CN107035438A - 一种采用引射器的有机朗肯循环汽轮发电机组冷却系统 - Google Patents

一种采用引射器的有机朗肯循环汽轮发电机组冷却系统 Download PDF

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Abstract

本发明及一种采用引射器的有机朗肯循环汽轮发电机组冷却系统，包括有机朗肯循环发电系统和冷却系统，冷却系统用于对有机朗肯循环发电系统中的发电机进行冷却；冷却系统包括水冷却回路和气态有机工质冷却回路，水冷却回路包括由冷却水管依次串联的冷却器、水箱、水泵、发电机；气态有机工质冷却回路为引射器引射气态有机工质冷却回路，引射器为设有三个端口的三通结构，定义三个端口分别为第一端口、第二端口和第三端口，第一端口与透平的入口并联，第二端口连接发电机，第三端口与透平的出口连通后与发电机并联。本发明通过设立气态有机工质冷却回路和水冷却回路的双冷却系统，采用气态有机工质与水共同对发电机实施冷却。

Description

一种采用引射器的有机朗肯循环汽轮发电机组冷却系统
技术领域：
本发明属于有机朗肯循环低温余热发电领域，具体涉及一种采用引射器的有机朗肯循环汽轮发电机组冷却系统。
背景技术：
目前，能源利用率较低的主要原因为是大量的工业余热没有得到充分利用，而有机朗肯循环低温余热发电技术是利用沸点低的有机工质为循环介质对工业余热(90-300℃)进行回收的有效手段。传统发电机多采用风冷结构，如专利名称为：一种电机风冷冷却结构，授权公告号为：CN 203883620U，其介绍发电机普遍采用风冷对发电机内部进行冷却；专利名称为：一种双风路水冷电机冷却系统，授权公告号为：CN205304506U，其介绍可采用风冷与水冷共同作用冷却发电机。因为有机朗肯循环发电装置采用有机工质循环做功，整个系统对有机工质的纯度与密封有严格的要求，因此要保证工质的做功能力不能采用如上述两个专利所代表的传统风冷措施。
发明内容：
本发明为了解决传统风冷与水冷的电机冷却方式无法对有机朗肯循环发电装置中的一体化汽轮发电机组进行冷却的问题，本发明提供了一种采用引射器的有机朗肯循环汽轮发电机组冷却系统，通过采用气态有机工质冷却回路和和水冷却回路的双冷却回路，解决了有机朗肯循环发电装置中一体化汽轮发电机组冷却必须采用有机工质气体的技术难题。
本发明采用的技术方案在于：一种采用引射器的有机朗肯循环汽轮发电机组冷却系统，包括有机朗肯循环发电系统和冷却系统，所述冷却系统用于对有机朗肯循环发电系统中的发电机进行冷却；有机朗肯循环发电系统包括工质泵、蒸发器、透平、冷凝器、储液罐和发电机，所述工质泵、蒸发器、透平、冷凝器、储液罐由金属管道依次串联形成有机工质循环回路，发电机与透平同轴连接；
所述冷却系统包括发电机组的水冷却回路和发电机组的气态有机工质冷却回路，所述发电机组的水冷却回路包括由冷却水管依次串联的冷却器、水箱、水泵、发电机；所述发电机组的气态有机工质冷却回路为引射器引射气态有机工质冷却回路，所述引射器为设有三个端口的三通结构，定义三个端口分别为第一端口、第二端口和第三端口，所述第一端口与透平的入口并联，第二端口连接发电机，第三端口与透平的出口连通后与发电机并联。
优选地，所述冷凝器和冷却器均采用水冷式。
本发明的有益效果是：通过设立气态有机工质冷却回路和水冷却回路的双冷却系统，采用气态有机工质冷却与水冷却共同对发电机实施冷却。其中通过气态有机工质冷却发电机，可以保证有机朗肯循环发电系统同轴一体化汽轮发电机组的密封性与工质纯度，而且通过设立引射器从系统内部引出气体对发电机进行冷却，节省成本与空间，易于维修替换，减少耗电设备，可以使有机朗肯循环发电系统的发电效率提高3％～5％。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中引射器的结构示意图；
其中：工质泵1、蒸发器2、透平3、冷凝器4、储液罐5、引射器6、发电机7、冷却器8、水箱9、水泵10、喷管11、混合室12、扩压管13、第一端口A1、第二端口A2、第三端口A3。
具体实施方式：
