電熱冷聯(lián)供設(shè)備的制作方法
一種燃蒸聯(lián)合循環(huán)電熱冷聯(lián)供設(shè)備，它屬于機械動力設(shè)備，可用做石油及天然氣開發(fā)、輸送、處理以及辦公和生活所需的動力裝置，特別適合于遠離電網(wǎng)的邊遠油氣田開發(fā)區(qū)使用。
在天然氣及石油的開發(fā)、輸送以及處理過程中，都需要大量的多種形式的動力能源。如在石油、天然氣的開采和傳輸中需要對石油、天然氣進行加壓的機械動力;需要對石油進行加熱以防止結(jié)蠟和增加流動性的熱源;提供各種液化天燃氣的制冷氣源和在辦公和生活建筑物空調(diào)制冷使用的制冷氣源。而現(xiàn)在采用的方法多是二次能量轉(zhuǎn)換的形式，即使用電力來驅(qū)動各種電動機械。如驅(qū)動電動輸送泵來給石油及天然氣增壓，而使用普通鍋爐來提供熱源。使用各種電動制冷來液化天然氣和建筑物空調(diào)所需制冷源。由于石油天然氣開發(fā)、處理所需能量很大，而多數(shù)的油氣田開發(fā)地、輸送站等都遠離大電網(wǎng)覆蓋地區(qū)，這使得這些地區(qū)的電力相當(dāng)緊張，一般只能使用各自備電站自己提供電力。為適應(yīng)油氣田開發(fā)的流動性，減少投資，多使用輕便、易安裝的燃氣輪機電站做動力源，輸出電力為所有設(shè)備提供能量。由于在石油及天然氣處理中需要多種形式的能量，這就要經(jīng)過多種形式的能量轉(zhuǎn)換。如用于石油、天然氣輸送中進行增壓的機械能就必然經(jīng)過機械能-電能-機械能的兩項轉(zhuǎn)換。而制所需的制冷氣源則需要經(jīng)過渦輪機械能-電能-壓縮機機械能-空氣內(nèi)能這樣三項變換，能量利用率大大降低。
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種燃蒸聯(lián)合循環(huán)電熱冷聯(lián)供設(shè)備，使用燃氣機做功力源，可以同時提供電能，熱能和制冷能量。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)如附

圖1所示，它有由燃氣機機匣1、壓氣機2、燃燒室3和壓氣機渦輪4組成的核心發(fā)動機，由動力渦輪機匣5、動力渦輪6和發(fā)電機7組成的供電機構(gòu)，由汽輪機8、發(fā)電機9、余熱鍋爐10，蒸汽熱交換器11和供熱循環(huán)泵12組成的供電供熱組件，其特征在于有由高壓發(fā)生器13、低壓發(fā)生器14、吸收室15、高溫?zé)峤粨Q器16、低溫?zé)峤粨Q器17、冷凝室18、吸收室循環(huán)泵19、再生循環(huán)泵20、蒸發(fā)室21、蒸發(fā)室循環(huán)泵22、冷卻水蛇形管24和25、冷凍傳熱工質(zhì)盤管26組成的吸收式制冷機組27，在余熱鍋爐10中有制冷工質(zhì)再生熱交換器23，其輸入端與低溫?zé)峤粨Q器17的輸出端相連，輸出端與高壓發(fā)生器13相連，低溫?zé)峤粨Q器17的輸入端與再生循環(huán)泵20的輸出端相連，蒸汽熱交換器11的輸入端與供熱循環(huán)泵12的輸出端相連，其輸出端與汽輪機8的輸入端相連，高溫?zé)峤粨Q器16的輸入端與汽輪機8的輸出端相連，而高溫?zé)峤粨Q器16的輸出端為供熱工值輸出端。
附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
本發(fā)明的工作原理如下由燃氣機機匣1、壓氣機2、燃燒室3和壓氣機渦輪4組成的產(chǎn)生動力的核心發(fā)動機與現(xiàn)在的燃氣機一樣，由壓氣機2壓縮的空氣，在燃燒室3中燃燒產(chǎn)生高溫高壓燃氣。高溫高壓燃氣在壓氣機渦輪4處膨脹做功，推動壓氣機渦輪4轉(zhuǎn)動。而壓氣機渦輪4反過來又帶動壓氣機2轉(zhuǎn)動以壓縮空氣，維持正常運轉(zhuǎn)。通過壓氣機渦輪4后的燃氣還含有大量的內(nèi)能。流到動力渦輪6處后繼續(xù)膨脹做功，能量由動力渦輪6吸收轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能后由動力渦輪6輸出帶動發(fā)電機7轉(zhuǎn)動。