CN107060908B - 一种有机朗肯循环汽轮发电机组冷却系统及冷却方法 - Google Patents
一种有机朗肯循环汽轮发电机组冷却系统及冷却方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107060908B CN107060908B CN201710481435.6A CN201710481435A CN107060908B CN 107060908 B CN107060908 B CN 107060908B CN 201710481435 A CN201710481435 A CN 201710481435A CN 107060908 B CN107060908 B CN 107060908B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- generator
- working medium
- cooling
- turbine
- valve
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
- F01D25/12—Cooling
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
- F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
本发明属于有机朗肯循环低温余热发电技术领域,尤其涉及一种有机朗肯循环汽轮发电机组冷却系统及冷却方法,发电机与冷却器、水箱、水泵通过管路依次串联组成水冷却回路;气泵的一端连接透平的出口处管路,另一端连接发电机,发电机连接透平的出口处管路组成气泵抽吸气态有机工质冷却回路;发电机的一端连接透平的出口处,另一端连接引射器的A2口,引射器的A1口连接透平的入口处管路,引射器的A3口连接透平出口处的管路组成引射器引射气态有机工质冷却回路。保证有机朗肯循环同轴一体化发电机组的密封性与工质纯度,保证冷却足够充分,节省成本与空间,运行简单,不增加额外耗电设备,可提高有机朗肯循环余热发电装置的发电效率3%~5%。
Description
技术领域
本发明属于有机朗肯循环低温余热发电技术领域,尤其涉及一种有机朗肯循环汽轮发电机组冷却系统。
背景技术
我国既是能源生产大国也是能源消费大国,但是目前强大的能源生产能力仍不能满足我国的总体能源消费水平。针对能源生产与消费的主要矛盾,提高能源利用率是切实可行的方式。
目前能源利用率较低的主要原因是大量的工业余热没有得到充分利用。有机朗肯循环低温余热发电技术是回收低温余热(90-300℃)的有效手段,有机朗肯循环发电装置利用沸点低的有机工质为循环介质对工业余热进行回收。有机朗肯循环发电装置主要包括蒸发器、透平、冷凝器、储液罐、工质泵与发电机6个部分。工质泵提供工质循环的动力,工质在蒸发器吸收余热能量,吸收余热能量后的气态有机工质在透平内做功将内能转化成透平叶片的动能,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,在透平内做功后的乏气进入冷凝器凝结为液体后流入储液罐,储液罐中的有机工质液体再经工质泵做功升压后进入蒸发器吸收余热能量。
有机朗肯循环发电装置中的发电机由于运转会产生热量,如果热量不能及时散发,会减少发电机的使用寿命影响发电机的使用效果。现有技术中的发电机多采用风冷结构,如授权号为CN203883620U的专利“一种电机风冷冷却结构”所介绍的电机,采用风冷对电机内部进行冷却;授权号为CN205304506U的专利“一种双风路水冷电机冷却系统”所介绍可采用风冷与水冷共同作用冷却电机。但对采用有机工质透平的同轴一体化发电机组的有机朗肯循环发电装置中的发电机冷却,因为要保证工质的纯度与系统密封,不能采用如上述两种专利所代表的传统的风冷措施。
发明内容
本发明针对有机朗肯循环发电装置中的一体化汽轮发电机组不能采用传统的风冷的问题,提出了采用气态有机工质与水冷相结合对电机进行冷却的装置。
本发明的技术方案:
一种有机朗肯循环汽轮发电机组冷却系统,包括工质泵、蒸发器、透平、冷凝器、储液罐,发电机,所述工质泵、蒸发器、透平、冷凝器、储液罐通过管路依次串联连接组成有机朗肯循环发电系统主回路,所述发电机与透平同轴连接,所述透平与蒸发器之间的管路上设置有压力检测单元一,所述透平与冷凝器之间的管路上设置有压力检测单元二;
所述发电机与冷却器、水箱、水泵通过管路依次串联连接组成水冷却回路;
所述压力检测单元二与所述冷凝器之间的管路通过阀门三连接气泵的一端,气泵的另一端连接发电机,发电机通过阀门五连接压力检测单元二与所述冷凝器之间的管路组成气泵抽吸气态有机工质冷却回路;
