CN102606238A - 利用螺杆膨胀机回收余热的两级动力系统 - Google Patents

利用螺杆膨胀机回收余热的两级动力系统 Download PDF

Info

Publication number
CN102606238A
CN102606238A CN2012100797518A CN201210079751A CN102606238A CN 102606238 A CN102606238 A CN 102606238A CN 2012100797518 A CN2012100797518 A CN 2012100797518A CN 201210079751 A CN201210079751 A CN 201210079751A CN 102606238 A CN102606238 A CN 102606238A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat exchanger
outlet
working medium
organic working
communicated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2012100797518A
Other languages
English (en)
Inventor
陆征
杨毅
刁安娜
徐明照
蔡宏
肖芳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHANGHAI QIYAO EXPANDER CO Ltd
Original Assignee
SHANGHAI QIYAO EXPANDER CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHANGHAI QIYAO EXPANDER CO Ltd filed Critical SHANGHAI QIYAO EXPANDER CO Ltd
Priority to CN2012100797518A priority Critical patent/CN102606238A/zh
Publication of CN102606238A publication Critical patent/CN102606238A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

本发明公开了利用螺杆膨胀机回收余热的两级动力系统，包括一级动力系统和二级动力系统。一级动力系统包括一级螺杆膨胀机，余热流体通过输入管路输入该一级螺杆膨胀机。二级动力系统包括有机工质郎肯循环回路，有机工质郎肯循环回路包括主换热器、二级螺杆膨胀机、冷凝器和有机工质泵。主换热器的被冷却介质侧入口与一级螺杆膨胀机的出口连通；二级螺杆膨胀机的入口与主换热器的有机工质侧出口连通，二级螺杆膨胀机的出口与冷凝器的入口连通，冷凝器的出口与有机工质泵的入口连通，有机工质泵的出口与主换热器的有机工质侧入口连通。本发明既能实现压力能的回收，又能实现温差的充分利用。

