CN104074565A - 一种工质浓度可调的氨水动力循环系统 - Google Patents

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盖东兴
张佳佳
周全
叶理德
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Abstract

一种工质浓度可调的氨水动力循环系统，包括蒸发器、透平机、闪蒸器、冷凝器、循环泵等，氨水在闪蒸器中蒸发生成为稀氨溶液和富氨蒸汽，稀氨溶液和富氨蒸汽和基础溶液在高压冷凝器混合后由循环泵输往在蒸发器内加热生成高温蒸汽，高温蒸汽通过透平机膨胀做功，做功后乏汽与稀氨溶液混合后回流至低压闪蒸器冷凝器，通过对进入闪蒸器的氨液温度控制来改变富氨蒸汽的浓度从而改变工作溶液的浓度，控制工作溶液的浓度从而提高氨水动力循环系统的发电效率。

Description

一种工质浓度可调的氨水动力循环系统
技术领域
本发明涉及工质氨水动力循环系统，尤其是指提供一种工质浓度可调的氨水动力循环系统。 
背景技术
氨水动力循环系统是一种将热能转化成动能的一种热力循环装置，由于氨水的特殊性即在任何给定的压力条件下，氨水沸腾/凝结都是在“变温”条件下完成的，这和单一工质在“恒定的”温度条件下沸腾/凝结是截然不同的，正是由于氨水这种特有的物理性质，使其在与热源换热过程中可减少传热过程中的不可逆损失，从而提高其热效率，研究表明：在中低温热源氨水动力循环比单一工质的有机朗肯循环的热效率高15-50%，是最有发展潜力的中低温热源发电技术。 
氨水动力循环比单一工质的朗肯循环复杂，其主要由蒸发-透平子系统和冷凝-分馏子系统组成，其比单一工质的朗肯循环多了一套复杂的分馏系统，且整个系统在不同的位置氨水浓度差异很大，使得氨水动力循环在结构上和控制上都比较复杂。本发明的目的在于有效控制氨水动力循环各部件内的氨水浓度，使氨水动力循环效率达到最优。 
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的主要目的在于提供一种工质浓度可调的氨水动力循环系统精确控制进入闪蒸器的溶液的流量及温度，从而控制闪蒸器出口富氨蒸汽的浓度及流量，实现工作溶液的浓度控制。 
为达成上述目的，本发明应该的技术方案是：一种工质浓度可调的氨水动力循环系统，包括蒸发器、透平机、闪蒸器、冷凝器，氨水在闪蒸器中蒸发生成为稀氨溶液和富氨蒸汽，稀氨溶液和富氨蒸汽和基础溶液在高压冷凝器混合成工作溶液后，通过高压泵送往在蒸发器内加热生成高温蒸汽，高温蒸汽通过透平机膨胀做功，做功后乏汽与稀氨溶液混合成基础溶液后回流至闪蒸器低压冷凝器，低压冷凝器内的工质通过低压泵分别送入高压冷凝器和闪蒸器，进入闪蒸器的基础溶液先后经过第二回热器、第一回热器、换热器、电加热器然后进入闪蒸器。 
本发明与现有技术相比，其有益效果是：一是低压冷凝器与高压冷凝器之间通过基础溶液分支管路连接，基础溶液分支管路上设有第一流量控制阀，第一流量控制阀合理的分配从低压冷凝器进入闪蒸器的流量；二是通过控制进入换热器的热源流量及电加热器的功率能有效的调节进入闪蒸器氨溶液的温度，从而可有效控制闪蒸器产生稀氨溶液及富氨蒸汽的浓度和流量；总之，本发明具有结构合理、安全可靠、检修维护方便等优点，将工质氨水动力系统的利用效率提高了10%-20%。 
附图说明
图1是本实施例结构示意图。 
如图， 1-蒸发器；2-透平机；3-回热器；4-闪蒸器；5-回热器；6-节流阀；7-第二流量控制阀；8-换热器；9-低压冷凝器；10-低压泵；11-高压冷凝器；12-高压泵；13-第一流量控制阀；14-热源进口管路；15-热源出口管路；16-高压工作溶液管路；17-中压工作溶液管路；18-冷却水进口管路；19-冷却水出口管路；20-基础溶液管路；21-基础溶液分支管路；22-基础溶液回流管路；23-低压工作溶液管路；24-稀氨溶液管路；25-富氨蒸汽管路；26-工作蒸汽管路；27-热源分支管路； 28-热源分支回路管路；29-发电机；30-电加热器。 
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。 
参见图1，一种工质浓度可调的氨水动力循环系统，包括蒸发器1、透平机2、第一回热器3、闪蒸器4、电加热器30，透平机2与发电机29、低压冷凝器9、高压冷凝器11、低压泵10、高压泵12机械连接，蒸发器1通过热源进口管路14和出口管路15与热源接通，热源温度可在一定温度范围内波动，氨水在闪蒸器4中蒸发生成为稀氨溶液和富氨蒸汽，稀氨溶液和富氨蒸汽和基础溶液在高压冷凝器内混合成工作溶液，工作溶液通过高压泵12输往在蒸发器1内加热生成高温蒸汽，高温蒸汽通过透平机2膨胀对做功带动发电机29做功发电，做功后乏汽与稀氨溶液混合成基础溶液回流至闪蒸器4低压冷凝器9；基础溶液通过低压泵10一路通过控制阀13输往高压冷凝器，另一路通过第二回热器5、第一回热器3、换热器8和电加热器30然后进入闪蒸器4经过高压冷凝器11与透平机2串联，；闪蒸器4通过富氨蒸汽管路25接入高压冷凝器11，高压冷凝器11通过中压工作溶液管路17接入高压泵12，高压泵12通过工作溶液管路16接入连接蒸发器1，工作蒸汽管路26连接与工作溶液管路16接通、并穿过蒸发器1与透平机2连接； 
基础溶液管路20与低压工作溶液管路23串联，透平机2经过基础溶液管路20与低压工作溶液管路23与低压冷凝器9连接，低压冷凝器9通过基础溶液管路22与闪蒸器4串联，基础溶液管路22与闪蒸器1相接处设有电加热器30，低压泵10将低压冷凝器9内的基础溶液输入闪蒸器4，基础溶液回流管路22、低压工作溶液管路23均通过第一回热器3，第一回热器3将低压工作溶液管路23热量交换到基础溶液管路22；
低压冷凝器9与高压冷凝器11之间通过基础溶液分支管路21连接，基础溶液分支管路21上设有第一流量控制阀13，通过调节第一流量控制阀13可以有控制从低压冷凝器9流入高压冷凝器11的氨溶液的量，同时调节进入闪蒸器4的氨溶液量；
低压冷凝器9、高压冷凝器11通过冷却水进口管路18将低温冷水引入、并进行热量交换，再通过冷却水出口管路19将高温水排出。
基础溶液回流管路22上设还有第二回热器5，稀氨溶液管路24一端连接闪蒸器4底部、另一端与低压基础溶液管路20连接、并通过低压基础溶液管路20与低压冷凝器9接通，稀氨溶液管路24通过第二回热器5将稀氨溶液管路24热量交换到基础溶液回流管路20；稀氨溶液管路24上设有节流阀6。 
换热器8通过热源分支管路27、28与热源连通，热源分支管路27上设有第二流量控制阀7，基础溶液回流管路22通过换热器8接入进入电加热器30与闪蒸器4接通。 
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 

