CN108895708B - 一种余热梯级回收利用装置及工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种余热梯级回收利用装置及工作方法，所述装置包括：吸收式热泵系统和热功转化系统。装置耦合吸收式热泵与热机技术，由余热工质驱动，余热工质依次流经过热器、高压发生器、低压发生器和余热回收器，装置的高压发生器产生的高温高压蒸汽经过过热后在透平机膨胀输出机械功用以发电，透平机排出的乏汽和低压发生器产生高温高压水蒸气进入冷凝器凝结放热用于冬季供热采暖，蒸发生器产生冷量用于供冷降温，实现了冬季热电联产、夏季冷电联产的效果。装置以余热梯级回收利用的方式充分回收工质余热能，使余热质能利用最经济化，在提高能源利用率的同时，有效减少了大气热污染，具有节能减排、运行经济、适用范围广的诸多优势。
Description
技术领域
本发明涉及一种余热回收装置，更具体地说，是涉及一种余热回收的热泵装置，属于能源工程技术领域。
背景技术
节能减排是我国经济和社会发展的一项长远战略方针，也是一项极为紧迫的任务。回收余热降低能耗对我国实现节能减排、环保发展战略具有重要的现实意义；同时，余热利用在对改善劳动条件、节约能源、增加生产、提高产品质量、降低产品成本等方面起着越来越大的作用。
在现实生活中，电厂中有很多乏汽、烟气余热没有好好利用而白白排放掉，造成了能源的浪费并且向大气中排放了大量热量产生热污染；舰船产生的余热烟气在向大气排放的过程中，也向大气排放了大量的热能。如何高效的回收乏汽、烟气的余热，已经成为科研人员关心的方向。本专利正好为余热回收提供了整套的装置及工作方法，本装置可以高效的回收余热，尽可能的降低余热工质的排放温度。
余热的梯级利用就是逐级多次的利用一种高质的能源，高质能源使用过程中能源温度是逐渐下降的(即能质下降)，而每种设备在消耗能源时，总有一个最经济的使用温度范围。这样，高质能源在一个装置中已降至经济适用范围以外时，即可转至另一个能够经济使用这种较低能质的装置中去使用，使总的能源利用率达到最高水平。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的问题和不足，进而提供一种余热梯级回收利用装置及工作方法。
本发明的装置在耦合双效吸收式热泵与热机技术下回收余热工质中能量、提高能源的利用率，实现余热梯级利用达到冷热电三联供的效果。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种余热梯级回收利用装置及工作方法，包括吸收式热泵系统、热工转化系统两部分，其中所述吸收式热泵系统包括：管壳式蒸发器、第一三通阀、循环泵、第二三通阀、余热回收器、溶液泵、第一换热盘管、第一溶液喷嘴、吸收器、第三三通阀、风冷式蒸发器、风机、第四三通阀、第一节流阀、第二换热盘管、冷凝器、止逆阀、低压发生器、第二溶液喷嘴、第三换热盘管、溶液热交换器，所述管壳式蒸发器上出口和所述风冷式蒸发器左出口分别连通所述第三三通阀的下、右进口，所述第三三通阀上出口连通所述吸收器右进口，所述吸收器底部布置有所述第一换热盘管，所述吸收器底部出口连通所述溶液泵进口，所述溶液泵出口连通所述溶液热交换器下进口，所述溶液热交换器上出口连通所述低压发生器上部带有所述第二溶液喷嘴的盲管，所述低压发生器底部布置有所述第三换热盘管，所述低压发生器底部出口连通所述溶液热交换器右上进口，所述溶液热交换器右下出口连通所述吸收器上部带有所述第一溶液喷嘴的短管，所述低压发生器顶部出口通过所述止逆阀连通所述冷凝器上进口，所述冷凝器底部布置有所述第二换热盘管，所述冷凝器底部出口连通所述第一节流阀进口，所述第一节流阀)出口连通所述第四三通阀上进口，