CN103775146A - 一种风冷膨胀发电机系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种膨胀发电系统，包括发电机、膨胀机机头、冷凝器、工质增压泵、预热器、蒸发器、气液分离器、热介质泵、油分离器和油泵；膨胀机机头驱动发电机，按照工质流经的顺序，膨胀机机头、油分离器、冷凝器、工质增压泵、预热器、蒸发器、气液分离器依次通过工质管路连接，气液分离器通过工质管路连接膨胀机机头，油分离器通过回油管路连接油泵，油泵通过回油管路连接膨胀机机头，按照热介质的流经的顺序，热介质泵、蒸发器、预热器依次通过热介质管路连接；本发明回收液体作为热介质，工作效率高，并结合风冷式的冷凝器以适用于没有液体冷却介质条件下使用，本发明能适用于各种有液态废热热源的场合使用，用途广泛，经济效益更好。
Description
技术领域
本发明涉及一种风冷膨胀发电机系统。
背景技术
膨胀发电系统是利用压缩气体膨胀降压时向外输出机械功使气体温度降低的原理以获得冷量的机械，可以将热能转换为电能的装置,可以利用余热、废热等热源，具有能源再利用，环保等特点。
申请号：201110071970,发明名称为“一种温差发电机”的中国发明专利申请，公开了一种温差发电机，由热源、发电单元组成，该发电机由卡诺循环机、溴化锂机组、发电机、增压泵组成，其中卡诺循环机由叶片、散热器、节流单元和蒸发器四个部分组成，溴化锂机组由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、换热器、循环泵等几部分组成，本发明的有益效果是，组合溴化锂机组将60～150摄氏度低品位的热源温差扩大到100～240摄氏度，提高卡诺循环机的散热器和蒸发器的温度差，从而扩大叶片的压强差，最终提高发电效率达到25～35％，可以用于火电厂或者其他锅炉余热发电、太阳能发电。该发电机采用的是卡诺循环机原理，本装置需要配合无需溴化锂机组使用，并结合多种工质工作，导致设备结构复杂，成本较高。
申请号：201210265249,发明名称为“基于有机朗肯循环的船用柴油发电机组废气余热发电系统”的中国发明专利申请，公开了一种基于有机朗肯循环的船用柴油发电机组废气余热发电系统，包括废气锅炉、有机工质膨胀机、减速器、交流发电机、回热器、冷凝器、有机工质增压泵和安装在废气锅炉里的蒸发器，所述蒸发器有机工质出口连接有机工质膨胀机入口，有机工质膨胀机的转轴依次连接减速器和交流发电机，有机工质膨胀机出口依次连接回热器第一入口和回热器第一出口，回热器第一出口连接冷凝器入口，冷凝器出口连接有机工质增压泵入口，有机工质增压泵出口依次连接回热器第二入口和回热器第二出口，回热器第二出口连接蒸发器有机工质入口；所述废气锅炉中通入船用柴油发电机组产生的废气。本发明能更有效地回收船用柴油发电机组的废气余热。该发明利用发电机组产生的废热，来进行发电，由于废热产生的热量较少，导致有机工质膨胀机的动力性较低，从而使发电机的发电效率较低，并且利用冷凝器采用液体冷方式，适用范围有限，不能广泛使用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，可以实现能量回收利用的风冷膨胀发电机系统。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：
该膨胀发电系统，包括发电机、膨胀机机头、冷凝器、工质增压泵、预热器、蒸发器、气液分离器、热介质泵、油分离器和油泵；膨胀机机头驱动发电机，按照工质流经的顺序，膨胀机机头、油分离器、冷凝器、工质增压泵、预热器、蒸发器、气液分离器依次通过工质管路连接，气液分离器通过工质管路连接膨胀机机头，油分离器通过回油管路连接油泵，油泵通过回油管路连接膨胀机机头，按照热介质的流经的顺序，热介质泵、蒸发器、预热器依次通过热介质管路连接；
所述膨胀机机头，用于工质膨胀做工，使工质的热能转换为机械能，
所述冷凝器，利用空气将工质冷凝成液态并过冷；
所述工质增压泵，用于提高工质的压力；
所述预热器，利用液态热介质的热量将液态工质的温度提升以便蒸发；
所述蒸发器，利用液态热介质的热量将工质加热蒸发；
所述气液分离器，用于将工质中的液态部分分离出来；
所述热介质泵，用于提高液态热介质的动力；
所述油分离器，用于将工质中的机油分离出来；
所述油泵，用于将机油输送回膨胀机机头；