Description

利用螺杆膨胀机回收余热的两级动力系统
技术领域
本发明涉及余热回收装置。
背景技术
目前利用螺杆膨胀机回收低温余热的方式有直接应用和间接应用两种。直接应用是指过热、饱和或两相的蒸汽源直接进入螺杆膨胀机做功；间接应用是指对于压力低于0.1MPa的各种蒸汽、温度大于80℃的热水或温度较高的各种烟气通过热交换器，将热量传递给低沸点的有机工质，进入螺杆膨胀机做功，形成有机工质的郎肯循环系统，实现余热回收。直接应用型螺杆膨胀机的排汽压力多为常压，温度接近100℃，无论是直接排放还是冷凝，都会造成热量的严重浪费；间接应用可以将余热的能量回收的更充分，可将热源冷却到65℃度左右，但主要是回收温度差形成的能量损失，不能回收压力能损失。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种利用螺杆膨胀机回收余热的两级动力系统，其既能实现压力能的回收，又能实现温差的充分利用。
本发明所采用的技术方案是：利用螺杆膨胀机回收余热的两级动力系统，包括一级动力系统和二级动力系统；一级动力系统包括一级螺杆膨胀机，余热流体通过输入管路输入该一级螺杆膨胀机的入口；二级动力系统包括有机工质郎肯循环回路，该有机工质郎肯循环回路包括主换热器、二级螺杆膨胀机、冷凝器和有机工质泵；主换热器包括被冷却介质侧入口、被冷却介质侧出口、有机工质侧入口和有机工质侧出口；该主换热器的被冷却介质侧入口与所述一级螺杆膨胀机的出口连通；二级螺杆膨胀机的入口与所述主换热器的有机工质侧出口连通，二级螺杆膨胀机的出口与冷凝器的入口连通，冷凝器的出口与所述有机工质泵的入口连通，有机工质泵的出口与主换热器的有机工质侧入口连通。
上述的两级动力系统，其中，有机工质郎肯循环回路还包括辅助换热器，所述的辅助换热器设置在所述的有机工质泵与所述的主换热器之间；该辅助换热器包括被冷却介质侧入口、被冷却介质侧出口、有机工质侧入口和有机工质侧出口；辅助换热器的被冷却介质侧入口与主换热器的被冷却介质侧出口连通，辅助换热器的有机工质侧入口与有机工质泵的出口连通，辅助换热器的有机工质侧出口与主换热器的有机工质侧入口连通。
上述的两级动力系统，其中，主换热器和辅助换热器均为壳管式换热器。
上述的两级动力系统，其中，二级动力系统还包括一水泵，所述水泵的入口与所述辅助换热器的被冷却介质侧出口连通。
上述的两级动力系统，其中，一级动力系统还包括一级主汽阀，所述的一级主汽阀设置在所述的输入管路上。
上述的两级动力系统，其中，一级动力系统还包括一级调速阀，该一级调速阀设置在一级主汽阀与一级螺杆膨胀机之间；该一级调速阀的进口与一级主汽阀的出口连通，该一级调速阀的出口与一级螺杆膨胀机的入口连通。
上述的两级动力系统，其中，二级动力系统还包括二级主汽阀，所述的二级主汽阀设置在主换热器的有机工质侧出口与二级螺杆膨胀机的入口之间；该二级主汽阀的进口与主换热器的有机工质侧出口连通，该二级主汽阀的出口与二级螺杆膨胀机的入口连通。
上述的两级动力系统，其中，二级动力系统还包括二级调速阀，该二级调速阀设置在二级主汽阀与二级螺杆膨胀机之间；该二级调速阀的进口与二级主汽阀的出口连通，该二级调速阀的出口与二级螺杆膨胀机的入口连通。
上述的两级动力系统，其中，一级动力系统还包括排汽安全阀，排汽安全阀安装在由一级螺杆膨胀机的出口通向主换热器的被冷却介质侧入口的管道上。
上述的两级动力系统，其中，二级动力系统还包括二级排汽阀，该二级排汽阀设置在二级螺杆膨胀机的出口与冷凝器的入口之间；该二级排汽阀的进口与二级螺杆膨胀机的出口连通，该二级排汽阀的出口与冷凝器的入口连通。 
本发明的有益效果是：
1.   本发明有效实现了能源的梯级回收，一级动力系统利用压力能驱动螺杆膨胀机对外做功，二级动力系统利用温度差采用郎肯循环系统驱动螺杆膨胀机对外做功，使低温低压余热的能量得到更充分地回收利用；
2.本发明通过两级动力系统的串联，进一步提高了能源的利用率，冷凝后的冷凝水重新送往锅炉，作为锅炉的给水，循环使用，从而提高整个装置的热经济性；