所述第四三通阀左出口连通所述风冷式蒸发器右进口，所述风冷式蒸发器右侧布置所述风机，所述第四三通阀下出口连通所述管壳式蒸发器下进口，所述第一换热盘管出口连通所述第二换热盘管进口，所述第三换热盘管出口连通所述余热回收器上进口，所述余热回收器下出口连通余热工质出口，所述管壳式蒸发器左下出口连通所述第一三通阀右进口，所述第一三通阀左出口连通所述余热回收器右下进口，所述余热回收器右上出口连通所述第二三通阀左进口，所述第二三通阀右出口连通所述循环泵进口，所述循环泵出口连通所述管壳式蒸发器左上进口；所述热工转化系统包括：过热器、高压发生器、第三溶液喷嘴、第四换热盘管、透平机、发电机、第二节流阀，所述过热器上进口连通余热工质入口，所述过热器下出口连通所述高压发生器底部的所述第四换热盘管进口，所述第四换热盘管出口连通所述第三换热盘管进口，所述溶液热交换器上出口连通所述高压发生器上部布置有所述第三溶液喷嘴的盲管，所述高压发生器底部出口连通所述溶液热交换器右上进口，所述高压发生器顶部出口连通所述过热器右下进口，所述过热器右上出口连通所述透平机进口，所述透平机输出轴与所述发电机输入轴相连，所述透平机出口连通第二节流阀进口，所述第二节流阀出口连通所述冷凝器上进口。其中，所述吸收器，低压发生器，冷凝器和高压发生器中均分别灌装有循环工质对。
进一步，所述透机机为轴流式或离心式透平机。
进一步，所述第一节流阀和所述第二节流阀为毛细管或电子膨胀阀或热力膨胀阀。
进一步，所述管壳式蒸发器为满液式或降膜式或干式管壳式蒸发器。
进一步，所述过热器、所述溶液热交换器和所述余热回收器均为板式换热器。
进一步，所述的循环工质对为溴化锂水溶液或氨水溶液或氟利昂工质对。
本发明的一种余热梯级回收利用装置的工作方法，在对余热实现梯级回收利用的同时，实现冬季热电联供、夏季冷电联供两种工作方法。
一、冬季热电联供
装置以溴化锂水溶液为循环工质对，所述第一三通阀右、左进出口相通，所述第二三通阀左、右进出口相通，所述第三三通阀右、上、下进出口均相通，所述第四三通阀上下、上左进出口均相通，余热工质依次流经所述过热器、所述第四换热盘管、所述第三换热盘管和所述余热回收器，所述风机和所述循环泵启动，载热水在所述余热回收器中吸收余热工质的热量升温后被所述循环泵送入所述管壳式蒸发器，载热水放热后再回到所述余热回收器与余热工质换热不断循环，所述冷凝器流出的高压冷凝水经所述第一节流阀节流降压后在所述第四三通阀处分两路，分别进入所述风冷式蒸发器和所述管壳式蒸发器中进行吸热蒸发，所述风冷式蒸发器中的低压液体水吸收外界空气的热量蒸发为低压水蒸气，所述管壳式蒸发器中的低压液体水吸收载热水的热量蒸发为低压水蒸气，两蒸发器产生的低压水蒸气在所述第二三通阀处汇合后进入所述吸收器，所述高压发生器和所述低压发生器流出的溴化锂水浓溶液在所述溶液热交换器放热预冷后被所述第一溶液喷嘴雾化为溶液小颗粒，溴化锂水浓溶液小颗粒吸收低压水蒸气后变为溴化锂水稀溶液，吸收过程释放出大量的热，溴化锂水稀溶液从所述吸收器底部流出由所述溶液泵输送到所述溶液热交换器预热后分为两路，一路进入所述低压发生器经所述第二溶液喷嘴喷淋雾化后吸收所述第三换热盘管中余热工质的热量释放出高温高压水蒸气，另一路则进入所述高压发生器经所述第三溶液喷嘴喷淋雾化后吸收所述第四换热盘管中余热工质的热量释放出高温高压水蒸气，两发生器中释放出高温高压水蒸气的溴化锂水稀溶液均变为浓溶液，溴化锂水浓溶液再从两发生器底部流出在所述溶液热交换器中冷却后回流到所述吸收器，所述低压发生器产生的高温高压水蒸气则通过所述止逆阀进入所述冷凝器凝结放热，所述高压发生器产生的高温高压水蒸气进入所述过热器被余热工质过热为过热蒸汽，过热蒸汽进入所述透平机膨胀做功，所述透平机带动所述发电机发电，做功后的过热蒸汽变为乏汽从所述透平机排出后经所述第二节流阀节流降压后沿管道进入所述冷凝器凝结放热，循环完成，热媒水先后流经所述第一换热盘管和所述第二换热盘管，两次吸热升温后进入供热区满足用热需求。
