CN104373166A - 一种具有散热回收功能的双工质循环发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有散热回收功能的双工质循环发电系统，包括：蒸汽发生器、膨胀机、发电机、吸收式冷冻机和工质泵；蒸汽发生器，用于通过废热对工质进行加热，将工质变为高压蒸汽进入膨胀机；膨胀机，用于在高压蒸汽的驱动下工作；发电机，与膨胀机同轴连接，在膨胀机的驱动下发电；吸收式冷冻机的蒸发器作为该双工质循环发电系统中的冷凝器，用于将膨胀机排出的低压蒸汽工质冷却为液态工质；工质泵，用于将从吸收式冷冻机的蒸发器排出的液态工质输送至蒸汽发生器。吸收式冷冻机的蒸发器作为双工质循环发电系统中的冷凝器，将膨胀机排出的低压蒸汽工质冷却为液态工质。省去了冷却塔、冷却水配管、冷却水泵等设备，节省空间、设备成本、水资源。

Description

一种具有散热回收功能的双工质循环发电系统

技术领域

本发明涉及利用废热发电技术领域，特别涉及一种具有散热回收功能的双工质循环发电系统。

背景技术

目前，将工厂中的废热进行利用的双工质循环发电系统已经比较常见，例如，利用烟气排放的废热、热水排放的废热、地热等，使低沸点的工质蒸发，以驱动膨胀机及发电机发电。

参见图1，该图为现有技术中的双工质循环发电系统示意图。

图1中的标号代表的意义如下：

1、蒸汽发生器；2、膨胀机；3、发电机；4、冷凝器；5、冷却塔；6、冷却水泵；7、工质泵。

废热w1进入蒸汽发生器1，废热w1对工质进行加热。被加热后的工质成为高温高压的蒸汽。高温高压的蒸汽到达膨胀机2，通过压差驱动膨胀机2工作，同时驱动与膨胀机2同轴连接的发电机3进行发电。

从膨胀机2出来的低压蒸汽的工质进入冷凝器4，冷却水泵6将冷却塔5中的冷却介质w2输送到冷凝器4。从图1中可以看出，冷却塔5与冷凝器4之间需要通过冷却水配管连接。

低压蒸汽的工质在冷凝器4中被冷却介质w2冷却成为液态工质。从冷凝器4出来的液态工质通过工质泵7被送往蒸汽发生器1，至此一个循环结束。

现有技术中的冷凝器4为间接接触式，需要换热用温差，换热效率较低。并且冷凝器4的散热被直接释放到大气中，散热的能量不能被有效的利用。另外，冷凝器内部使用了很多传热管，导致冷凝器的价格较高。该冷凝设备包括冷凝器、冷却塔、冷却水泵和冷却水配管，体积大，成本高。冷却水常年循环蒸发量大，需要消耗大量的水资源。

因此，本领域技术人员需要提供一种具有散热回收功能的双工质循环发电系统，能够有效回收发电系统的散热，从而提高换热效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有散热回收功能的双工质循环发电系统，能回收发电系统的散热，从而提高换热效率。