3.本发明设置了排汽安全阀，即使二级动力系统出现问题无法正常运行，一级动力系统仍然可以正常工作。
附图说明
图1是本发明的两级动力系统的一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做出进一步说明。
参考图1。本发明的两级动力系统包括一级动力系统和二级动力系统。其中，一级动力系统包括一级螺杆膨胀机11，余热流体通过输入管路12输入该一级螺杆膨胀机11的入口。二级动力系统包括有机工质郎肯循环回路，该有机工质郎肯循环回路包括主换热器21、二级螺杆膨胀机22、冷凝器23和有机工质泵24。主换热器21包括被冷却介质侧入口、被冷却介质侧出口、有机工质侧入口和有机工质侧出口。主换热器21的被冷却介质侧入口与一级螺杆膨胀机11的出口连通；二级螺杆膨胀机22的入口与主换热器21的有机工质侧出口连通，二级螺杆膨胀机22的出口与冷凝器23的入口连通，冷凝器23的出口与有机工质泵24的入口连通，有机工质泵24的出口与主换热器21的有机工质侧入口连通。
在图1所示的实施例中，在有机工质泵24与主换热器21之间还设有一辅助换热器25。辅助换热器25包括被冷却介质侧入口、被冷却介质侧出口、有机工质侧入口和有机工质侧出口。辅助换热器25的被冷却介质侧入口与主换热器21的被冷却介质侧出口连通，辅助换热器25的被冷却介质侧出口与水泵26的入口连通。辅助换热器25的有机工质侧入口与有机工质泵24的出口连通，辅助换热器25的有机工质侧出口与主换热器21的有机工质侧入口连通。优选的，主换热器21和辅助换热器25均为壳管式换热器或板式换热器。
在图1所示的实施例中，一级动力系统还包括一级主汽阀17、一级调速阀18和排汽安全阀19，二级动力系统还包括二级主汽阀27和二级排汽阀29。一级主汽阀17设置在输入管路12上。一级调速阀18设置在一级主汽阀17与一级螺杆膨胀机11之间。一级调速阀18的进口与一级主汽阀17的出口连通，一级调速阀18的出口与一级螺杆膨胀机11的入口连通。排汽安全阀19安装在由一级螺杆膨胀机11的出口通向主换热器21的被冷却介质侧入口的管道20上。二级主汽阀27设置在主换热器21的有机工质侧出口与二级螺杆膨胀机22的入口之间；二级主汽阀27的进口与主换热器22的有机工质侧出口连通，二级主汽阀27的出口与二级螺杆膨胀机22的入口连通。优选的，在二级主汽阀27与二级螺杆膨胀机22之间还设有二级调速阀28。二级调速阀28的进口与二级主汽阀27的出口连通，二级调速阀28的出口与二级螺杆膨胀机22的入口连通。二级排汽阀29设置在二级螺杆膨胀机22的出口与冷凝器23的入口之间；二级排汽阀29的进口与二级螺杆膨胀机22的出口连通，二级排汽阀29的出口与冷凝器23的入口连通。
本发明的工作过程是：低温低压余热蒸汽通过一级主汽阀17，由一级调速阀18控制进入一级螺杆膨胀机11的入口流量，通过一级螺杆膨胀机11实现气体膨胀向外输出功，直接拖动一级负载31。从一级螺杆膨胀机11的出口排出的蒸汽自排汽接管进入主换热器21。从主换热器21的被冷却介质侧出口出来的热水再通过辅助换热器25,将热量传给二级低沸点的有机工质。有机工质通过主换热器21在蒸发压力下不断吸热，到达蒸发温度后，经过二级主汽阀27和调速阀28，进入二级螺杆膨胀机22，实现气体膨胀向外输出功，直接拖动二级负载32。从二级螺杆膨胀机22的出口排出的有机工质，由二级排汽阀29控制在冷凝压力上，进入冷凝器23，在这里与冷凝管束232接触，不断放热，开始凝结，热量由外部冷却水带走，有机工质从气态冷到液态，再通过工质泵24加压到蒸发压力，先进入辅助换热器25完成第一次吸热，再进入主换热器21完成第二次吸热，达到蒸发温度，实现一次循环。当二级动力系统出现故障，一级动力系统的排汽压力超过大气压力时，排汽安全阀19自动打开，一级螺杆膨胀机11仍能正常运行，从而保护螺杆膨胀机装置的安全。