二、夏季冷电联供
装置以溴化锂水溶液为循环工质对，所述第一三通阀右、下进出口相通，所述第二三通阀下、右进出口相通，所述第三三通阀下、上进出口相通，所述第四三通阀上、下进出口相通，所述风冷式蒸发器不工作，余热工质依次流经所述过热器、所述第四换热盘管、所述第三换热盘管和所述余热回收器，所述循环泵启动，冷媒水进入所述管壳式蒸发器，所述冷凝器流出的高压冷凝水经所述第一节流阀节流降压后通过所述第四三通阀进入所述管壳式蒸发器中进行吸热蒸发，低压液体水在所述管壳式蒸发器中的吸收冷媒水的热量蒸发为低压水蒸气，低压水蒸气从所述管壳式蒸发器流出通过所述第二三通阀后进入所述吸收器，所述高压发生器和所述低压发生器流出的溴化锂水浓溶液在所述溶液热交换器中放热预冷后被所述第一溶液喷嘴雾化为溶液小颗粒，溴化锂水浓溶液小颗粒吸收低压水蒸气后变为溴化锂水稀溶液，吸收过程释放出大量的热，溴化锂水稀溶液从所述吸收器底部流出的由所述溶液泵输送到所述溶液热交换器预热后分为两路，一路进入所述低压发生器经所述第二溶液喷嘴喷淋雾化后吸收所述第三换热盘管中余热工质的热量释放出高温高压水蒸气，另一路则进入所述高压发生器经所述第三溶液喷嘴喷淋雾化后吸收所述第四换热盘管中余热工质的热量释放出高温高压水蒸气，两发生器中释放出高温高压水蒸气的溴化锂水稀溶液均变为浓溶液，浓溶液从两发生器底部流出在所述溶液热交换器中冷却后回流到所述吸收器，所述低压发生器产生的高温高压水蒸气则通过所述止逆阀进入所述冷凝器凝结放热，所述高压发生器产生的高温高压水蒸气进入所述过热器被余热工质过热为过热蒸汽，过热蒸汽进入所述透平机膨胀做功，所述透平机带动所述发电机发电，做功后的过热蒸汽变为乏汽从所述透平机排出后经所述第二节流阀节流降压后沿管道进入所述冷凝器凝结放热，循环完成；冷媒水在所述管壳式蒸发器中被吸热降温后进入供冷区满足用冷需求，而冷却水则先后流经所述第一换热盘管和所述第二换热盘管，冷却装置并带走热量，对于所述余热回收器回收的工质余热可制备热水供生活使用。
本发明与现有技术相比具有以下优点和有益效果：
1、本发明耦合溴化锂双效吸收式热泵与热机技术，装置中高压发生器产生高温高压水蒸汽经过热后进入透平机膨胀做功，带动发电机工作输出电能；透平机排出的乏汽和低压发生器产生高温高压水蒸汽进入冷凝器凝结放热用于冬季供热采暖；蒸发器产生冷量用于夏季供冷降温，装置以回收利用余热的方式实现了冬季热电联产、夏季冷电联产的效果。
2、本发明设四处余热换热器，以逐级、多次回收余热工质余热的形式，在实现余热梯级回收利用的同时提高了余热回收利用效率；热功转化系统以增加进入蒸发器低压液体水流量的方式增加了制冷量，乏汽节流降压后进入冷凝器凝结放热增加了放热量，大幅度提高吸收式热泵系统能效比。
3、本发明采用风冷式蒸发器和管壳式蒸发器的双蒸发器，实现吸热源的多样性。冬季管壳式蒸发器与风冷式蒸发器同时工作，其中的管壳式蒸发器回收工质余热，以提高蒸发温度的方式增大装置的能效比；夏季管壳式蒸发器独立工作，输出冷量用于耗冷区供冷，蒸发换热器的优化设计不仅提高了装置对工质余热能的梯级回收利用效果，还提高了装置运行的可靠性。
附图说明
图1为本发明一种余热梯级回收利用装置的结构原理示意图；
图中：1为管壳式蒸发器、2为第一三通阀、3为循环水泵、4为第二三通阀、5为第一换热盘管、6为余热回收器、7为溶液泵、8为第一溶液喷嘴、9为吸收器、10为第三三通阀、11为风冷式蒸发器、12为电动机、13为第四三通阀、14为第一节流阀、15为第二换热盘管、16为止逆阀、17为第三换热盘管、18为溶液热交换器、19为第二溶液喷嘴、20为低压发生器、21为第四换热盘管、22为冷凝器、23为第二节流阀、24为发电机、25为透平机、26为第三溶液喷嘴、27为高压发生器、28过热器