所述冷凝器采用风冷式冷凝器。
作为优选，所述连接油分离器、冷凝器之间的工质管路以及连接冷凝器、工质增压泵之间的工质管路均与回热器连接，所述回热器，用于回收冷凝的热量以节省能源。
本发明具有的有益效果是：
本发明回收液体作为热介质，工作效率高，并结合风冷式的冷凝器以适用于没有液体冷却介质条件下使用，本发明能适用于各种有液态废热热源的场合使用，用途广泛，经济效益更好。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
参见图1，本实施例膨胀发电系统，包括发电机、膨胀机机头1、冷凝器2、工质增压泵3、预热器4、蒸发器5、气液分离器6、热介质泵7、油分离器9和油泵10；膨胀机机头1驱动发电机，按照工质流经的顺序，膨胀机机头1、油分离器9、冷凝器2、工质增压泵3、预热器4、蒸发器5、气液分离器6依次通过工质管路连接，气液分离器6通过工质管路连接膨胀机机头1，油分离器9通过回油管路连接油泵10，油泵10通过回油管路连接膨胀机机头1，按照热介质的流经的顺序，热介质泵7、蒸发器5、预热器依次通过热介质管路连接；连接油分离器9、冷凝器2之间的工质管路以及连接冷凝器2、工质增压泵3之间的工质管路均与回热器8连接，冷凝器2采用风冷式冷凝器。
膨胀机机头1，用于工质膨胀做工，使工质的热能转换为机械能，
冷凝器2，利用空气将工质冷凝成液态并过冷；
工质增压泵3，用于提高工质的压力；
预热器4，利用液态热介质的热量将液态工质的温度提升以便蒸发；
蒸发器5，利用液态热介质的热量将工质加热蒸发；
气液分离器6，用于将工质中的液态部分分离出来；
热介质泵7，用于提高液态热介质的动力；
油分离器9，用于将工质中的机油分离出来；
油泵10，用于将机油输送回膨胀机机头；
回热器8，用于回收冷凝的热量以节省能源。
本实施例中热介质采用液态废热，如热水、热油，热介质泵7采用热水泵，
本实施例的工作过程：
工质经过蒸发器5受热沸腾后，经过气液分离器6分离后，气态工质进入膨胀机机头1，推动膨胀机头1内的转子转动，带动膨胀机机头1发电，离开膨胀机机头1工质压力下降，经过油分离器9，将工质所带的机油分离出来，分离出来的机油经过油泵10的作用，回到膨胀机机头1。分离后的工质经过回热器8与冷凝后的工质进行热交换后，进入风冷式的冷凝器2降温冷凝，再经回热器8进入工质增压泵3，压力上升后的工质再进入预热器4预热，预热后再进入蒸发器5沸腾，再次重复循环；预热器4和蒸发器5的水侧热水由热水泵7驱动循环。
本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种膨胀发电系统，其特征在于：包括发电机、膨胀机机头（1）、冷凝器（2）、工质增压泵（3）、预热器（4）、蒸发器（5）、气液分离器(6)、热介质泵(7)、油分离器(9)和油泵(10)；膨胀机机头（1）驱动发电机，按照工质流经的顺序，膨胀机机头（1）、油分离器(9)、冷凝器（2）、工质增压泵（3）、预热器（4）、蒸发器（5）、气液分离器(6)依次通过工质管路连接，气液分离器(6)通过工质管路连接膨胀机机头（1），油分离器(9)通过回油管路连接油泵(10)，油泵(10)通过回油管路连接膨胀机机头（1），按照液态热介质的流经的顺序，热介质泵(7)、蒸发器（5）、预热器依次通过热介质管路连接；其中，
所述膨胀机机头（1），用于工质膨胀做工，使工质的热能转换为机械能，
所述冷凝器（2），利用空气将工质冷凝成液态并过冷；
所述工质增压泵（3），用于提高工质的压力；
所述预热器（4），利用液态热介质的热量将液态工质的温度提升以便蒸发；
所述蒸发器（5），利用液态热介质的热量将工质加热蒸发；
所述气液分离器(6)，用于将工质中的液态部分分离出来；
所述热介质泵(7)，用于提高液态热介质的动力；
所述油分离器(9)，用于将工质中的机油分离出来；
所述油泵(10)，用于将机油输送回膨胀机机头，所述冷凝器（2）采用风冷式冷凝器。
2.根据权利要求1所述的膨胀发电系统，其特征在于：所述连接油分离器(9)、冷凝器（2）之间的工质管路以及连接冷凝器（2）、工质增压泵（3）之间的工质管路均与回热器（8）连接，所述回热器（8），用于回收冷凝（2）的热量以节省能源。
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