Claims (10)

1.利用螺杆膨胀机回收余热的两级动力系统，其特征在于，该两级动力系统包括一级动力系统和二级动力系统；
所述的一级动力系统包括一级螺杆膨胀机，余热流体通过输入管路输入该一级螺杆膨胀机的入口；
所述的二级动力系统包括有机工质郎肯循环回路，该有机工质郎肯循环回路包括主换热器、二级螺杆膨胀机、冷凝器和有机工质泵；所述主换热器包括被冷却介质侧入口、被冷却介质侧出口、有机工质侧入口和有机工质侧出口；该主换热器的被冷却介质侧入口与所述一级螺杆膨胀机的出口连通；所述二级螺杆膨胀机的入口与所述主换热器的有机工质侧出口连通，二级螺杆膨胀机的出口与所述冷凝器的入口连通，冷凝器的出口与所述有机工质泵的入口连通，有机工质泵的出口与主换热器的有机工质侧入口连通。
2.如权利要求1所述的两级动力系统，其特征在于，所述的有机工质郎肯循环回路还包括辅助换热器，所述的辅助换热器设置在所述的有机工质泵与所述的主换热器之间；
该辅助换热器包括被冷却介质侧入口、被冷却介质侧出口、有机工质侧入口和有机工质侧出口；辅助换热器的被冷却介质侧入口与主换热器的被冷却介质侧出口连通，辅助换热器的有机工质侧入口与有机工质泵的出口连通，辅助换热器的有机工质侧出口与主换热器的有机工质侧入口连通。
3.如权利要求2所述的两级动力系统，其特征在于，所述的主换热器和辅助换热器均为壳管式换热器或板式换热器。
4.如权利要求2所述的两级动力系统，其特征在于，所述的二级动力系统还包括一水泵，所述水泵的入口与所述辅助换热器的被冷却介质侧出口连通。
5.如权利要求1所述的两级动力系统，其特征在于，所述的一级动力系统还包括一级主汽阀，所述的一级主汽阀设置在所述的输入管路上。
6.如权利要求5所述的两级动力系统，其特征在于，所述的一级动力系统还包括一级调速阀，该一级调速阀设置在所述的一级主汽阀与所述的一级螺杆膨胀机之间；该一级调速阀的进口与一级主汽阀的出口连通，该一级调速阀的出口与一级螺杆膨胀机的入口连通。
7.如权利要求1所述的两级动力系统，其特征在于，所述的二级动力系统还包括二级主汽阀，所述的二级主汽阀设置在主换热器的有机工质侧出口与二级螺杆膨胀机的入口之间；该二级主汽阀的进口与主换热器的有机工质侧出口连通，该二级主汽阀的出口与二级螺杆膨胀机的入口连通。
8.如权利要求7所述的两级动力系统，其特征在于，所述的二级动力系统还包括二级调速阀，该二级调速阀设置在所述的二级主汽阀与所述的二级螺杆膨胀机之间；该二级调速阀的进口与二级主汽阀的出口连通，该二级调速阀的出口与二级螺杆膨胀机的入口连通。
9.如权利要求1所述的两级动力系统，其特征在于，所述的一级动力系统还包括排汽安全阀，所述的排汽安全阀安装在由一级螺杆膨胀机的出口通向主换热器的被冷却介质侧入口的管道上。
10.如权利要求1至9中任意一项所述的两级动力系统，其特征在于，所述的二级动力系统还包括二级排汽阀，所述的二级排汽阀设置在二级螺杆膨胀机的出口与所述冷凝器的入口之间；该二级排汽阀的进口与二级螺杆膨胀机的出口连通，该二级排汽阀的出口与冷凝器的入口连通。
CN2012100797518A 2012-03-23 2012-03-23 利用螺杆膨胀机回收余热的两级动力系统 Pending CN102606238A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012100797518A CN102606238A (zh) 2012-03-23 2012-03-23 利用螺杆膨胀机回收余热的两级动力系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012100797518A CN102606238A (zh) 2012-03-23 2012-03-23 利用螺杆膨胀机回收余热的两级动力系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102606238A true CN102606238A (zh) 2012-07-25

