CN107328267A - 一种适用蒸汽余热型orc发电系统的蒸发器 - Google Patents
一种适用蒸汽余热型orc发电系统的蒸发器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107328267A CN107328267A CN201710612066.XA CN201710612066A CN107328267A CN 107328267 A CN107328267 A CN 107328267A CN 201710612066 A CN201710612066 A CN 201710612066A CN 107328267 A CN107328267 A CN 107328267A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tube
- tube side
- bobbin carriage
- end socket
- housing
- 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.)
- Pending
Links
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 230000005611 electricity Effects 0.000 title claims abstract description 23
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 40
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 21
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 10
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 10
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/0229—Double end plates; Single end plates with hollow spaces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
本发明属于余热回收利用发电技术领域，涉及一种适用蒸汽余热型ORC发电系统的蒸发器，包括圆柱状的壳体；壳体的一个端面上沿径向设置第一管板，第一管板的外侧安装第一封头；第一管板与第一封头之间形成第一管箱；第一封头在靠近第一管箱顶部的位置设置有蒸汽入口；壳体的另一个端面上沿径向设置第二管板，第二管板的外侧安装第二封头；第二管板与第二封头之间形成第二管箱；第二封头在靠近第二管箱底部的位置设置有凝结水出口；壳体的内部设置有多个轴向的换热管。本发明将管束分层后形成多个管程，蒸汽在凝结的过程中比容变小，将走凝结水的管束等量分成几程，可以增大凝结水流速，增强凝结水侧传热系数，提高传热效率。
Description
技术领域
本发明属于余热回收利用发电技术领域，涉及一种适用蒸汽余热型ORC发电系统的蒸发器。
背景技术
余热是指受历史、技术、理念等因素的局限性，在已投运的工业企业耗能装置中，原始设计未被合理利用的显热和潜热；常见的余热包括高温废气余热、冷却介质余热、废气废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热等。
余热的回收利用途径很多，一般来说，最好的利用途径就是根据余热的品质，按照温度高低顺序不同按阶梯利用；有机朗肯循环(简称ORC)发电技术可以利用汽轮机、燃气机等发电机组无法使用的低品位余热，变废为宝，降低能耗，实现能源的梯级利用。
ORC发电系统主要包括蒸发器、膨胀机、发电机、冷凝器、工质泵等部件，其中蒸发器是ORC发电系统中一个重要的部件。现有的蒸发器仍存在结构不合理、换热不稳定等不足，应用在ORC发电系统中往往难以维持其稳定高效的运行，特别是在蒸汽余热型ORC发电系统中，系统热效率和稳定性格外重要。
发明内容
为了解决现有的蒸发器应用在ORC发电系统中效率低、稳定性差的技术问题，本发明提供一种适用蒸汽余热型ORC发电系统的蒸发器。
本发明的技术解决方案是：一种适用蒸汽余热型ORC发电系统的蒸发器，其特殊之处在于：包括圆柱状的壳体；
壳体的一个端面上沿径向设置第一管板，第一管板的外侧安装第一封头；第一管板与第一封头之间形成第一管箱；第一封头在靠近第一管箱顶部的位置设置有蒸汽入口；
壳体的另一个端面上沿径向设置第二管板，第二管板的外侧安装第二封头；第二管板与第二封头之间形成第二管箱；第二封头在靠近第二管箱底部的位置设置有凝结水出口；
壳体的内部设置有多个轴向的换热管；所述换热管密集排布，穿过第一管板和第二管板后形成连通第一管箱和第二管箱的管束；
所述壳体的底部设置一个靠近第二管板的液态工质入口，壳体的顶部设置一个靠近第一管板的气态工质出口。