本实施例提供一种具有散热回收功能的双工质循环发电系统，包括：蒸汽发生器、膨胀机、发电机、吸收式冷冻机和工质泵；

所述蒸汽发生器，用于通过废热对工质进行加热，将所述工质变为高压蒸汽进入所述膨胀机；

所述膨胀机，用于在所述高压蒸汽的驱动下工作；

所述发电机，与所述膨胀机同轴连接，在所述膨胀机的驱动下发电；

所述吸收式冷冻机的蒸发器作为该双工质循环发电系统中的冷凝器，用于将所述膨胀机排出的低压蒸汽工质冷却为液态工质；

所述工质泵，用于将从所述吸收式冷冻机的蒸发器排出的液态工质输送至所述蒸汽发生器。

优选地，所述吸收式冷冻机的蒸发器内包括传热管；

所述膨胀机排出的低压蒸汽工质进入所述蒸发器的传热管内，在所述蒸发器中冷却为液态工质。

优选地，所述蒸发器排出的液态工质经过所述工质泵以后进入所述吸收式冷冻机的吸收器/冷凝器；

所述吸收器/冷凝器，用于将所述液态工质加热以后供往所述蒸汽发生器。

优选地，还包括设置在所述工质泵和所述蒸汽发生器之间的预热换热器；在所述预热换热器和所述吸收式冷冻机之间设置散热介质回路；

所述预热换热器，用于将所述工质泵排出的液态工质加热后供往所述蒸汽发生器；

所述预热换热器通过所述散热介质回路被所述吸收式冷冻机的吸收器/冷凝器加热。

优选地，所述散热介质回路上设置旁侧回路；所述散热介质回路上设置有第一组阀门，所述旁侧回路上设置第二组阀门；

所述第一组阀门打开，所述第二组阀门关断时，所述预热换热器与所述吸收式冷冻机通过所述散热介质回路进行换热；

或，所述第一组阀门关断，所述第二组阀门打开时，所述吸收式冷冻机通过所述旁侧回路与加热负荷进行换热；

或，所述第一组阀门打开，所述第二组阀门也打开时，所述吸收式冷冻机同时与所述预热换热器进行换热和所述加热负荷进行换热。

优选地，所述废热还用于作为所述吸收式冷冻机的驱动热源。

优选地，所述废热还用于作为所述吸收式冷冻机的驱动热源，具体为：

所述废热从所述蒸汽发生器出来以后串联进入所述吸收式冷冻机的再生器中。

优选地，所述废热还用于作为所述吸收式冷冻机的驱动热源，具体为：

所述废热以并联形式进入所述蒸汽发生器和所述吸收式冷冻机的再生器中。

优选地，所述蒸汽发生器为降膜式蒸汽发生器。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本实施例提供的双工质循环发电系统，膨胀机排出的低压蒸汽工质直接进入吸收式冷冻机的蒸发器，蒸发器作为双工质循环发电系统中的冷凝器，将膨胀机排出的低压蒸汽工质冷却为液态工质。这样省去了现有技术中的冷却塔、冷却水配管、冷却水泵等设备，节省了空间和设备成本，并且节省了大量的水资源。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中的双工质循环发电系统示意图；

图2是本发明提供的具有散热回收功能的双工质循环发电系统实施例一示意图；

图3是本发明提供的具有散热回收功能的双工质循环发电系统实施例三示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

实施例一：

参见图2，该图为本发明提供的具有散热回收功能的双工质循环发电系统实施例一示意图。

本实施例提供的具有散热回收功能的双工质循环发电系统，包括：蒸汽发生器1、膨胀机2、发电机3、吸收式冷冻机8和工质泵7；

所述蒸汽发生器1，用于通过废热w1对工质进行加热，将所述工质变为高压蒸汽进入所述膨胀机2；

如图2所示，蒸汽发生器1可以为降膜式蒸汽发生器，废热w1进入降膜式蒸汽发生器的蛇盘管内，废热w1给从喷淋装置1a喷淋下来的工质加热。被加热的工质成为高压蒸汽，到达膨胀机2，通过压差驱动膨胀机2。

可以理解的是，蒸汽发生器1也可以为满液式蒸汽发生器。

所述膨胀机2，用于在所述高压蒸汽的驱动下工作；

本实施例中的膨胀机2，包括透平膨胀机、螺杆膨胀机、涡旋膨胀机等在内的广义上的膨胀机。

所述发电机3，与所述膨胀机2同轴连接，在所述膨胀机2的驱动下发电；

所述吸收式冷冻机8的蒸发器E作为该双工质循环发电系统中的冷凝器，用于将所述膨胀机2排出的低压蒸汽工质冷却为液态工质；

可以理解的是，吸收式冷冻机又称为吸收式热泵。

这样标准的吸收式冷冻机8的结构可以不用改动，直接在该双工质循环发电系统中使用。

所述工质泵7，用于将从所述吸收式冷冻机8的蒸发器E排出的液态工质输送至所述蒸汽发生器1。

本实施例提供的双工质循环发电系统，膨胀机2排出的低压蒸汽工质直接进入吸收式冷冻机的蒸发器，蒸发器作为双工质循环发电系统中的冷凝器，将膨胀机排出的低压蒸汽工质冷却为液态工质。这样省去了现有技术中的冷却塔、冷却水配管、冷却水泵等设备，节省了空间和设备成本，并且节省了大量的水资源。

实施例二：

继续参见图2。

所述吸收式冷冻机8的蒸发器E内包括传热管；

所述膨胀机2排出的低压蒸汽工质进入所述蒸发器E的传热管内，在所述蒸发器E中冷却为液态工质。

所述蒸发器E排出的液态工质经过所述工质泵7以后进入所述吸收式冷冻机8的吸收器/冷凝器A/C；

所述吸收器/冷凝器A/C，用于将所述液态工质加热以后供往所述蒸汽发生器1。

可以理解的是，吸收器/冷凝器A/C作为吸收式冷冻机8的散热段可以为液态工质进行加热。这样可以有效利用吸收式冷冻机的散热，从而提高整个系统的工作效率。

所述废热w1还用于作为所述吸收式冷冻机8的驱动热源，如图所示，w1进入吸收式冷冻机8的再生器G中。

当所述废热w1量少时，w1从所述蒸汽发生器1出来以后串联进入所述吸收式冷冻机8的再生器G中。

当所述w1量较多时，所述废热w1以并联形式进入所述蒸汽发生器1和所述吸收式冷冻机8的再生器G中。

吸收器/冷凝器A/C散出的热量约为吸收式冷冻机8从废热w1回收热量的1.7倍左右。为了充分利用这部分热量，将工质泵7排出的液态工质直接供往吸收器/冷凝器A/C，然后从吸收器/冷凝器A/C出来被加热后的工质进入蒸汽发生器1，这样也可以节省成本，经济性能较好。另外，利用吸收式冷冻机的散热给液态工质加热，可以提高系统的工作效率。