Claims (7)

1.一种工质浓度可调的氨水动力循环系统，其特征在于：所述动力循环系统包括蒸发器、透平机、闪蒸器、冷凝器、循环泵，氨水在闪蒸器中蒸发生成为稀氨溶液和富氨蒸汽，富氨蒸汽和基础溶液在高压冷凝器内混合后由高压泵输往蒸发器加热生成高温蒸汽，高温蒸汽通过透平机膨胀做功，做功后乏汽与稀氨溶液混合后回流至低压冷凝器；
所述闪蒸器经过高压冷凝器与蒸发器、透平机相串联，所述蒸发器设在连接高压冷凝器与透平机的管道上，高压冷凝器内液体工质通过高压泵输送至蒸发器；
所述透平机经过回热器与低压冷凝器串联，低压冷凝器内工质通过低压泵输送至闪蒸器和高压冷凝器；
所述低压冷凝器与高压冷凝器之间通过基础溶液分支管路连接，所述基础溶液分支管路上设有第一流量控制阀。
2.如权利要求1所述的一种工质浓度可调的氨水动力循环系统，其特征在于：所述的动力循环系统还包括第一回热器，所述透平机连接低压冷凝器的工作溶液管路和低压冷凝器连接闪蒸器的低压基础溶液管路均通过第一回热器，第一回热器将低压工作溶液管路热量交换到基础溶液管路。
3.如权利要求2所述的一种工质浓度可调的氨水动力循环系统，其特征在于：所述基础溶液支路上设有第二回热器，稀氨溶液管路一端连接闪蒸器底部、另一端与低压冷凝器连通，稀氨溶液管路通过第二回热器，第二回热器将稀氨溶液管路热量交换到基础溶液管路。
4.如权利要求3所述的一种工质浓度可调的氨水动力循环系统，其特征在于：所述稀氨溶液管路上设有节流阀。
5.如权利要求1所述的一种工质浓度可调的氨水动力循环系统，其特征在于：所述动力循环系统还包括换热器，换热器与热源连通，低压冷凝器进入闪蒸器的管道经过换热器。
6.如权利要求1所述的一种工质浓度可调的氨水动力循环系统，其特征在于：所述动力循环系统还包括电加热器，换热器通过电加热器与闪蒸器连接。
7.如权利要求1所述的一种工质浓度可调的氨水动力循环系统，其特征在于：所述热源温度可在一定温度范围内波动，随着热源温度波动，调整进入蒸发器的工作溶液的浓度与热源温度相匹配，从而使整个系统的发电效率最高。
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