较佳的，上述管束包括多个管程；在轴向视角下，所述管束自上而下分为第一管程、第二管程和第三管程，所述第三管程又分为左管程、中管程和右管程，可以增强凝结水侧传热系数，提高传热效率。
较佳的，上述第一管箱内设置有三个轴向的分程隔板，将第一管箱划分为三个相互隔离的区域；其中，所述第一管程与第二管程之间安装一个横向的分程隔板，所述第二管程与第三管程的中管程和右管程之间安装一个横向的分程隔板，所述第三管程的左管程和中管程之间安装一个纵向的分程隔板；所述蒸汽入口位于第一管程所在的区域；
所述第二管箱内设置有两个轴向的分程隔板，将第二管箱划分为三个相互隔离的区域；其中，所述第二管程和第三管程之间安装一个横向的分程隔板，所述第三管程的中管程和右管程之间安装一个纵向的分程隔板；所述凝结水出口位于右管程所在的区域。
较佳的，上述第一管程的中部设置有液位空间，液位空间内不安装换热管，即液位线上下一定空间内不布置换热管，防止液位的上下波动影响蒸汽与工质的换热过程，提高系统稳定性。
较佳的，上述壳体内部还设置有液体分配板，液体分配板的上方区域布置管束，液体分配板的下方区域连通液态工质入口；所述液体分配板上设置有多个均匀分布的通孔，液态工质进入壳体后首先填充液体分配板下方的区域，然后再从液体分配板上的通孔均匀溢出，促使液态工质均匀分布在壳体内侧整个空间，从而更有效地与蒸汽进行换热。
较佳的，上述第一管板和第二管板的底部均设置有突出壳体的延伸支撑段，用于支撑整个蒸发器，而不需要额外加工和安装鞍座。
较佳的，上述第一封头和第二封头的底部均设置有放水口。
较佳的，上述壳体的底部设置有一个排污口。
较佳的，上述壳体的中部安装有一个鞍座，可对蒸发器进行辅助支撑。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明将管束分层后形成多个管程，蒸汽在凝结的过程中比容变小，将走凝结水的管束等量分成几程，可以增大凝结水流速，增强凝结水侧传热系数，提高传热效率。
(2)本发明在液位线上下一定空间内不布置换热管，留出液位空间，防止液位的上下波动影响蒸汽与工质的换热过程，提高了系统稳定性。
(3)本发明中的管板除了固定管束外，还被用来支撑本体，而不需要鞍座支撑，这样为系统的总装提供了更多的空间，有利于ORC发电系统的整体结构更加紧凑。
附图说明
图1为本发明蒸发器的较佳实施例结构示意图。
图2为本发明壳体内部管束的较佳实施例轴向分布示意图。
图3为本发明较佳实施例的第一管箱内的管程分布示意图。
图4为本发明较佳实施例的第二管箱内的管程分布示意图。
具体实施方式
参见图1，本发明提供一种适用蒸汽余热型ORC发电系统的蒸发器，其较佳实施例的结构包括圆柱状的壳体1。
壳体1的一个端面上沿径向设置第一管板2，第一管板2的外侧安装第一封头3，第一管板2与第一封头3之间形成第一管箱4，第一封头3在靠近第一管箱4顶部的位置设置有蒸汽入口5。
壳体1的另一个端面上沿径向设置第二管板6，第二管板6的外侧安装第二封头7，第二管板6与第二封头7之间形成第二管箱8，第二封头7在靠近第二管箱8底部的位置设置有凝结水出口9。
壳体1的内部设置有多个轴向的换热管10，换热管密集排布，穿过第一管板2和第二管板6后形成连通第一管箱4和第二管箱8的管束。
壳体1的底部设置一个靠近第二管板6的液态工质入口11，壳体的顶部设置一个靠近第一管板2的气态工质出口12。第一封头3和第二封头7的底部均设置有放水口25。壳体1的底部还设置有一个排污口26。
第一管板2和第二管板6的底部均设置有突出壳体1的延伸支撑段28，用于支撑整个蒸发器，而不需要额外加工和安装鞍座，这样为系统的总装提供了更多的空间，有利于ORC发电系统的整体结构更加紧凑。如果蒸发器上要放置其他设备，那么只需要在壳体1的中部安装一个鞍座27进行辅助支撑即可。
参见图2，本实施例中的管束被分为多个管程；在轴向视角下，管束自上而下分为第一管程13、第二管程14和第三管程15，第三管程15又分为左管程16、中管程17和右管程18。蒸汽在凝结的过程中比容变小，将走凝结水的管束等量分成几程，可以增大凝结水流速，增强凝结水侧传热系数，提高传热效率。另外，第一管程13的中部设置有液位空间(即液位线所在区域)，液位空间内不布置换热管，防止液位的上下波动影响蒸汽与工质的换热过程，提高系统稳定性。壳体内部还设置有液体分配板24，液体分配板24的上方区域布置管束，液体分配板24的下方区域连通液态工质入口11。液体分配板24上设置有多个均匀分布的通孔。液态工质进入壳体后首先填充液体分配板下方的区域，然后再从液体分配板上的通孔均匀溢出，促使液态工质均匀分布在壳体内侧整个空间，从而更有效地与蒸汽进行换热。本实施例中的液体分配板是截面为屋脊状的结构。
较为优选的，第一管程13中的换热管分布可以设置为拱桥状，即两侧的换热管位置较低，中间的换热管位置较高，既满足了各个管程的换热管数量要求，同时又兼顾了换热管的均匀分布，也有利于蒸汽与工质的换热。