發(fā)電機7把機械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芎笠噪娔艿男问捷敵觥Ｍㄟ^動力渦輪6后的燃氣，還含有一定的低熱能量，使用余熱鍋爐10回收。在余熱鍋爐10中，燃氣首先經(jīng)過蒸汽熱交換器11，加熱其中的供熱工質(zhì)，使之變成飽和蒸汽。飽和蒸汽在汽輪機8中做功，推動汽輪機8中的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，從而帶動發(fā)動機9轉(zhuǎn)動發(fā)電。經(jīng)過汽輪機8的供熱工質(zhì)冷凝后進入高溫?zé)峤粨Q器16。在高溫?zé)峤粨Q器16中，供熱工質(zhì)被由吸收式制冷機組27中的高壓發(fā)生器13中產(chǎn)生的冷劑溶劑蒸汽加熱，供熱工質(zhì)被提高溫度后輸出，以熱能的形式輸出能量。供熱循環(huán)泵12用來進行供熱工質(zhì)的循環(huán)。經(jīng)過蒸汽熱交換器11的燃氣還有一定的熱量，進入再生熱交換器23，對其中的制冷工質(zhì)加熱再生，使其溫度達到高壓沸點，以濃縮二元制冷工質(zhì)。
在本發(fā)明中由高壓發(fā)生器13，低壓發(fā)生器14，吸收室15，高溫?zé)峤粨Q器16，低溫?zé)峤粨Q器17，冷凝室18，吸收室循環(huán)泵19，再生循環(huán)泵20，蒸發(fā)室21，蒸發(fā)室循環(huán)泵22組成的吸收式制冷機組27。組成的吸收式制冷機組27是一種使用雙元制冷工質(zhì)使用熱抽運的非壓縮式制冷機，它的工作原理如下
吸收室15出口的低濃度制冷工質(zhì)由再生循環(huán)泵20輸送進入低溫?zé)峤粨Q器17。在低溫?zé)峤粨Q器17中，低濃度制冷工質(zhì)吸收由低壓發(fā)生器17輸出的高濃度制冷工質(zhì)的熱量，然后進入余熱鍋爐10中的制冷工質(zhì)再生熱交換器23。在再生熱交換器23中的制冷工質(zhì)被加熱到高溫沸騰溫度。具有高溫沸騰溫度的制冷工質(zhì)進入高壓發(fā)生器13。在高壓發(fā)生器13中，制冷工質(zhì)沸騰產(chǎn)生冷劑溶劑蒸汽，并使制冷工質(zhì)的濃度升高。由高壓發(fā)生器13底部出來的制冷工質(zhì)經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器16降溫后進入低壓發(fā)生器17，被管內(nèi)來自高壓發(fā)生器13上部的冷劑溶劑蒸汽加熱，再次沸騰產(chǎn)生冷劑溶劑蒸汽，制冷工質(zhì)的濃度進一步提高。
高壓發(fā)生器13中產(chǎn)生的冷劑溶劑蒸汽由高壓發(fā)生器13上部的管道輸送，在低壓發(fā)生器17中與低壓發(fā)生器17中的制冷工質(zhì)進行熱交換后放出潛熱，凝結(jié)成冷劑溶劑，經(jīng)節(jié)流后進入冷凝室18。低壓發(fā)生器17中蒸發(fā)的冷劑溶劑蒸汽也進入冷凝室18。在冷凝室18中的冷劑溶劑蒸汽被冷卻水蛇形管24內(nèi)冷卻水冷卻而成為冷劑溶劑。冷劑溶劑經(jīng)節(jié)流裝置后進入蒸發(fā)室21的溶劑盤中，并由蒸發(fā)室循環(huán)泵22輸送，噴淋在蒸發(fā)室21中的冷凍傳熱工質(zhì)盤管26外表面，吸收冷凍傳熱工質(zhì)盤管26內(nèi)冷凍傳熱工質(zhì)的熱量而汽化成為冷劑溶劑蒸汽。冷凍傳熱工質(zhì)溫度降低，輸出制冷能量，達到制冷的目的。
另一方面，由低壓發(fā)生器14出來的高濃度制冷工質(zhì)經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器17降低溫度后進入吸收室15，與吸收室15原有的低濃度制冷工質(zhì)混合后由吸收室循環(huán)泵19輸送并噴淋在吸收室15中的冷卻水蛇形管25上，循環(huán)制冷工質(zhì)吸收在蒸發(fā)室21中產(chǎn)生的冷劑溶劑蒸汽，使蒸發(fā)室21保持所需的低壓，冷劑溶劑得以不斷汽化吸熱。噴淋的制冷工質(zhì)吸收冷劑溶劑蒸汽后濃度降低，重新成為低濃度制冷工質(zhì)，又由發(fā)生器循環(huán)泵20輸送，經(jīng)過低溫?zé)峤粨Q器17后，送往在余熱鍋爐10中的制冷工質(zhì)再生熱交換器23。吸收過程產(chǎn)生的熱量則由吸收室15內(nèi)冷卻水蛇形管25中的冷卻水帶走。
