CN104481613A - 一种低品位热能再热循环利用双驱发电机发电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低品位热能再热循环利用双驱发电机发电系统，包括冷凝器，冷凝器通过管道连接储液罐的入口、储液罐的入口通过管道连接工质泵的入口，工质泵的出口通过管道连接蒸发器入口；蒸发器的出口通过管道分别连接膨胀机Ⅱ的入口和再热器的出口，再热器的出口还通过管道连接膨胀机Ⅰ的入口，膨胀机Ⅱ的出口通过管道连接再热器的入口，膨胀机Ⅰ的出口通过管道连接冷凝器的入口，膨胀机Ⅰ和膨胀机Ⅱ通过转动轴连接发电机，发电机位于膨胀机Ⅰ和膨胀机Ⅱ的中间，发电机通过导线连接并网型变流器，并网型变流器通过导线连接外部设备。本发明的有益效果是采用双驱发电、运行可靠，经输出功率高，热能利用率高。
Description
技术领域
本发明属于低温余热有机朗肯循环发电技术领域，涉及一种低品位热能再热循环利用双驱发电机发电系统。
背景技术
近现代工业文明的崛起和世界各国经济的飞速发展，在新能源的开发利用过程中，风能、太阳能、生物质能、海洋能、地热能等能源逐渐得到了利用，但是我国工业的快速发展建立在资源和能源的一次利用的基础上，其能源的利用效率并不高，很多能源在一次利用后无法回收利用，且给环境造成了很大的污染和破坏。以陶瓷、水泥、玻璃、钢铁等制造公司，排除大量废热、废气、废烟等余热资源大约占到工业总能耗量的20％。余热资源大体可以分为：高温(温度高于650℃)、中温(温度介于200℃-650℃之间)、低温(温度在230℃以下)。目前，中高温余热已经得到利用，特别对低品位(温度200℃以下)的热能利用很少，基本都排放掉，且利用效率很低。
目前低品位一次循环的热能发电机系统净输出功不高。单驱动发电系统中，由于发电机不只是受到径向应力，还受到一个很大的单向轴向力，对发电机中的轴承的要求很高，可靠性低，不适合转速很高的场合。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低品位热能再热循环利用双驱发电机发电系统，解决了现有低品位的热能有机朗肯循环余热发电系统净输出功比较低、可靠性低和维护周期长的问题
本发明所采用的技术方案是包括冷凝器，冷凝器通过管道连接储液罐的入口、储液罐的入口通过管道连接工质泵的入口，工质泵的出口通过管道连接蒸发器入口；蒸发器的出口通过管道分别连接膨胀机Ⅱ的入口和再热器的出口，再热器的出口还通过管道连接膨胀机Ⅰ的入口，膨胀机Ⅱ的出口通过管道连接再热器的入口，膨胀机Ⅰ的出口通过管道连接冷凝器的入口，膨胀机Ⅰ和膨胀机Ⅱ通过转动轴连接发电机，发电机位于膨胀机Ⅰ和膨胀机Ⅱ的中间，发电机通过导线连接并网型变流器，并网型变流器通过导线连接外部设备。
进一步，所述并网型变流器通过导线连接的外部设备包括电网、工厂内部的微网或独立负载。
进一步，所述发电机采用双轴伸的结构型式，膨胀机Ⅰ和膨胀机Ⅱ分别紧固在发电机的前后轴伸端，轴伸处用对称的双平键传递能量。
进一步，所述膨胀机Ⅰ和膨胀机Ⅱ为径向轴流式结构，叶片的偏移方向相反。
进一步，所述储液罐具有液位可视窗口，能观测工质储存情况。
本发明的有益效果是采用双驱发电、运行可靠，经输出功率高，热能利用率高。
附图说明
图1是本发明低品位热能再热循环利用双驱发电机发电系统结构示意图。
图中，1.冷凝器，2.膨胀机Ⅰ，3.并网型变流器，4.膨胀机Ⅱ，5.发电机，6.再热器，7.蒸发器，8.工质泵，9.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进行详细说明。