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特性和优点更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体施例做详细说明。
再者，本发明中所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「左」、「右」、「内」、「顶」、「底」、「左上」、「右上」等，仅是参考附图式的方向。因此，使用方向用语是用于说明及理解本发明，而非用于限制本发明。
如图1所示，为本发明的一种余热梯级回收利用装置，包括吸收式热泵系统、热工转化系统两部分，其中所述吸收式热泵系统包括：管壳式蒸发器1、第一三通阀2、循环泵3、第二三通阀4、余热回收器6、溶液泵7、第一换热盘管5、第一溶液喷嘴8、吸收器9、第三三通阀10、风冷式蒸发器11、风机12、第四三通阀13、第一节流阀14、第二换热盘管15、冷凝器22、止逆阀16、低压发生器20、第二溶液喷嘴19、第三换热盘管17、溶液热交换器18，所述管壳式蒸发器1上出口和所述风冷式蒸发器11左出口分别连通所述第三三通阀10的下、右进口，所述第三三通阀10上出口连通所述吸收器9右进口，所述吸收器9底部布置有所述第一换热盘管5，所述吸收器9底部出口连通所述溶液泵7进口，所述溶液泵7出口连通所述溶液热交换器18下进口，所述溶液热交换器18上出口连通所述低压发生器20上部带有所述第二溶液喷嘴19的盲管，所述低压发生器20底部布置有所述第三换热盘管17，所述低压发生器20底部出口连通所述溶液热交换器18右上进口，所述溶液热交换器18右下出口连通所述吸收器9上部带有所述第一溶液喷嘴8的短管，所述低压发生器20顶部出口通过所述止逆阀连通所述冷凝器22上进口，所述冷凝器22底部布置有所述第二换热盘管15，所述冷凝器22底部出口连通所述第一节流阀14进口，所述第一节流阀14出口连通所述第四三通阀13上进口，所述第四三通阀13左出口连通所述风冷式蒸发器11右进口，所述风冷式蒸发器11右侧布置所述风机12，所述第四三通阀13下出口连通所述管壳式蒸发器1下进口，所述第一换热盘管5出口连通所述第二换热盘管15进口，所述第三换热盘管17出口连通所述余热回收器6上进口，所述余热回收器6下出口连通余热工质出口，所述管壳式蒸发器1左下出口连通所述第一三通阀2右进口，所述第一三通阀2左出口连通所述余热回收器6右下进口，所述余热回收器6右上出口连通所述第二三通阀4左进口，所述第二三通阀4右出口连通所述循环泵3进口，所述循环泵3出口连通所述管壳式蒸发器1左上进口；所述热工转化系统包括：过热器28、高压发生器27、第三溶液喷嘴26、第四换热盘管21、透平机25、发电机24、第二节流阀23，所述过热器28上进口连通余热工质入口，所述过热器28下出口连通所述高压发生器27底部的所述第四换热盘管21进口，所述第四换热盘管21出口连通所述第三换热盘管17进口，所述溶液热交换器18上出口连通所述高压发生器27上部布置有所述第三溶液喷嘴26的盲管，所述高压发生器27底部出口连通所述溶液热交换器18右上进口，所述高压发生器27顶部出口连通所述过热器28右下进口，所述过热器28右上出口连通所述透平机25进口，所述透平机25输出轴与所述发电机24输入轴相连，所述透平机25出口连通第二节流阀23进口，所述第二节流阀23出口连通所述冷凝器22上进口。其中，所述吸收器9，低压发生器20，冷凝器22和高压发生器27中均分别灌装有循环工质对。