另外，可以通过测量蒸汽发生器1入口的液态工质的温度，来控制工质泵7的转数从而控制工质的循环量。

实施例三：

参见图3，该图为本发明提供的具有散热回收功能的双工质循环发电系统实施例三示意图。

实施例二中是没有设置预热换热器，而本实施例中介绍设置预热换热器时的工作原理。

本实施例中，双工质循环发电系统还包括设置在所述工质泵7和所述蒸汽发生器1之间的预热换热器9；在所述预热换热器9和所述吸收式冷冻机8之间设置散热介质回路；如图3所示，换热介质为w3。

所述预热换热器9，用于将所述工质泵7排出的液态工质加热后供往所述蒸汽发生器1；

所述预热换热器9通过所述散热介质回路被所述吸收式冷冻机8的吸收器/冷凝器A/C加热。

即吸收器/冷凝器A/C散出的热量通过w3被预热换热器9利用，预热换热器9用来给液态工质加热。

所述散热介质回路上设置旁侧回路；所述散热介质回路上设置有第一组阀门V1和V2，所述旁侧回路上设置第二组阀门V3和V4；

所述第一组阀门V1和V2打开，所述第二组阀门V3和V4关断时，所述预热换热器9与所述吸收式冷冻机8通过所述散热介质回路进行换热；

或，所述第一组阀门V1和V2关断，所述第二组阀门V3和V4打开时，所述吸收式冷冻机8通过所述旁侧回路与加热负荷10进行换热；

或，所述第一组阀门V1和V2打开，所述第二组阀门V3和V4也打开时，所述吸收式冷冻机8同时与所述预热换热器9进行换热和所述加热负荷10进行换热。

可以理解的是，加热负荷10可以考虑为采暖用途、给水加热等用途。

设置了加热负荷以后，可以在实现发电的同时，也能够为其他设备提供加热功能，从而使双工质循环发电系统的应用方便性得到提高。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种具有散热回收功能的双工质循环发电系统，其特征在于，包括：蒸汽发生器、膨胀机、发电机、吸收式冷冻机和工质泵；

所述蒸汽发生器，用于通过废热对工质进行加热，将所述工质变为高压蒸汽进入所述膨胀机；

所述膨胀机，用于在所述高压蒸汽的驱动下工作；

所述发电机，与所述膨胀机同轴连接，在所述膨胀机的驱动下发电；

所述吸收式冷冻机的蒸发器作为该双工质循环发电系统中的冷凝器，用于将所述膨胀机排出的低压蒸汽工质冷却为液态工质；

所述工质泵，用于将从所述吸收式冷冻机的蒸发器排出的液态工质输送至所述蒸汽发生器。

2.根据权利要求1所述的具有散热回收功能的双工质循环发电系统，其特征在于，所述吸收式冷冻机的蒸发器内包括传热管；

所述膨胀机排出的低压蒸汽工质进入所述蒸发器的传热管内，在所述蒸发器中冷却为液态工质。

3.根据权利要求1或2所述的具有散热回收功能的双工质循环发电系统，其特征在于，所述蒸发器排出的液态工质经过所述工质泵以后进入所述吸收式冷冻机的吸收器/冷凝器；

所述吸收器/冷凝器，用于将所述液态工质加热以后供往所述蒸汽发生器。

4.根据权利要求1或2所述的具有散热回收功能的双工质循环发电系统，其特征在于，还包括设置在所述工质泵和所述蒸汽发生器之间的预热换热器；在所述预热换热器和所述吸收式冷冻机之间设置散热介质回路；

所述预热换热器，用于将所述工质泵排出的液态工质加热后供往所述蒸汽发生器；

所述预热换热器通过所述散热介质回路被所述吸收式冷冻机的吸收器/冷凝器加热。

5.根据权利要求4所述的具有散热回收功能的双工质循环发电系统，其特征在于，所述散热介质回路上设置旁侧回路；所述散热介质回路上设置有第一组阀门，所述旁侧回路上设置第二组阀门；

所述第一组阀门打开，所述第二组阀门关断时，所述预热换热器与所述吸收式冷冻机通过所述散热介质回路进行换热；

或，所述第一组阀门关断，所述第二组阀门打开时，所述吸收式冷冻机通过所述旁侧回路与加热负荷进行换热；

或，所述第一组阀门打开，所述第二组阀门也打开时，所述吸收式冷冻机同时与所述预热换热器进行换热和所述加热负荷进行换热。

6.根据权利要求5所述的具有散热回收功能的双工质循环发电系统，其特征在于，所述废热还用于作为所述吸收式冷冻机的驱动热源。

7.根据权利要求6所述的具有散热回收功能的双工质循环发电系统，其特征在于，所述废热还用于作为所述吸收式冷冻机的驱动热源，具体为：

所述废热从所述蒸汽发生器出来以后串联进入所述吸收式冷冻机的再生器中。

8.根据权利要求6所述的具有散热回收功能的双工质循环发电系统，其特征在于，所述废热还用于作为所述吸收式冷冻机的驱动热源，具体为：

所述废热以并联形式进入所述蒸汽发生器和所述吸收式冷冻机的再生器中。

9.根据权利要求1所述的具有散热回收功能的双工质循环发电系统，其特征在于，所述蒸汽发生器为降膜式蒸汽发生器。