如图1所示，本发明包括冷凝器1，冷凝器1通过管道连接储液罐9的入口、储液罐9的入口通过管道连接工质泵8的入口，工质泵8的出口通过管道连接蒸发器7入口；蒸发器7的出口通过管道分别连接膨胀机Ⅱ4的入口和再热器6的出口，再热器6的出口还通过管道连接膨胀机Ⅰ2的入口，膨胀机Ⅱ4的出口通过管道连接再热器6的入口，膨胀机Ⅰ2的出口通过管道连接冷凝器1的入口，膨胀机Ⅰ2和膨胀机Ⅱ4通过转动轴连接发电机5，发电机5位于膨胀机Ⅰ2和膨胀机Ⅱ4的中间，发电机5通过导线连接并网型变流器3，并网型变流器3通过导线连接外部设备。储液罐9具有液位可视窗口，能观测工质储存情况。发电机5在膨胀机Ⅰ2和膨胀机Ⅱ4的驱动下旋转进行能量转换，发电机5产生的电能经并网型变流器3变换后对外输出电能。变换后并入电网，或并入工厂内部的微网，或给独立负载供电。就实现了低品位热能转换成可利用的电能。优选的，发电机采用双轴伸的结构型式，膨胀机Ⅰ2和膨胀机Ⅱ4通过转动轴连接发电机5，其轴连接方式为膨胀机Ⅰ2，膨胀机Ⅱ4紧固在发电机的前后轴伸端，轴伸处用对称的双平键传递能量。储液罐9对系统的启动具有缓冲和停机检修时工质储存作用。
发电机5、膨胀机Ⅰ2和膨胀机Ⅱ4的做功工质互相流通，在机座上分别设有与工质泵8连接的冷却液进口和与冷凝器1连接的冷却液出口，发电机5包括转子部件和有绕组的定子部件，均由冷却介质冷却，冷却介质或空气，使得高速旋转的转子得到充分的冷却，有效的降低转子温度。发电机5可卧式安装，双轴伸结构。
具体的，工厂的废热或地热等低品味的热源直接或转换成热水进入与蒸发器7后的低温低压的做功工质进行热交换，液态低沸点工质在受热后变成气态，驱动膨胀机Ⅱ4带动发电机5旋转做功，再把已经对膨胀机Ⅱ4的做功的工质经过再热器6再次进行加热加压，再次驱动膨胀机Ⅰ2带动发电机5旋转做功，实现热能-机械能-电能的两次循环利用能量和转换，提高系统热电转换效率，即增加了总输出功率；对膨胀机Ⅰ2做功完成的介质经管道回到冷凝器1冷凝后变成液态，液态介质在工质泵8的压力下又回到蒸发器7和再热器6中继续循环。
本发明采用双膨胀机驱动，膨胀机结构型式为径向轴流式结构。且外形机械结构尺寸可相同，也可不同，但叶片的偏移方向相反。
本发明还具有的优点有：在两台膨胀机的驱动下旋转，通过两台膨胀机相互抵消轴向推力，减小局部应力和轴承摩擦损耗，使得发电机具有很高的可靠性，增加发电机的使用寿命，提高整个系统效率。
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种低品位热能再热循环利用双驱发电机发电系统，其特征在于：包括冷凝器(1)，冷凝器(1)通过管道连接储液罐(9)的入口、储液罐(9)的入口通过管道连接工质泵(8)的入口，工质泵(8)的出口通过管道连接蒸发器(7)入口；蒸发器(7)的出口通过管道分别连接膨胀机Ⅱ(4)的入口和再热器(6)的出口，再热器(6)的出口还通过管道连接膨胀机Ⅰ(2)的入口，膨胀机Ⅱ(4)的出口通过管道连接再热器(6)的入口，膨胀机Ⅰ(2)的出口通过管道连接冷凝器(1)的入口，膨胀机Ⅰ(2)和膨胀机Ⅱ(4)通过转动轴连接发电机(5)，发电机(5)位于膨胀机Ⅰ(2)和膨胀机Ⅱ(4)的中间，发电机(5)通过导线连接并网型变流器(3)，并网型变流器(3)通过导线连接外部设备。
2.按照权利要求1所述一种低品位热能再热循环利用双驱发电机发电系统，其特征在于：所述并网型变流器(3)通过导线连接的外部设备包括电网、工厂内部的微网或独立负载。
3.按照权利要求1所述一种低品位热能再热循环利用双驱发电机发电系统，其特征在于：所述发电机采用双轴伸的结构型式，膨胀机Ⅰ(2)和膨胀机Ⅱ(4)分别紧固在发电机的前后轴伸端，轴伸处用对称的双平键传递能量。
4.按照权利要求1所述一种低品位热能再热循环利用双驱发电机发电系统，其特征在于：所述膨胀机Ⅰ(2)和膨胀机Ⅱ(4)为径向轴流式结构，叶片的偏移方向相反。
5.按照权利要求1所述一种低品位热能再热循环利用双驱发电机发电系统，其特征在于：所述储液罐(9)具有液位可视窗口。
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