其中，所述透机机为离心式透平机。
所述第一节流阀14和所述第二节流阀23为电子膨胀阀。
所述管壳式蒸发器1为满液式管壳式蒸发器。
所述过热器28、所述溶液热交换器18和所述余热回收器6均为板式换热器。
所述装置循环工质对为溴化锂水溶液或氨水溶液工质对。
本发明的一种余热梯级回收利用装置的工作方法，在对余热实现梯级回收利用的同时，实现冬季热电联供、夏季冷电联供两种工作方法。
一、冬季热电联供
装置以溴化锂水溶液为循环工质对，所述第一三通阀2右、左进出口相通，所述第二三通阀4左、右进出口相通，所述第三三通阀10右、上、下进出口均相通，所述第四三通阀13上下、上左进出口均相通，余热工质依次流经所述过热器28、所述第四换热盘管21、所述第三换热盘管17和所述余热回收器6，所述风机12和所述循环泵3启动，载热水在所述余热回收器6中吸收余热工质的热量升温后被所述循环泵3送入所述管壳式蒸发器1，载热水放热后再回到所述余热回收器6与余热工质换热不断循环，所述冷凝器22流出的高压冷凝水经所述第一节流阀14节流降压后在所述第四三通阀13处分两路，分别进入所述风冷式蒸发器11和所述管壳式蒸发器1中进行吸热蒸发，所述风冷式蒸发器11中的低压液体水吸收外界空气的热量蒸发为低压水蒸气，所述管壳式蒸发器1中的低压液体水吸收载热水的热量蒸发为低压水蒸气，两蒸发器产生的低压水蒸气在所述第二三通阀10处汇合后进入所述吸收器9，所述高压发生器27和所述低压发生器20流出的溴化锂水浓溶液在所述溶液热交换器18放热预冷后被所述第一溶液喷嘴8雾化为溶液小颗粒，溴化锂水浓溶液小颗粒吸收低压水蒸气后变为溴化锂水稀溶液，吸收过程释放出大量的热，溴化锂水稀溶液从所述吸收器9底部流出由所述溶液泵7输送到所述溶液热交换器18预热后分为两路，一路进入所述低压发生器20经所述第二溶液喷嘴19喷淋雾化后吸收所述第三换热盘管17中余热工质的热量释放出高温高压水蒸气，另一路则进入所述高压发生器27经所述第三溶液喷嘴26喷淋雾化后吸收所述第四换热盘管21中余热工质的热量释放出高温高压水蒸气，两发生器中释放出高温高压水蒸气的溴化锂水稀溶液均变为浓溶液，溴化锂水浓溶液再从两发生器底部流出在所述溶液热交换器18中冷却后回流到所述吸收器9，所述低压发生器20产生的高温高压水蒸气则通过所述止逆阀16进入所述冷凝器22凝结放热，所述高压发生器27产生的高温高压水蒸气进入所述过热器28被余热工质过热为过热蒸汽，过热蒸汽进入所述透平机25膨胀做功，所述透平机25带动所述发电机24发电，做功后的过热蒸汽变为乏汽从所述透平机25排出后经所述第二节流阀23节流降压后沿管道进入所述冷凝器22凝结放热，循环完成，热媒水先后流经所述第一换热盘管5和所述第二换热盘管15，两次吸热升温后进入供热区满足用热需求。
二、夏季冷电联供
装置以溴化锂水溶液为循环工质对，所述第一三通阀2右、下进出口相通，所述第二三通阀4下、右进出口相通，所述第三三通阀10下、上进出口相通，所述第四三通阀13上、下进出口相通，所述风冷式蒸发器11不工作，余热工质依次流经所述过热器28、所述第四换热盘管21、所述第三换热盘管17和所述余热回收器6，所述循环泵3启动，冷媒水进入所述管壳式蒸发器1，所述冷凝器22流出的高压冷凝水经所述第一节流阀14节流降压后通过所述第四三通阀13进入所述管壳式蒸发器1中进行吸热蒸发，低压液体水在所述管壳式蒸发器1中的吸收冷媒水的热量蒸发为低压水蒸气，低压水蒸气从所述管壳式蒸发器1流出通过所述第二三通阀10后进入所述吸收器9，所述高压发生器27和所述低压发生器20流出的溴化锂水浓溶液在所述溶液热交换器18中放热预冷后被所述第一溶液喷嘴8雾化为溶液小颗粒，