所述压力检测单元二与所述冷凝器之间的管路通过阀门四连接发电机的一端,发电机的另一端通过阀门六连接引射器的A2口,所述引射器的A1口通过阀门一连接压力检测单元一与透平之间的管路,所述引射器的A3口通过阀门二连接压力检测单元二与所述冷凝器之间的管路组成引射器引射气态有机工质冷却回路。
进一步地,所述冷凝器、冷却器采用水冷却方式。
一种有机朗肯循环汽轮发电机组冷却方法,包括:气泵抽吸气态有机工质冷却回路、引射器引射气态有机工质冷却回路、水冷却回路三个并联设置的冷却循环回路,实现气态有机工质与水冷共同作用的发电机冷却循环,所述气泵抽吸气态有机工质冷却回路和引射器引射气态有机工质冷却回路根据透平入口处和出口处的压力差值进行切换;
在压力检测单元一测得的压力值减去压力检测单元二测得的压力值所得差值小于1MPa的状态下,开启阀门三,开启阀门五,关闭阀门一,关闭阀门二,关闭阀门四,关闭阀门六,透平出口的低温气态有机工质由气泵加压,压力升高后的气态有机工质流经电机进行冷却后流回透平出口进入冷凝器,完成气泵抽吸气态有机工质冷却回路循环;
在压力检测单元一测得的压力值减去压力检测单元二测得的压力值所得差值大于等于1MPa的状态下,开启阀门一,开启阀门二,开启阀门四,开启阀门六,关闭阀门三,关闭阀门五,透平出口的低温气态有机工质由引射器的引射作用流经电机进行冷却,后由A2入口进入混合室,透平入口的有机工质气体从引射器的A1入口进入引射器的喷嘴中,由A1,A2进入的气体在混合室内混合,再经由扩压管从出口A3流回透平3出口进入冷凝器4,完成引射器引射气态有机工质冷却回路循环;
冷却器,水箱,水泵依次串联形成发电机水冷回路,水由水泵提供循环动力进入发电机对发电机进行冷却,冷却水对发电机进行冷却后,进入冷却器冷却降温,水经过冷却器降温后进入水箱,再由水箱进入水泵完成水冷却回路循环。
本发明的有益效果为:
采用气态有机工质冷却与水冷共同作用的方式对发电机组冷却。通过将透平出口端的气态有机工质引入发电机来对发电机进行冷却,保证有机朗肯循环同轴一体化发电机组的密封性与工质纯度;根据透平进口压力和出口压力的差值,切换选择气泵抽吸气态有机工质冷却回路或引射器引射气态有机工质冷却回路来对发电机冷却,保证冷却足够充分;从系统内部引出气体对电机进行冷却,节省成本与空间,运行简单,不增加额外耗电设备,可提高有机朗肯循环余热发电装置的发电效率3%~5%。
附图说明
图1为一种有机朗肯循环汽轮发电机组冷却系统的整体结构示意图;
图2为图1中的引射器的结构示意图;
图中:1-工质泵;2-蒸发器;3-透平;4-冷凝器;5-储液罐;6-引射器;7-气泵;8-发电机;9-冷却器;10-水箱;11-水泵;12-压力检测单元一;13-压力检测单元二;14-阀门一;15-阀门二;16-阀门三;17-阀门四;18-阀门五;19阀门六;20-喷嘴;21-混合室;22-扩压管。
具体实施方式
以下将结合附图,对本发明进行详细说明:
结合图1、图2所示,本实施例公开的一种有机朗肯循环汽轮发电机组冷却系统,工质泵1、蒸发器2、透平3、冷凝器4、储液罐5通过管路依次串联连接组成有机朗肯循环发电系统主回路,发电机8与透平3同轴连接,透平3与蒸发器2之间的管路上设置有压力检测单元一12,透平3与冷凝器4之间的管路上设置有压力检测单元二13;
发电机8与冷却器9、水箱10、水泵11通过管路依次串联连接组成水冷却回路;
压力检测单元二13与冷凝器4之间的管路通过阀门三16连接气泵7的一端,气泵7的另一端连接发电机8,发电机8通过阀门五18连接压力检测单元二13与冷凝器4之间的管路组成气泵抽吸气态有机工质冷却回路;通过气泵7使透平3出口处的有机工质气体流经发电机8,从而对发电机8进行冷却。
压力检测单元二13与冷凝器4之间的管路通过阀门四17连接发电机8的一端,发电机8的另一端通过阀门六19连接引射器6的A2口,引射器6的A1口通过阀门一14连接压力检测单元一12与透平3之间的管路,引射器6的A3口通过阀门二15连接压力检测单元二13与冷凝器4之间的管路组成引射器引射气态有机工质冷却回路。
在透平3的入口处引出一部分有机工质气体进入引射器6的A1口,这部分有机工质气体速度增大压力降低从喷嘴20喷出,会卷吸透平3出口的有机工质气体,这样使得有机工质气体在压差的作用下流经发电机8内部,从而起到对发电机8的冷却作用。
具体地,冷凝器4、冷却器9采用水冷却方式。
一种有机朗肯循环汽轮发电机组冷却方法,包括:气泵抽吸气态有机工质冷却回路、引射器引射气态有机工质冷却回路、水冷却回路三个并连设置的冷却循环回路,实现气态有机工质与水冷共同作用的发电机冷却循环,气泵抽吸气态有机工质冷却回路和引射器引射气态有机工质冷却回路根据透平3入口处和出口处的压力差值进行切换;