本發(fā)明使用燃氣機做動力源，通過所排燃氣由動力渦輪吸收后帶動發(fā)電機得到部分電能輸出，含有余熱的燃氣在余熱鍋爐中通過加熱供熱工質(zhì)產(chǎn)生蒸汽推動汽輪機轉(zhuǎn)動，從而帶動發(fā)電機發(fā)電，輸出另一部分電能。并使用余熱燃氣在余熱鍋爐中加熱再生雙元制冷工質(zhì)的方式抽運熱量以產(chǎn)生制冷冷端，得到制冷輸出。用制冷熱端加熱供熱工質(zhì)得到供熱輸出，實現(xiàn)電、熱、冷的聯(lián)合輸出，充分利用燃氣機的輸出能量，以滿足能量的綜合需要。
本發(fā)明的核心發(fā)動機和動力渦輪聯(lián)合體可以使用國產(chǎn)YD-3(SK)，也可以使用相似的機組，余熱鍋爐10可以直接采用在YD-3(SK)排氣道中加盤管式熱交換器的方法實現(xiàn)。汽輪機8可以使用發(fā)電站使用的普通低壓汽輪機。發(fā)電機7和9可以使用普通的同步交流發(fā)電機組，也可以使用如專利申請?zhí)枮镃N 91101413.6的全速稀土同步電機，使用變頻技術(shù)，可以不控制動力渦輪6和汽輪機8的轉(zhuǎn)速。這樣的裝置將有大約3.5MW的電能輸出，4.5MW的制冷能量輸出和2MW的供熱能量輸出。
本發(fā)明中用普通建筑物空調(diào)時，吸收式制冷的雙元制冷工質(zhì)可以使用溴化鋰和水，它對制冷裝置制造(如密封)要求較低，用于天然氣液化時，也可以使用水和氨氣，可以得到較低的制冷溫度。供熱工質(zhì)可以使用水吸熱式制冷機組24可以參照普通吸收式制冷機設(shè)計，本發(fā)明除可以減小高壓發(fā)生器14的尺寸外，與普通吸收式制冷機的要求相同。
權(quán)利要求
1.一種燃蒸聯(lián)合循環(huán)電熱冷聯(lián)供設(shè)備，它有由燃氣機機匣(1)、壓氣機(2)、燃燒室(3)和壓氣機渦輪(4)組成的核心發(fā)動機，由動力渦輪機匣(5)、動力渦輪(6)和發(fā)電機(7)組成的燃氣供電機構(gòu)，由汽輪機(8)、發(fā)電機(9)、余熱鍋爐(10)，蒸汽熱交換器(11)和供熱循環(huán)泵(12)組成的供電供熱組件，其特征在于有由高壓發(fā)生器(13)、低壓發(fā)生器(14)、吸收室(15)、高溫?zé)峤粨Q器(16)、低溫溫交換器(17)、冷凝室(18)、吸收室循環(huán)泵(19)、再生循環(huán)泵(20)、蒸發(fā)室(21)、蒸發(fā)室循環(huán)泵(22)、冷卻水蛇形管(24)和(25)、冷凍傳熱工質(zhì)盤管(26)組成的吸收式制冷機組(27)，在余熱鍋爐(10)中有制冷工質(zhì)再生熱交換器(23)，其輸入端與低溫?zé)峤粨Q器(17)的輸出端相連，輸出端與高壓發(fā)生器(13)相連，低溫?zé)峤粨Q器(17)的輸入端與再生循環(huán)泵(20)的輸出端相連，蒸汽熱交換器(11)的輸入端與供熱循環(huán)泵(12)的輸出端相連，其輸出端與汽輪機(8)的輸入端相連，高溫?zé)峤粨Q器(16)的輸入端與汽輪機(8)的輸出端相連，而高溫?zé)峤粨Q器(16)的輸出端為供熱工值輸出端。
全文摘要
一種燃蒸聯(lián)合循環(huán)電熱冷聯(lián)供設(shè)備。它有核心發(fā)動機、燃氣供電機構(gòu)、蒸汽供電及供熱組件。其特征在于有由高、低壓發(fā)生器，高、低溫?zé)峤粨Q器，冷凝室，吸收室及循環(huán)泵、再生循環(huán)泵、蒸發(fā)室及循環(huán)泵、冷卻水蛇形管、冷凍傳熱工質(zhì)盤管組成的吸收式制冷機組，在余熱鍋爐中有制冷工質(zhì)再生熱交換器。用燃氣機做動力源，通過發(fā)電機輸出電能。用余熱燃氣再生制冷工質(zhì)以得到制冷輸出。用供熱工質(zhì)輸出熱量，充分利用燃氣機的輸出能量。
文檔編號F02C6/18GK1099843SQ9311672
公開日1995年3月8日 申請日期1993年8月30日 優(yōu)先權(quán)日1993年8月30日
發(fā)明者石行 申請人:北京市西城區(qū)新開通用試驗廠