参见图3，第一管箱4内设置有三个轴向的分程隔板，将第一管箱4划分为三个相互隔离的区域。其中，第一管程13与第二管程14之间安装一个横向的分程隔板19，第二管程14与第三管程的中管程17和右管程18之间安装一个横向的分程隔板20，第三管程的左管程16和中管程17之间安装一个纵向的分程隔板21；蒸汽入口5位于第一管程13所在的区域。
参见图4，第二管箱8内设置有两个轴向的分程隔板，将第二管箱8划分为三个相互隔离的区域；其中，第二管程14和第三管程15之间安装一个横向的分程隔板22，第三管程的中管程17和右管程18之间安装一个纵向的分程隔板23。凝结水出口9位于右管程18所在的区域。
Claims (9)
1.一种适用蒸汽余热型ORC发电系统的蒸发器，其特征在于：包括圆柱状的壳体；
壳体的一个端面上沿径向设置第一管板，第一管板的外侧安装第一封头；第一管板与第一封头之间形成第一管箱；第一封头在靠近第一管箱顶部的位置设置有蒸汽入口；
壳体的另一个端面上沿径向设置第二管板，第二管板的外侧安装第二封头；第二管板与第二封头之间形成第二管箱；第二封头在靠近第二管箱底部的位置设置有凝结水出口；
壳体的内部设置有多个轴向的换热管；所述换热管密集排布，穿过第一管板和第二管板后形成连通第一管箱和第二管箱的管束；
所述壳体的底部设置一个靠近第二管板的液态工质入口，壳体的顶部设置一个靠近第一管板的气态工质出口。
2.根据权利要求1所述的适用蒸汽余热型ORC发电系统的蒸发器，其特征在于：所述管束包括多个管程；在轴向视角下，所述管束自上而下分为第一管程、第二管程和第三管程，所述第三管程又分为左管程、中管程和右管程。
3.根据权利要求2所述的适用蒸汽余热型ORC发电系统的蒸发器，其特征在于：所述第一管箱内设置有三个轴向的分程隔板，将第一管箱划分为三个相互隔离的区域；其中，所述第一管程与第二管程之间安装一个横向的分程隔板，所述第二管程与第三管程的中管程和右管程之间安装一个横向的分程隔板，所述第三管程的左管程和中管程之间安装一个纵向的分程隔板；所述蒸汽入口位于第一管程所在的区域；
所述第二管箱内设置有两个轴向的分程隔板，将第二管箱划分为三个相互隔离的区域；其中，所述第二管程和第三管程之间安装一个横向的分程隔板，所述第三管程的中管程和右管程之间安装一个纵向的分程隔板；所述凝结水出口位于右管程所在的区域。
4.根据权利要求3所述的适用蒸汽余热型ORC发电系统的蒸发器，其特征在于：所述第一管程的中部设置有液位空间，液位空间内不安装换热管。
5.根据权利要求1-4中任一所述的适用蒸汽余热型ORC发电系统的蒸发器，其特征在于：所述壳体内部还设置有一个沿壳体轴向布置的液体分配板，液体分配板的上方区域布置管束，液体分配板的下方区域连通液态工质入口；所述液体分配板上设置有多个均匀分布的通孔。
6.根据权利要求5所述的适用蒸汽余热型ORC发电系统的蒸发器，其特征在于：所述第一管板和第二管板的底部均设置有突出壳体的延伸支撑段。
7.根据权利要求6所述的适用蒸汽余热型ORC发电系统的蒸发器，其特征在于：所述第一封头和第二封头的底部均设置有放水口。
8.根据权利要求7所述的适用蒸汽余热型ORC发电系统的蒸发器，其特征在于：所述壳体的底部设置有一个排污口。
9.根据权利要求8所述的适用蒸汽余热型ORC发电系统的蒸发器，其特征在于：所述壳体的中部安装有一个鞍座。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710612066.XA CN107328267A (zh) | 2017-07-25 | 2017-07-25 | 一种适用蒸汽余热型orc发电系统的蒸发器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710612066.XA CN107328267A (zh) | 2017-07-25 | 2017-07-25 | 一种适用蒸汽余热型orc发电系统的蒸发器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107328267A true CN107328267A (zh) | 2017-11-07 |
Family
ID=60226886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710612066.XA Pending CN107328267A (zh) | 2017-07-25 | 2017-07-25 | 一种适用蒸汽余热型orc发电系统的蒸发器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107328267A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1543092A (en) * | 1977-04-21 | 1979-03-28 | Foster Wheeler Power Prod | Steam generators |
| CN102914097A (zh) * | 2012-11-05 | 2013-02-06 | 重庆美的通用制冷设备有限公司 | 全降膜式蒸发器及冷水机组 |