溴化锂水浓溶液小颗粒吸收低压水蒸气后变为溴化锂水稀溶液，吸收过程释放出大量的热，溴化锂水稀溶液从所述吸收器9底部流出的由所述溶液泵7输送到所述溶液热交换器18预热后分为两路，一路进入所述低压发生器20经所述第二溶液喷嘴19喷淋雾化后吸收所述第三换热盘管17中余热工质的热量释放出高温高压水蒸气，另一路则进入所述高压发生器27经所述第三溶液喷嘴26喷淋雾化后吸收所述第四换热盘管21中余热工质的热量释放出高温高压水蒸气，两发生器中释放出高温高压水蒸气的溴化锂水稀溶液均变为浓溶液，浓溶液从两发生器底部流出在所述溶液热交换器18中冷却后回流到所述吸收器9，所述低压发生器20产生的高温高压水蒸气则通过所述止逆阀16进入所述冷凝器22凝结放热，所述高压发生器27产生的高温高压水蒸气进入所述过热器28被余热工质过热为过热蒸汽，过热蒸汽进入所述透平机25膨胀做功，所述透平机25带动所述发电机24发电，做功后的过热蒸汽变为乏汽从所述透平机25排出后经所述第二节流阀23节流降压后沿管道进入所述冷凝器22凝结放热，循环完成；冷媒水在所述管壳式蒸发器1中被吸热降温后进入供冷区满足用冷需求，而冷却水则先后流经所述第一换热盘管5和所述第二换热盘管15，冷却装置并带走热量，对于所述余热回收器6回收的工质余热可制备热水供生活使用。
以上为本发明的具体说明，仅为本发明的最佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神及原则之内的修改、等同替换等，应均在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种余热梯级回收利用装置，包括吸收式热泵系统、热工转化系统两部分，其中所述吸收式热泵系统包括：管壳式蒸发器(1)、第一三通阀(2)、循环泵(3)、第二三通阀(4)、余热回收器(6)、溶液泵(7)、第一换热盘管(5)、第一溶液喷嘴(8)、吸收器(9)、第三三通阀(10)、风冷式蒸发器(11)、风机(12)、第四三通阀(13)、第一节流阀(14)、第二换热盘管(15)、冷凝器(22)、止逆阀(16)、低压发生器(20)、第二溶液喷嘴(19)、第三换热盘管(17)、溶液热交换器(18)，所述管壳式蒸发器(1)上出口和所述风冷式蒸发器(11)左出口分别连通所述第三三通阀(10)的下、右进口，所述第三三通阀(10)上出口连通所述吸收器(9)右进口，所述吸收器(9)底部布置有所述第一换热盘管(5)，所述吸收器(9)底部出口连通所述溶液泵(7)进口，所述溶液泵(7)出口连通所述溶液热交换器(18)下进口，所述溶液热交换器(18)上出口连通所述低压发生器(20)上部带有所述第二溶液喷嘴(19)的盲管，所述低压发生器(20)底部布置有所述第三换热盘管(17)，所述低压发生器(20)底部出口连通所述溶液热交换器(18)右上进口，所述溶液热交换器(18)右下出口连通所述吸收器(9)上部带有所述第一溶液喷嘴(8)的短管，所述低压发生器(20)顶部出口通过所述止逆阀(16)连通所述冷凝器(22)上进口，所述冷凝器(22)底部布置有所述第二换热盘管(15)，所述冷凝器(22)底部出口连通所述第一节流阀(14)进口，所述第一节流阀(14)出口连通所述第四三通阀(13)上进口，所述第四三通阀(13)左出口连通所述风冷式蒸发器(11)右进口，所述风冷式蒸发器(11)右侧布置所述风机(12)，所述第四三通阀(13)下出口连通所述管壳式蒸发器(1)下进口，所述第一换热盘管(5)出口连通所述第二换热盘管(15)进口，所述第三换热盘管(17)出口连通所述余热回收器(6)上进口，所述余热回收器(6)下出口连通余热工质出口，所述管壳式蒸发器(1)左下出口连通所述第一三通阀(2)右进