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叶片的动能,再通过同轴一体化的汽轮发电机8将动能转化为电能发电,在透平3内做功后的气态有机工质乏气进入冷凝器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。
在压力检测单元一12测得的压力值减去压力检测单元二13测得的压力值所得差值小于1MPa的状态下,开启阀门三16,开启阀门五18,关闭阀门一14,关闭阀门二15,关闭阀门四17,关闭阀门六19,透平3出口的低温气态有机工质由气泵7加压,压力升高后的气态有机工质流经发电机8进行冷却后流回透平3出口进入冷凝器4,完成气泵抽吸气态有机工质冷却回路循环;
在压力检测单元一12测得的压力值减去压力检测单元二13测得的压力值所得差值大于等于1MPa的状态下,开启阀门一14,开启阀门二15,开启阀门四17,开启阀门六19,关闭阀门三16,关闭阀门五18,透平3出口的低温气态有机工质由引射器6的引射作用流经发电机8进行冷却,后由A2入口进入混合室21,透平3入口的有机工质气体从引射器6的A1入口进入引射器6的喷嘴20中,由A1,A2进入的气体在混合室21内混合,再经由扩压管22从出口A3流回透平3出口进入冷凝器4,完成引射器引射气态有机工质冷却回路循环;
冷却器9,水箱10,水泵11依次串联形成电机水冷回路,水由水泵11提供循环动力进入发电机8对电机定子进行冷却,冷却水对电机8进行冷却后,进入冷却器9冷却降温,水经过冷却器9降温后进入水箱10,再由水箱10进入水泵11完成水冷却回路循环。
本发明中的压力检测单元一12和压力检测单元二13采用量程为0-3MPa,精度等级为1%的压力传感器,为现有技术。
以上实施例只是对本专利的示例性说明,并不限定它的保护范围,本领域技术人员还可以对其局部进行改变,只要没有超出本专利的精神实质,都在本专利的保护范围内。
Claims (1)
1.一种有机朗肯循环汽轮发电机组冷却方法,其特征在于,一种有机朗肯循环汽轮发电机组冷却系统,包括工质泵(1)、蒸发器(2)、透平(3)、冷凝器(4)、储液罐(5),发电机(8)其特征在于,所述工质泵(1)、蒸发器(2)、透平(3)、冷凝器(4)、储液罐(5)通过管路依次串联连接,所述发电机(8)与透平(3)同轴连接,所述透平(3)与蒸发器(2)之间的管路上设置有压力检测单元一(12),所述透平(3)与冷凝器(4)之间的管路上设置有压力检测单元二(13);
所述发电机(8)与冷却器(9)、水箱(10)、水泵(11)通过管路依次串联连接组成水冷却回路;
所述压力检测单元二(13)与所述冷凝器(4)之间的管路通过阀门三(16)连接气泵(7)的一端,气泵(7)的另一端连接发电机(8),发电机(8)通过阀门五(18)连接压力检测单元二(13)与所述冷凝器(4)之间的管路组成气泵抽吸气态有机工质冷却回路;
所述压力检测单元二(13)与所述冷凝器(4)之间的管路通过阀门四(17)连接发电机(8)的一端,发电机(8)的另一端通过阀门六(19)连接引射器(6)的A2口,所述引射器(6)的A1口通过阀门一(14)连接压力检测单元一(12)与透平(3)之间的管路,所述引射器(6)的A3口通过阀门二(15)连接压力检测单元二(13)与所述冷凝器(4)之间的管路组成引射器引射气态有机工质冷却回路;
气泵抽吸气态有机工质冷却回路、引射器引射气态有机工质冷却回路、水冷却回路三个并联设置的冷却循环回路,实现气态有机工质与水冷共同作用的发电机冷却循环,所述气泵抽吸气态有机工质冷却回路和引射器引射气态有机工质冷却回路根据透平(3)入口处和出口处的压力差值进行切换;
在压力检测单元一(12)测得的压力值减去压力检测单元二(13)测得的压力值所得差值小于1MPa的状态下,开启阀门三(16),开启阀门五(18),关闭阀门一(14),关闭阀门二(15),关闭阀门四(17),关闭阀门六(19),透平(3)出口的低温气态有机工质由气泵(7)加压,压力升高后的气态有机工质流经发电机(8)进行冷却后流回透平(3)出口进入冷凝器(4),完成气泵抽吸气态有机工质冷却回路循环;
在压力检测单元一(12)测得的压力值减去压力检测单元二(13)测得的压力值所得差值大于等于1MPa的状态下,开启阀门一(14),开启阀门二(15),开启阀门四(17),开启阀门六(19),关闭阀门三(16),关闭阀门五(18),透平(3)出口的低温气态有机工质由引射器(6)的引射作用流经发电机(8)进行冷却,后由A2入口进入混合室(21),透平(3)入口的有机工质气体从引射器(6)的A1入口进入引射器(6)的喷嘴(20)中,由A1,A2进入的气体在混合室(21)内混合,再经由扩压管(22)从出口A3流回透平(3)出口进入冷凝器(4),完成引射器引射气态有机工质冷却回路循环;