Family

ID=46523949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012100797518A Pending CN102606238A (zh) 2012-03-23 2012-03-23 利用螺杆膨胀机回收余热的两级动力系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102606238A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105464729A (zh) * 2016-01-07 2016-04-06 上海维尔泰克螺杆机械有限公司 烟气和热流体余热回收利用系统
CN107882602A (zh) * 2016-09-30 2018-04-06 株式会社神户制钢所 热能回收系统
CN108825318A (zh) * 2018-09-20 2018-11-16 北京宏远佰思德科技有限公司 一种低温工质发电系统及动力系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08338207A (ja) * 1995-06-15 1996-12-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排熱回収装置
JP2002122006A (ja) * 2000-10-14 2002-04-26 Minoru Matsuo 低温排熱を利用した発電設備
CN101614139A (zh) * 2009-07-31 2009-12-30 王世英 多循环发电热力系统
CN101769179A (zh) * 2010-02-01 2010-07-07 江西佳能新能源发展有限公司 一种环保节能减排系统
CN201771561U (zh) * 2009-08-14 2011-03-23 上海西重所重型机械成套有限公司 一种纯低温低压的利用低品质蒸汽余热发电装置
CN201917228U (zh) * 2010-12-24 2011-08-03 西安华新能源工程有限公司 一种烟气余热发电系统
CN102230400A (zh) * 2011-05-24 2011-11-02 唐应吉 一种利用蒸汽透平排出乏汽发电的装置
CN202510177U (zh) * 2012-03-23 2012-10-31 上海齐耀膨胀机有限公司 利用螺杆膨胀机回收余热的两级动力系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08338207A (ja) * 1995-06-15 1996-12-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 排熱回収装置
JP2002122006A (ja) * 2000-10-14 2002-04-26 Minoru Matsuo 低温排熱を利用した発電設備
CN101614139A (zh) * 2009-07-31 2009-12-30 王世英 多循环发电热力系统
CN201771561U (zh) * 2009-08-14 2011-03-23 上海西重所重型机械成套有限公司 一种纯低温低压的利用低品质蒸汽余热发电装置
CN101769179A (zh) * 2010-02-01 2010-07-07 江西佳能新能源发展有限公司 一种环保节能减排系统
CN201917228U (zh) * 2010-12-24 2011-08-03 西安华新能源工程有限公司 一种烟气余热发电系统
CN102230400A (zh) * 2011-05-24 2011-11-02 唐应吉 一种利用蒸汽透平排出乏汽发电的装置
CN202510177U (zh) * 2012-03-23 2012-10-31 上海齐耀膨胀机有限公司 利用螺杆膨胀机回收余热的两级动力系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105464729A (zh) * 2016-01-07 2016-04-06 上海维尔泰克螺杆机械有限公司 烟气和热流体余热回收利用系统
CN107882602A (zh) * 2016-09-30 2018-04-06 株式会社神户制钢所 热能回收系统
CN108825318A (zh) * 2018-09-20 2018-11-16 北京宏远佰思德科技有限公司 一种低温工质发电系统及动力系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4676284B2 (ja) 蒸気タービンプラントの廃熱回収設備
CN108643980B (zh) 超高压缸和高中压缸均带有附加回热级的二次再热机组
CN105042943A (zh) 一种中低温热源热泵蒸汽系统
CN104204426B (zh) 用于操作动力设备的方法
JP4794229B2 (ja) ガスタービン発電装置及びガスタービン複合発電システム
CN104533554B (zh) 一种用于一次再热机组的新型高效给水回热系统
CN113153462A (zh) 超临界二氧化碳循环冷端余热辅助加热凝结水系统及方法
CN112303610A (zh) 一种停机不停炉运行方式下回收高能水的运行系统及方法
CN202188481U (zh) 能回收工质和部分热量的无泵直流炉启动系统
CN103821571A (zh) 一种新型火力发电系统及工作方法
CN102606238A (zh) 利用螺杆膨胀机回收余热的两级动力系统
CN202510177U (zh) 利用螺杆膨胀机回收余热的两级动力系统
CN103953403A (zh) 回收烟气余热的跨临界与亚临界耦合有机朗肯循环系统
CN204693371U (zh) 一种直接回收汽轮机排汽余热并加热凝结水系统
CN104061027A (zh) 二次再热汽轮机热力系统的高温抽汽冷却系统
CA2888018C (en) Oxy boiler power plant with a heat integrated air separation unit
CN104456519A (zh) 一种用于二次再热机组的新型高效给水回热系统
CN115614797A (zh) 供热系统
CN210948820U (zh) 一种双工质朗肯循环余热发电系统及发电机
CN106989382A (zh) 一种火力发电厂循环流化床锅炉冷渣器冷却水系统
CN203730081U (zh) 一种新型火力发电系统
CN202510179U (zh) 凝汽式螺杆膨胀机系统
CN104832227A (zh) 一种燃煤机组高效亚临界系统
CN203717050U (zh) 供热可靠性高的供热装置
CN104100309A (zh) 一次再热汽轮机高温抽汽冷却系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20120725