口，所述第一三通阀(2)左出口连通所述余热回收器(6)右下进口，所述余热回收器(6)右上出口连通所述第二三通阀(4)左进口，所述第二三通阀(4)右出口连通所述循环泵(3)进口，所述循环泵(3)出口连通所述管壳式蒸发器(1)左上进口；所述热工转化系统包括：过热器(28)、高压发生器(27)、第三溶液喷嘴(26)、第四换热盘管(21)、透平机(25)、发电机(24)、第二节流阀(23)，所述过热器(28)上进口连通余热工质入口，所述过热器(28)下出口连通所述高压发生器(27)底部的所述第四换热盘管(21)进口，所述第四换热盘管(21)出口连通所述第三换热盘管(17)进口，所述溶液热交换器(18)上出口连通所述高压发生器(27)上部布置有所述第三溶液喷嘴(26)的盲管，所述高压发生器(27)底部出口连通所述溶液热交换器(18)右上进口，所述高压发生器(27)顶部出口连通所述过热器(28)右下进口，所述过热器(28)右上出口连通所述透平机(25)进口，所述透平机(25)输出轴与所述发电机(24)输入轴相连，所述透平机(25)出口连通第二节流阀(23)进口，所述第二节流阀(23)出口连通所述冷凝器(22)上进口；其中，所述吸收器(9)，低压发生器(20)，冷凝器(22)和高压发生器(27)中均分别灌装有循环工质对。
2.根据权利要求1所述的一种余热梯级回收利用装置，其特征在于：所述透平机(25)为轴流式或离心式透平机。
3.根据权利要求1所述的一种余热梯级回收利用装置，其特征在于：所述第一节流阀(14)和所述第二节流阀(23)为电子膨胀阀或热力膨胀阀。
4.根据权利要求1所述的一种余热梯级回收利用装置，其特征在于：所述管壳式蒸发器(1)为满液式或降膜式或干式管壳式蒸发器。
5.根据权利要求1所述的一种余热梯级回收利用装置，其特征在于：所述过热器(28)、所述溶液热交换器(18)和所述余热回收器(6)均为板式换热器。
6.根据权利要求1所述的一种余热梯级回收利用装置，其特征在于：所述循环工质对为溴化锂水溶液或氨水溶液或氟利昂工质对。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的一种余热梯级回收利用装置的工作方法，其特征在于：在对余热实现梯级回收利用的同时，实现冬季热电联供和夏季冷电联供两种工作方法；
一、冬季热电联供
装置以溴化锂水溶液为循环工质对，所述第一三通阀(2)右、左进出口相通，所述第二三通阀(4)左、右进出口相通，所述第三三通阀(10)右、上、下进出口均相通，所述第四三通阀(13)上下、上左进出口均相通，余热工质依次流经所述过热器(28)、所述第四换热盘管(21)、所述第三换热盘管(17)和所述余热回收器(6)，所述风机(12)和所述循环泵(3)启动，载热水在所述余热回收器(6)中吸收余热工质的热量升温后被所述循环泵(3)送入所述管壳式蒸发器(1)，载热水放热后再回到所述余热回收器(6)与余热工质换热不断循环，所述冷凝器(22)流出的高压冷凝水经所述第一节流阀(14)节流降压后在所述第四三通阀(13)处分两路，分别进入所述风冷式蒸发器(11)和所述管壳式蒸发器(1)中进行吸热蒸发，所述风冷式蒸发器(11)中的低压液体水吸收外界空气的热量蒸发为低压水蒸气，所述管壳式蒸发器(1)中的低压液体水吸收载热水的热量蒸发为低压水蒸气，两蒸发器产生的低压水蒸气在所述第二三通阀(10)处汇合后进入所述吸收器(9)，所述高压发生器(27)和所述低压发生器(20)流出的溴化锂水浓溶液在所述溶液热交换器(18)放热预冷后被所述第一溶液喷嘴(8)雾化为溶液小颗粒，溴化锂水浓溶液小颗粒吸收低压水蒸气后变为溴化锂水稀溶液，吸收过程释放出大量的热，溴化锂水稀溶液从所述吸收器(9)底