如图1所示，本发明的一种采用引射器的有机朗肯循环汽轮发电机组冷却系统，包括有机朗肯循环发电系统和冷却系统，所述冷却系统用于对有机朗肯循环发电系统中的发电机7进行冷却；有机朗肯循环发电系统包括工质泵1、蒸发器2、透平3、冷凝器4、储液罐5和发电机7，所述工质泵1、蒸发器2、透平3、冷凝器4、储液罐5由金属管道连接依次串联形成有机工质循环回路，发电机7与透平3同轴连接。
所述冷却系统包括发电机组的水冷却回路和发电机组的气态有机工质冷却回路，所述发电机组的水冷却回路包括由冷却水管依次串联的冷却器8、水箱9、水泵10、发电机7；所述发电机组的气态有机工质冷却回路利用透平3出口的压力大于喷管11出口的压力，通过引射器6引射有机工质气体对发电机7转子进行冷却形成气态有机工质冷却回路。如图2所示，所述引射器6为设有三个端口的三通结构，定义三个端口分别为第一端口A1、第二端口A2、第三端口A3、喷管11、混合室12、扩压管13，所述喷管11的入口为第一端口A1，喷管11的出口端分别与混合室12的入口和第二端口A2入口连通，混合室12的另一端与扩压管13连通，扩压管13的出口为第三端口A3。所述引射器6的第一端口A1与透平3的入口由管道并列连接，引射器6的第二端口A2连接发电机7，引射器6的第三端口A3与透平3的出口通过金属管道连通后与发电机7并联。
所述发电机组的水冷却回路包括由冷却水管依次串联的冷却器8、水箱9、水泵10、发动机7，冷却水由水泵10提供循环动力进入发电机7后对发电机7定子进行冷却，冷却水对发电机7进行冷却后，进入冷却器8冷却降温，冷却水冷却电机后经过冷却器8降温后进入水箱9，再由水箱9进入水泵10完成水冷循环。
所述发电机组的气态有机工质却回路和发电机组的水冷却回路可实现气态有机工质与水冷共同对发电机7进行冷却。
进一步优选，所述冷凝器4和冷却器8均可以采用水冷式。
工作过程：
工质泵1提供工质循环的动力，工质在蒸发器2吸收余热能量，吸收余热能量后的气态有机工质在透平3内做功将内能转化成透平3叶片的动能，再通过同轴一体化的汽轮发电机组将动能转化为电能发电，在透平3内做功后的乏气进入冷凝器4凝结为液体后流入储液罐5，储液罐5中的有机工质液体再经工质泵1加压循环做功。发电机7的气态有机工质冷却回路中的气体由透平3出口的有机工质组成，透平3出口的气态有机工质由于引射器6的引射作用流经发电机7对转子进行冷却后由第二端口A2进入混合室12，透平3入口的气态有机工质从引射器6的第一端口A1入口进入喷管11中，由第一端口A1、第二端口A2进入的气体在混合室12内进行混合，再经由扩压管13从第三端口A3返回透平3的出口。
由冷却水管依次串联的冷却器8、水箱9、水泵10、发电机7形成发电机组的水冷却回路，冷却水由水泵10提供循环动力进入发电机7对其定子进行冷却，冷却水对发电机7进行冷却后，进入冷却器8冷却降温，冷却水冷却发电机7后经过冷却器8降温后进入水箱9，再由水泵10加压完成液体冷却循环，完成气态有机工质与液态水相结合共同作用对发电机7进行冷却。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种采用引射器的有机朗肯循环汽轮发电机组冷却系统，其特征在于：包括有机朗肯循环发电系统和冷却系统，所述冷却系统用于对有机朗肯循环发电系统中的发电机(7)进行冷却；
有机朗肯循环发电系统包括工质泵(1)、蒸发器(2)、透平(3)、冷凝器(4)、储液罐(5)和发电机(7)，所述工质泵(1)、蒸发器(2)、透平(3)、冷凝器(4)、储液罐(5)由金属管道依次串联形成有机工质循环回路，发电机(7)与透平(3)同轴连接；
所述冷却系统包括发电机组的水冷却回路和发电机组的气态有机工质冷却回路，所述发电机组的水冷却回路包括由冷却水管依次串联的冷却器(8)、水箱(9)、水泵(10)、发电机(7)；所述发电机组的气态有机工质冷却回路为引射器(6)引射气态有机工质冷却回路，所述引射器(6)为设有三个端口的三通结构，定义三个端口分别为第一端口(A1)、第二端口(A2)和第三端口(A3)，所述第一端口(A1)与透平(3)的入口并联，第二端口连接发电机(7)，第三端口(A3)与透平(3)的出口连通后与发电机(7)并联。
2.根据权利要求1所述一种采用引射器的有机朗肯循环汽轮发电机组冷却系统，其特征在于：所述冷凝器(4)和冷却器(8)均采用水冷式。
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