一種制冷機輔助有機朗肯循環(huán)的系統(tǒng)及其方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及能量回收利用裝置領域，尤其涉及一種制冷機輔助有機朗肯循環(huán)的系統(tǒng)及其方法。
【背景技術】
[0002]有機朗肯循環(huán)(Organic Rankine Cycle，簡稱0RC)是以低沸點有機物為工質的朗肯循環(huán)，主要由換熱器、膨脹機、冷凝器、栗四大部分組成。工作原理為換熱介質在換熱器中從余熱流中吸收熱量，生成具有一定壓力和溫度的蒸汽，蒸汽進入膨脹機做功從而帶動發(fā)電機或其他動力機械，從膨脹機排出的蒸汽在冷凝器中冷凝，最后借助栗回到換熱器，如此不斷循環(huán)下去。降低排氣溫度是提高朗肯循環(huán)熱效率的一種有效手段，然而終壓和終溫的數(shù)值取決于冷凝器中的工質溫度，僅靠冷凝器難以大幅度降低。
[0003]在生產(chǎn)天然氣的地方，燃氣富余而電力缺乏，因此在燃燒天然氣進行發(fā)電的基礎上配合有機朗肯循環(huán)循環(huán)，進一步利用燃燒的熱能，提高發(fā)電量。然而若在需要臨時應急進一步提高發(fā)電量時，如果額外購置一臺內燃機發(fā)電則提高了成本。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種成本投資少、可臨時應急提升發(fā)電量的有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，利用天然氣田本來就配置了的用于進行天然氣液化的燃氣驅動的制冷機，將內燃機驅動的制冷機的管路接入有機朗肯循環(huán)中，從而實現(xiàn)短期提升發(fā)電量以滿足應急需求的目的。
[0005]本發(fā)明公開了一種制冷機輔助有機朗肯循環(huán)發(fā)電的系統(tǒng)，包括第一內燃機、換熱器、膨脹機、冷凝器、制冷機、第二內燃機、栗;第一內燃機對外做功發(fā)電后的排氣經(jīng)換熱器放出熱量后排出，換熱器加熱的工質經(jīng)膨脹機對外做功發(fā)電后，通過冷凝器、第二內燃機驅動的制冷機和栗回到換熱器。
[0006]根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選的實施例，所述制冷機輔助有機朗肯循環(huán)發(fā)電的系統(tǒng)的第二內燃機的排氣經(jīng)換熱器放出熱量后排出。
[0007]本發(fā)明還公開了一種制冷機輔助有機朗肯循環(huán)發(fā)電的方法，包括如下步驟:換熱器中的工質通過第一內燃機的排氣加熱后，生成具有一定壓力和溫度的蒸汽，蒸汽帶動膨脹機做功發(fā)電后經(jīng)冷凝器冷凝;將第二內燃機驅動的制冷機的管路接入有機朗肯循環(huán)中，通過制冷機進一步降低冷凝器的冷凝溫度和冷凝壓力，以提高朗肯循環(huán)熱效率，實現(xiàn)短期應急提升發(fā)電量的目的。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，本發(fā)明的制冷機輔助有機朗肯循環(huán)發(fā)電的方法，包括如下步驟:
[0009]I)換熱器中的工質通過第一內燃機的排氣加熱后，生成具有一定壓力和溫度的蒸汽，蒸汽帶動膨脹機做功發(fā)電后經(jīng)冷凝器冷凝；
[0010]2)將第二內燃機驅動的制冷機的管路接入有機朗肯循環(huán)中，通過制冷機進一步降低冷凝器的冷凝溫度和冷凝壓力，以提高朗肯循環(huán)熱效率。
[0011]3)將第二內燃機的排氣引入換熱器參與有機朗肯循環(huán)，以進一步利用排氣余熱，實現(xiàn)短期應急提升發(fā)電量的目的。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的有益效果是:本發(fā)明的有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)成本投資少、可臨時應急提升發(fā)電量，利用天然氣田本來就配置了的用于進行天然氣液化的燃氣驅動的制冷機，將內燃機驅動的制冷機的管路接入有機朗肯循環(huán)中，從而實現(xiàn)短期提升發(fā)電量以滿足應急需求的目的。在生產(chǎn)天然氣的地方，由于燃氣富余而電力缺乏，通過本發(fā)明提供的系統(tǒng)和方法，可以進一步利用燃氣燃燒的熱能，提高發(fā)電量，降低成本。
【附圖說明】
[0013]圖1為制冷機輔助有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的結構示意圖；
[0014]圖2為進一步利用帶動制冷機工作的內燃機排氣的制冷機輔助有機朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)的結構示意圖。