部流出由所述溶液泵(7)输送到所述溶液热交换器(18)预热后分为两路，一路进入所述低压发生器(20)经所述第二溶液喷嘴(19)喷淋雾化后吸收所述第三换热盘管(17)中余热工质的热量释放出高温高压水蒸气，另一路则进入所述高压发生器(27)经所述第三溶液喷嘴(26)喷淋雾化后吸收所述第四换热盘管(21)中余热工质的热量释放出高温高压水蒸气，两发生器中释放出高温高压水蒸气的溴化锂水稀溶液均变为浓溶液，溴化锂水浓溶液再从两发生器底部流出在所述溶液热交换器(18)中冷却后回流到所述吸收器(9)，所述低压发生器(20)产生的高温高压水蒸气则通过所述止逆阀(16)进入所述冷凝器(22)凝结放热，所述高压发生器(27)产生的高温高压水蒸气进入所述过热器(28)被余热工质过热为过热蒸汽，过热蒸汽进入所述透平机(25)膨胀做功，所述透平机(25)带动所述发电机(24)发电，做功后的过热蒸汽变为乏汽从所述透平机(25)排出后经所述第二节流阀(23)节流降压后沿管道进入所述冷凝器(22)凝结放热，循环完成，热媒水先后流经所述第一换热盘管(5)和所述第二换热盘管(15)，两次吸热升温后进入供热区满足用热需求；
二、夏季冷电联供
装置以溴化锂水溶液为循环工质对，所述第一三通阀(2)右、下进出口相通，所述第二三通阀(4)下、右进出口相通，所述第三三通阀(10)下、上进出口相通，所述第四三通阀(13)上、下进出口相通，所述风冷式蒸发器(11)不工作，余热工质依次流经所述过热器(28)、所述第四换热盘管(21)、所述第三换热盘管(17)和所述余热回收器(6)，所述循环泵(3)启动，冷媒水进入所述管壳式蒸发器(1)，所述冷凝器(22)流出的高压冷凝水经所述第一节流阀(14)节流降压后通过所述第四三通阀(13)进入所述管壳式蒸发器(1)中进行吸热蒸发，低压液体水在所述管壳式蒸发器(1)中的吸收冷媒水的热量蒸发为低压水蒸气，低压水蒸气从所述管壳式蒸发器(1)流出通过所述第二三通阀(10)后进入所述吸收器(9)，所述高压发生器(27)和所述低压发生器(20)流出的溴化锂水浓溶液在所述溶液热交换器(18)中放热预冷后被所述第一溶液喷嘴(8)雾化为溶液小颗粒，溴化锂水浓溶液小颗粒吸收低压水蒸气后变为溴化锂水稀溶液，吸收过程释放出大量的热，溴化锂水稀溶液从所述吸收器(9)底部流出的由所述溶液泵(7)输送到所述溶液热交换器(18)预热后分为两路，一路进入所述低压发生器(20)经所述第二溶液喷嘴(19)喷淋雾化后吸收所述第三换热盘管(17)中余热工质的热量释放出高温高压水蒸气，另一路则进入所述高压发生器(27)经所述第三溶液喷嘴(26)喷淋雾化后吸收所述第四换热盘管(21)中余热工质的热量释放出高温高压水蒸气，两发生器中释放出高温高压水蒸气的溴化锂水稀溶液均变为浓溶液，浓溶液从两发生器底部流出在所述溶液热交换器(18)中冷却后回流到所述吸收器(9)，所述低压发生器(20)产生的高温高压水蒸气则通过所述止逆阀(16)进入所述冷凝器(22)凝结放热，所述高压发生器(27)产生的高温高压水蒸气进入所述过热器(28)被余热工质过热为过热蒸汽，过热蒸汽进入所述透平机(25)膨胀做功，所述透平机(25)带动所述发电机(24)发电，做功后的过热蒸汽变为乏汽从所述透平机(25)排出后经所述第二节流阀(23)节流降压后沿管道进入所述冷凝器(22)凝结放热，循环完成；冷媒水在所述管壳式蒸发器(1)中被吸热降温后进入供冷区满足用冷需求，而冷却水则先后流经所述第一换热盘管(5)和所述第二换热盘管(15)，冷却装置并带走热量，对于所述余热回收器(6)回收的工质余热可制备热水供生活使用。
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