冷却器(9),水箱(10),水泵(11)依次串联形成电机水冷回路,冷却水由水泵(11)提供循环动力进入发电机(8)进行冷却,冷却水对发电机(8)进行冷却后,进入冷却器(9)冷却降温,水经过冷却器(9)降温后进入水箱(10),再由水箱(10)进入水泵(11)完成水冷却回路循环。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710481435.6A CN107060908B (zh) | 2017-06-22 | 2017-06-22 | 一种有机朗肯循环汽轮发电机组冷却系统及冷却方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710481435.6A CN107060908B (zh) | 2017-06-22 | 2017-06-22 | 一种有机朗肯循环汽轮发电机组冷却系统及冷却方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107060908A CN107060908A (zh) | 2017-08-18 |
CN107060908B true CN107060908B (zh) | 2023-05-12 |
Family
ID=59595223
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710481435.6A Active CN107060908B (zh) | 2017-06-22 | 2017-06-22 | 一种有机朗肯循环汽轮发电机组冷却系统及冷却方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107060908B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111608741B (zh) * | 2020-05-29 | 2022-09-16 | 中国科学院上海高等研究院 | 一种发电机余热回收利用的orc系统 |
CN112880221B (zh) * | 2021-01-14 | 2021-11-30 | 山东大学 | 一种中低温热源驱动的功冷气联供系统 |
WO2022243457A1 (de) * | 2021-05-20 | 2022-11-24 | Turbo Systems Switzerland Ltd. | Gehäuse eines abgasturboladers mit einem kühlsystem, abgasturbolader und verfahren zum kühlen eines gehäuses eines abgasturboladers |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103206317A (zh) * | 2013-04-24 | 2013-07-17 | 哈尔滨广瀚新能动力有限公司 | 一种内燃发电机组余热梯级回收利用系统 |
CN203132371U (zh) * | 2013-03-26 | 2013-08-14 | 哈尔滨广瀚新能动力有限公司 | 一种基于有机朗肯循环的石灰窑烟气余热回收发电系统 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB269597A (en) * | 1927-04-19 | 1928-03-15 | Franz Windhausen | Improvements in and relating to the cooling of electric machines |
GB856071A (en) * | 1957-12-14 | 1960-12-14 | Licencia Talalmanyokat | Process and equipment for the artificial cooling of electrical generators |
US4301375A (en) * | 1980-01-02 | 1981-11-17 | Sea Solar Power, Inc. | Turbo-generator unit and system |
DE19528090C1 (de) * | 1995-07-31 | 1997-01-23 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zum schnellen Druckabbau in einer Anlage, insbesondere bei einem wasserstoffgekühlten Generator |
