CN104329130A - 高热效率中低温余热有机郎肯动力循环发电机系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高热效率中低温余热有机郎肯动力循环发电机系统，包括：冷凝器、回热器、膨胀机、变流装置、发电机、蒸发器、工质泵和储液罐；冷凝器的出口连接储液罐再经工质泵连接到回热器；涡轮膨胀机的入口与蒸发器出口相连，涡轮膨胀机的出口接入到回热器，回热器设置有两个出口并分别连接到冷凝器、蒸发器；涡轮膨胀机紧固在发电机轴伸端，涡轮膨胀机驱动发电机转子旋转进行能量转换，再经变流装置变换后对外输出电能。本发明通过回热器再次的利用了对泵入的高压介质进行预热，减轻了蒸发器的换热面积制造成本，而乏气的余温在回热器中也进行的能量交换，进入冷凝器的工质温度也降低了，从而提高了冷凝器的冷凝效果，提高整个系统热效率。

Description

高热效率中低温余热有机郎肯动力循环发电机系统

技术领域

本发明属于新型的中低温余热回收和高效率转换领域，具体涉及一种高热效率中低温余热有机郎肯动力循环发电机系统。

背景技术

我国工业的快速发展是建立在能源的一次利用的基础上，但是很多能源的利用率并不高。中低温余热有机郎肯动力循环发电机系统热能回收利用的一种方式，将利用生产过程中多余的废气、废液以及地热等的热能转换为电能的技术，但是目前对中温(温度介于200℃-650℃之间)、低温(温度在230℃以下)的余热的热利用率较低，不仅造成了大量能源资源的浪费，也给环境造成了很大的污染和破坏。

发明内容

本发明的目的是针对目前现有中低温余热有机郎肯动力循环发电机系统热利用率较低的问题，提供一种高热效率中低温余热有机郎肯动力循环发电机系统发电系统，通过增加一套回热装置，使发电系统实现高效率、可靠性更高的运行。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

高热效率中低温余热有机郎肯动力循环发电机系统，包括：冷凝器、回热器、膨胀机、变流装置、发电机、蒸发器、工质泵和储液罐；所述冷凝器的出口连接储液罐再经工质泵连接到回热器；所述涡轮膨胀机的入口经管路与蒸发器出口相连，涡轮膨胀机的出口通过管路接入到回热器，所述回热器设置有两个出口并分别连接到冷凝器、蒸发器；所述涡轮膨胀机紧固在发电机轴伸端，变流装置与发电机连接，涡轮膨胀机驱动发电机转子旋转进行能量转换，再经变流装置变换后对外输出电能。

进一步，所述工质泵将储液罐中的低温低压有机工质高压泵入到回热器中与已做功乏气的余热进行能量交换；所述蒸发器通过定压吸热方式将有机工质加热，有机工质通过吸热发生相变由液态变为气态；涡轮膨胀机里的有机工质发生的是膨胀过程，气态的有机工质急速膨胀驱动涡轮膨胀机旋转，进而驱动发电机的旋转转换成电能，再经变流装置对外输出所需的电能；回热器中泵入的高压做功介质与已做功乏气的余热进行热能转换，最后回到冷凝器内部定压放热，由气态恢复到液态。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

本发明提供的高热效率中低温余热有机郎肯动力循环发电机系统，通过回热器再次利用已做功的乏气余温对泵入的高压低温做功介质进行预热，进行热能量的交换，从而使进入蒸发器的做功介质温度升高，减少了蒸发器的换热面积和制造成本；另外已做功的乏气余温在回热器中还与泵入的高压做功介质进行能量交换，使进入冷凝器的做功介质温度也降低了，从而提高了冷凝器的冷凝效果；已做功的乏气和将要做功的介质发生热能量相互交换和利用，不仅降低了回热器和冷凝器的制造成本，也提高了整个系统的热利用率。

附图说明

图1高热效率中低温余热有机郎肯动力循环发电机系统的示意图。

图中：1、冷凝器，2、回热器，3、涡轮膨胀机，4、变流装置，5、发电机，6、蒸发器，7、工质泵，8、储液罐。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。

如图1所示，本发明实施例的高热效率中低温余热有机郎肯动力循环发电机系统，包括：冷凝器1、回热器2、膨胀机3、变流装置4、发电机5、蒸发器6、工质泵7和储液罐8；冷凝器1的出口连接储液罐8再经工质泵7连接到回热器2；所述涡轮膨胀机3的入口经管路与蒸发器6出口相连，涡轮膨胀机3的出口通过管路接入到回热器2，所述回热器2设置有两个出口并分别连接到冷凝器1、蒸发器6；所述涡轮膨胀机3紧固在发电机5轴伸端，变流装置4与发电机5连接，涡轮膨胀机3驱动发电机5转子旋转进行能量转换，再经变流装置4变换后对外输出电能，涡轮膨胀机的结构型式为径向轴流式结构。

工质泵7将储液罐8中的低温低压有机工质高压泵入到回热器2中与已做功乏气的余热进行能量交换；蒸发器6通过定压吸热方式将有机工质加热，有机工质通过吸热发生相变由液态变为气态；涡轮膨胀机3里的有机工质发生的是膨胀过程，气态的有机工质急速膨胀驱动涡轮膨胀机3旋转，进而驱动发电机5的旋转转换成电能，再经变流装置4对外输出所需的电能；回热器2中泵入的高压做功介质与已做功乏气的余热进行热能转换，最后回到冷凝器1内部定压放热，由气态恢复到液态。

本发明实施例的循环发电机系统的工作过程如下：工质泵7将储液罐8中的有机工质加压泵入到回热器2中对工质进行预热，再进入蒸发器6里；从蒸发器6出来高温高压的工质进入涡轮膨胀机3里，然后从排气口出来进入回热器2中与泵入的工质进行热交换，再回到冷凝器1，最后回到储液罐8，从而完成一个循环。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含与本案的专利范围中。

Claims (2)

1.高热效率中低温余热有机郎肯动力循环发电机系统，其特征在于，包括：冷凝器(1)、回热器(2)、膨胀机(3)、变流装置(4)、发电机(5)、蒸发器(6)、工质泵(7)和储液罐(8)；所述冷凝器(1)的出口连接储液罐(8)再经工质泵(7)连接到回热器(2)；所述涡轮膨胀机(3)的入口经管路与蒸发器(6)出口相连，涡轮膨胀机(3)的出口通过管路接入到回热器(2)，所述回热器(2)设置有两个出口并分别连接到冷凝器(1)、蒸发器(6)；所述涡轮膨胀机(3)紧固在发电机(5)轴伸端，变流装置(4)与发电机(5)连接，涡轮膨胀机(3)驱动发电机(5)转子旋转进行能量转换，再经变流装置(4)变换后对外输出电能。

2.根据权利要求1所述高热效率中低温余热有机郎肯动力循环发电机系统，其特征在于：所述工质泵(7)将储液罐(8)中的低温低压有机工质高压泵入到回热器(2)中与已做功乏气的余热进行能量交换；所述蒸发器(6)通过定压吸热方式将有机工质加热，有机工质通过吸热发生相变由液态变为气态；涡轮膨胀机(3)里的有机工质发生的是膨胀过程，气态的有机工质急速膨胀驱动涡轮膨胀机(3)旋转，进而驱动发电机(5)的旋转转换成电能，再经变流装置(4)对外输出所需的电能；回热器(2)中泵入的高压做功介质与已做功乏气的余热进行热能转换，最后回到冷凝器(1)内部定压放热，由气态恢复到液态。