| CN206176823U (zh) * | 2016-10-18 | 2017-05-17 | 上海蓝滨石化设备有限责任公司 | 一种管式满液式蒸发器 |
| CN207197319U (zh) * | 2017-07-25 | 2018-04-06 | 航天推进技术研究院 | 一种适用蒸汽余热型orc发电系统的蒸发器 |
-
2017
- 2017-07-25 CN CN201710612066.XA patent/CN107328267A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1543092A (en) * | 1977-04-21 | 1979-03-28 | Foster Wheeler Power Prod | Steam generators |
| CN102914097A (zh) * | 2012-11-05 | 2013-02-06 | 重庆美的通用制冷设备有限公司 | 全降膜式蒸发器及冷水机组 |
| CN206176823U (zh) * | 2016-10-18 | 2017-05-17 | 上海蓝滨石化设备有限责任公司 | 一种管式满液式蒸发器 |
| CN207197319U (zh) * | 2017-07-25 | 2018-04-06 | 航天推进技术研究院 | 一种适用蒸汽余热型orc发电系统的蒸发器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101063595B (zh) | 一种用于建设600mw空冷机组的scal间接空冷系统 | |
| US20120047889A1 (en) | Energy Conversion Using Rankine Cycle System | |
| CN206352906U (zh) | 一种乏汽直接吸收式溴化锂热泵系统 | |
| CN106591887B (zh) | 一种基于有机闪蒸循环的铝电解槽侧壁余热发电装置 | |
| CN1295660A (zh) | 热回收蒸汽发生器 | |
| CN106369866A (zh) | 一种乏汽直接吸收式双效溴化锂热泵系统及其工作方法 | |
| CN207197319U (zh) | 一种适用蒸汽余热型orc发电系统的蒸发器 | |
| Yi et al. | Mathematical modelling and optimization of a liquid separation condenser-based organic Rankine cycle used in waste heat utilization | |
| Xue et al. | Optimization of parallel/cross flow multi-effect desalination system with flue gas pre-heating considering thermo-vapor compression coupling | |
| CN106802090A (zh) | 一种回转窑水泥熟料生产线余热回收利用系统 | |
| CN200996677Y (zh) | 采用热泵技术及其相关设备的热水集中供热装置 | |
| CN107328267A (zh) | 一种适用蒸汽余热型orc发电系统的蒸发器 | |
| CN207214840U (zh) | 一种适用蒸汽余热型orc发电系统的冷凝器 | |
| CN204900002U (zh) | 一种新型的lng冷能发电的成套设备 | |
| CN207585140U (zh) | 一种基于第二类吸收式混合热泵 | |
| CN110260694A (zh) | 板程分流式板式换热器 | |
| CN107504823B (zh) | 一种基于降膜蒸发器的有机朗肯循环余热发电系统 | |
| Ge et al. | Analysis of plate multi-effect distillation system coupled with thermal power generating unit | |
| CN109578973A (zh) | 除氧器系统及工作方法 | |
| KR101418818B1 (ko) | 소수력 복합 발전 시스템 | |
| CN103147806B (zh) | 蒸汽朗肯-有机朗肯联合循环发电装置 | |
| CN207585131U (zh) | 一种太阳能辅助加热的第二类吸收式热泵 | |
| CN213713039U (zh) | 一种导热油换热器出口高温高压凝液热备利用装置 | |
| CN219265104U (zh) | 一种orc用一体化换热器 | |
| JPH01232175A (ja) | 地熱利用動力変換装置 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20171107 |