[0015]圖中1、第一內燃機，2、換熱器，3、膨脹機，4、冷凝器，5、制冷機，6、第二內燃機，7、
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【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步說明。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種制冷機輔助有機朗肯循環(huán)發(fā)電的系統(tǒng)，包括第一內燃機1、換熱器2、膨脹機3、冷凝器4、制冷機5、第二內燃機6、栗7 ；第一內燃機I對外做功發(fā)電后的排氣經(jīng)換熱器2放出熱量后排出，換熱器2加熱的工質經(jīng)膨脹機3對外做功發(fā)電后，通過冷凝器4、第二內燃機6驅動的制冷機5和栗7回到換熱器2。
[0018]圖1所示系統(tǒng)的制冷機輔助有機朗肯循環(huán)發(fā)電的方法:將第二內燃機6驅動的制冷機5的管路接入有機朗肯循環(huán)中，通過制冷機5進一步降低冷凝器4的冷凝溫度和冷凝壓力，以提高朗肯循環(huán)熱效率，實現(xiàn)短期應急提升發(fā)電量的目的。
[0019]如圖2所示，作為優(yōu)選的，第二內燃機6的排氣還可以經(jīng)換熱器2放出熱量后排出，以進一步利用排氣余熱，實現(xiàn)短期應急提升發(fā)電量的目的。
[0020]對應的制冷機輔助有機朗肯循環(huán)發(fā)電的方法:
[0021]I將第二內燃機6驅動的制冷機5的管路接入有機朗肯循環(huán)中，通過制冷機5進一步降低冷凝器4的冷凝溫度和冷凝壓力，以提高朗肯循環(huán)熱效率。
[0022]2將第二內燃機6的排氣引入換熱器參與有機朗肯循環(huán)，以進一步利用排氣余熱，實現(xiàn)短期應急提升發(fā)電量的目的。
【主權項】
1.一種制冷機輔助有機朗肯循環(huán)的系統(tǒng)，其特征在于包括第一內燃機(I)、換熱器(2)、膨脹機(3)、冷凝器(4)、制冷機(5)、第二內燃機(6)、栗(7);第一內燃機(I)的排氣管路與換熱器(2)相連，第一內燃機(I)對外做功發(fā)電后的排氣經(jīng)換熱器(2)放出熱量后排出，換熱器(2)加熱的工質經(jīng)膨脹機(3)對外做功發(fā)電后，通過冷凝器(4)、第二內燃機(6)驅動的制冷機(5)、栗(7)回到換熱器(2)。2.根據(jù)權利要求1所述的一種制冷機輔助有機朗肯循環(huán)的系統(tǒng)，其特征在于，所述的第二內燃機(6)的排氣經(jīng)換熱器(2)放出熱量后排出。3.—種如權利要求1所述系統(tǒng)的制冷機輔助有機朗肯循環(huán)方法，其特征在于包括如下步驟: 1)換熱器(2)中的工質通過第一內燃機(I)的排氣加熱后，生成具有一定壓力和溫度的蒸汽，蒸汽帶動膨脹機(3)做功發(fā)電后經(jīng)冷凝器(4)冷凝； 2)將第二內燃機(6)驅動的制冷機(5)的管路接入有機朗肯循環(huán)中，通過制冷機(5)進一步降低冷凝器(4)的冷凝溫度和冷凝壓力，以提高有機朗肯循環(huán)熱效率，實現(xiàn)短期應急提升發(fā)電量的目的。4.一種如權利要求1或2所述系統(tǒng)的制冷機輔助有機朗肯循環(huán)的方法， 其特征在于包括如下步驟: 1)換熱器(2)中的工質通過第一內燃機(I)的排氣加熱后，生成具有一定壓力和溫度的蒸汽，蒸汽帶動膨脹機(3)做功發(fā)電后經(jīng)冷凝器(4)冷凝； 2)將第二內燃機(6)驅動的制冷機(5)的管路接入有機朗肯循環(huán)中，通過制冷機(5)進一步降低冷凝器(4)的冷凝溫度和冷凝壓力，以提高有機朗肯循環(huán)熱效率； 3)將第二內燃機(6)的排氣引入換熱器參與有機朗肯循環(huán)，以進一步利用排氣余熱，進一步實現(xiàn)短期應急提升發(fā)電量的目的。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種制冷機輔助有機朗肯循環(huán)的系統(tǒng)及其方法。它包第一內燃機、換熱器、膨脹機、冷凝器、制冷機、第二內燃機、泵；第一內燃機對外做功發(fā)電后的排氣經(jīng)換熱器吸收熱量后排出，換熱器加熱的工質經(jīng)膨脹機對外做功發(fā)電后，通過冷凝器、第二內燃機驅動的制冷機和泵回到換熱器。本發(fā)明用內燃機驅動的制冷機接入有機朗肯循環(huán)，以提高有機朗肯循環(huán)發(fā)電量。
【IPC分類】F01K23/10, F25B11/00
【公開號】CN105604620
【申請?zhí)枴緾N201610130112
【發(fā)明人】肖閣, 孫方軍
【申請人】浙江大學常州工業(yè)技術研究院
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年3月8日