JP4286062B2 (ja) * | 2003-05-29 | 2009-06-24 | 株式会社荏原製作所 | 発電装置および発電方法 |
US8395288B2 (en) * | 2005-09-21 | 2013-03-12 | Calnetix Technologies, L.L.C. | Electric machine with centrifugal impeller |
CN201004578Y (zh) * | 2006-06-19 | 2008-01-09 | 孙景 | 水电站机组节能型循环冷却装置 |
JP6086726B2 (ja) * | 2012-12-28 | 2017-03-01 | 三菱重工業株式会社 | 発電システム、発電方法 |
CN205382965U (zh) * | 2015-12-28 | 2016-07-13 | 西安陕鼓动力股份有限公司 | 一种利用有机朗肯循环中工质对发电机冷却的装置 |
CN105703541A (zh) * | 2016-03-17 | 2016-06-22 | 中国科学院电工研究所 | 一种电机冷却系统 |
CN206801623U (zh) * | 2017-06-22 | 2017-12-26 | 哈尔滨广瀚新能动力有限公司 | 一种有机朗肯循环汽轮发电机组冷却系统 |
-
2017
- 2017-06-22 CN CN201710481435.6A patent/CN107060908B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN203132371U (zh) * | 2013-03-26 | 2013-08-14 | 哈尔滨广瀚新能动力有限公司 | 一种基于有机朗肯循环的石灰窑烟气余热回收发电系统 |
CN103206317A (zh) * | 2013-04-24 | 2013-07-17 | 哈尔滨广瀚新能动力有限公司 | 一种内燃发电机组余热梯级回收利用系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107060908A (zh) | 2017-08-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107060908B (zh) | 一种有机朗肯循环汽轮发电机组冷却系统及冷却方法 | |
CN104949541A (zh) | 发电厂凝汽器真空提高装置、方法及火力发电系统 | |
CN204923937U (zh) | 发电厂凝汽器真空提高装置及火力发电系统 | |
CN111608741A (zh) | 一种发电机余热回收利用的orc系统 | |
CN108362026A (zh) | 一种二氧化碳跨临界循环冷热电组合系统 | |
CN103032134B (zh) | 蒸汽动力热气体自身冷却系统 | |
CN208222902U (zh) | 一种二氧化碳跨临界循环冷热电组合系统 | |
CN107035438B (zh) | 一种采用引射器的有机朗肯循环汽轮发电机组冷却系统 | |
CN106940100B (zh) | 低温热源的复合利用系统 | |
CN201265460Y (zh) | 一种利用内燃机排放高温气体发电的系统 | |
CN203454458U (zh) | 一种太阳能高效喷射制冷系统 | |
CN103353185B (zh) | 一种用于电厂水环式真空泵冷却的溴化锂热泵系统 | |
CN101266088A (zh) | 利用柴油机余热驱动的溴化锂吸收式制冷装置 | |
CN203432387U (zh) | 一种新型凝汽器真空系统 | |
CN203443393U (zh) | 一种具有蒸汽喷射器的凝汽器真空系统 | |
CN203822467U (zh) | 利用低压压气机余热发电的间冷循环燃气轮机 | |
CN205135815U (zh) | 分布式能源站冷却循环水的系统 | |
CN206785435U (zh) | 一种采用引射器的有机朗肯循环汽轮发电机组冷却系统 | |
CN206801623U (zh) | 一种有机朗肯循环汽轮发电机组冷却系统 | |
CN203443168U (zh) | 一种高温加热系统 | |
CN204963594U (zh) | 一种循环式冷凝设备 | |
CN105041394B (zh) | 一种发电系统及其运行控制方法 | |
CN202832681U (zh) | 蒸汽氨气梯级发电系统 | |
CN104567082B (zh) | 一种负压制冷机 | |
CN201739234U (zh) | 真空泵加装压缩制冷装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |