CN109707473A - 一种orc循环泵系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种ORC循环泵系统，包括用户管路以及辅助动力装置，所述用户管路中流通有余热载体，所述用户管路包括送热管路和回程管路，所述送热管路和回程管路设置于工厂和用热户之间以使得余热载体形成循环回路；所述辅助动力装置用于为余热载体的循环提供动力。上述技术方案的有益效果为：所述送热管路用于将余热载体送至用热户，使得用热户能够对余热载体进行利用，另外设置的辅助动力装置能够对回程管路中的余热载体进行驱动，使得余热载体能够正常的回归工厂，其中，辅助动力装置的动力源来着辅助管路中的余热载体，使得不需要使用外接电能，实现了对工厂余热的充分利用。
Description
技术领域
本发明涉及余热再利用技术领域，具体涉及一种ORC循环泵系统。
背景技术
很多企业在生产过程中会产生大量的余热，例如火力发电厂，这些余热的温度高，体量大，如果加以利用的话将会产生更大的收益，为企业节约成本，为人们带来便利。具体的回收利用用途包括作为企业的二次能源、工艺补热或者为居民供暖。
而在余热回收的过程中，需要使用水泵等设备为载热工质提供动力，这使得热量回收的过程还会消耗高品位的电能，对现有的余热能源不能充分的利用。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种ORC循环泵系统，在为用于提高热量的同时还能够对管路进行辅助运输，使得工厂余热能够被充分利用，还减少了高品位电能的消耗。
本发明提供的一种ORC循环泵系统，包括：
用户管路，所述用户管路中流通有余热载体，所述用户管路包括送热管路和回程管路，所述送热管路和回程管路设置于工厂和用热户之间以使得余热载体形成循环回路；
辅助动力装置，所述辅助动力装置连接于所述回程管路上，用于为余热载体的循环提供动力，所述送热管路上还分支连接有为辅助动力装置供能的辅助管路，所述辅助动力装置包括能够进行朗肯循环的蒸发器、冷凝器、热机、以及工质泵，所述蒸发器与所述辅助管路相连，所述热机连接有水泵，所述水泵与所述回程管路连接。
上述技术方案的有益效果为：所述送热管路用于将余热载体送至用热户，使得用热户能够对余热载体进行利用，使用后的余热载体的温度下降，并在回程管路的作用下送回工厂，使得余热载体能够形成一个完整的循环，在工厂将余热载体送往用热户的过程中会进行增压以保证能够达到用热户处，在由用热户出来的余热载体由于损耗使得能量降低，移动速度变慢，另外设置的辅助动力装置能够对回程管路中的余热载体进行驱动，使得余热载体能够正常的回归工厂，其中，辅助动力装置的动力源来着辅助管路中的余热载体，使得不需要使用外接电能，实现了对工厂余热的充分利用。
进一步，所述热机为螺杆膨胀机。螺杆膨胀机是依靠气体体积膨胀，驱动螺杆转子旋转，将热能转换为机械能的一种热机。可直接拖动水泵。即实现了将余热载体中热能向机械能转换的功能。
进一步，所述螺杆膨胀机与所述水泵之间还连接有变速器，所述螺杆膨胀机的输出轴与所述变速器的输入端连接，所述变速器的输出端与所述水泵的输入轴连接。使得水泵能够在合适的转速工作。
进一步，所述蒸发器、冷凝器、热机、以及工质泵通过工质管路循环连接，所述工质管路中流动有工质。所述工质为低沸点的有机物，使得朗肯循环能够顺利进行。
进一步，所述蒸发器包括与所述辅助管路连通的热源进口和热源出口，以及与所述工质管路相连的第一工质入口以及第一工质出口。所述热源进口和热源出口用于将辅助管路中的热量导入到蒸发器，使第一工质入口以及第一工质出口使得工质管路中的工质能够在蒸发器中循环并获取热量。
进一步，所述冷凝器包括与所述回程管路连通的冷源入口以及冷源出口，以及与所述工质管路连通的第二工质入口以及第二工质出口。所述冷源入口以及冷源出口用于将回程管路中低温的余热载体导入到冷凝器中，所述第二工质入口以及第二工质出口使得工质能够在冷凝器中循环并降温液化。
进一步，所述送热管路以及辅助管路上均设置有阀门。
进一步，所述送热管路以及回程管路上还设置有压力表以及温度计。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明实施例的结构示意图。
附图标记：用户管路1、回程管路2、用热户3、螺杆膨胀机4a、蒸发器4b、冷凝器4c、工质泵4d、变速器5、水泵6、辅助管路7、旁通管路8、阀门9。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。
图1为本实施例的结构示意图；如图1所示，本实施例提供一种ORC循环泵系统，包括用户管路1以及辅助动力装置，所述用户管路1中流通有余热载体，以火力发电厂为例，所述余热载体为水，所述用户管路1包括送热管路和回程管路2，所述送热管路和回程管路2设置于工厂和用热户3之间以使得余热载体形成循环回路；所述辅助动力装置设置于所述回程管路2上，用于为余热载体的循环提供动力，所述送热管路上还分支连接有为辅助动力装置供能的辅助管路7，所述辅助动力装置包括能够进行朗肯循环的蒸发器4b、冷凝器4c、热机、以及工质泵4d，所述蒸发器4b与所述辅助管路7相连，所述热机连接有水泵6，所述水泵6与所述回程管路2连接。
所述送热管路用于将余热载体送至用热户3，使得用热户3能够对余热载体进行利用，使用后的余热载体的温度下降，并在回程管路2的作用下送回工厂，使得余热载体能够形成一个完整的循环，在工厂将余热载体送往用热户3的过程中会进行增压以保证能够达到用热户3处，在由用热户3出来的余热载体由于损耗使得能量降低，移动速度变慢，另外设置的辅助动力装置能够对回程管路2中的余热载体进行驱动，使得余热载体能够正常的回归工厂，其中，辅助动力装置的动力源来着辅助管路7中的余热载体，使得不需要使用外接电能，实现了对工厂余热的充分利用。
所述热机为螺杆膨胀机4a。螺杆膨胀机4a是依靠气体体积膨胀，驱动螺杆转子旋转，将热能转换为机械能的一种热机。可直接拖动水泵6。即实现了将余热载体中热能向机械能转换的功能。
所述螺杆膨胀机4a与所述水泵6之间还连接有变速器5，所述螺杆膨胀机4a的输出轴与所述变速器5的输入端连接，所述变速器5的输出端与所述水泵6的输入轴连接。使得水泵6能够在合适的转速工作。
所述蒸发器4b、冷凝器4c、热机、以及工质泵4d通过工质管路循环连接，所述工质管路中流动有工质。所述工质为低沸点的有机物，一般选用戊烷，使得朗肯循环能够顺利进行。
所述蒸发器4b包括与所述辅助管路7连通的热源进口和热源出口，以及与所述工质管路相连的第一工质入口以及第一工质出口。所述热源进口和热源出口用于将辅助管路7中的热量导入到蒸发器4b，使第一工质入口以及第一工质出口使得工质管路中的工质能够在蒸发器4b中循环并获取热量。所述冷凝器4c包括与所述回程管路2连通的冷源入口以及冷源出口，以及与所述工质管路连通的第二工质入口以及第二工质出口。所述冷源入口以及冷源出口用于将回程管路2中低温的余热载体导入到冷凝器4c中，所述第二工质入口以及第二工质出口使得工质能够在冷凝器4c中循环并降温液化。
结合上述对蒸发器4b、冷凝器4c、工质泵4d以及螺杆膨胀机4a的描述，能够清晰的得出以下的工作过程，首先，蒸发器4b将辅助管路7中的热量吸收，并将工质管路中位于蒸发器4b部分的液态的工质被加热蒸发，使得工质变为蒸汽并通入所述螺杆膨胀机4a中驱动螺杆膨胀机4a工作，蒸汽状态的工质然后由螺杆膨胀机4a中流出并通往冷凝器4c，在冷凝器4c中吸收回程管路2中的低温完成二次液化，并在工质泵4d的驱动下再次进入蒸发器4b，如此循环往复，使得螺杆膨胀机4a能够持续的输出机械动力并驱动水泵6运转。
所述送热管路以及辅助管路7上均设置有阀门9。所述阀门9用于控制余热载体的通断。所述阀门9可以采用人工开启的蝶阀，也可以采用可以进行远程控制的电磁阀门9，具体根据阀门9设定的位置进行选择，当阀门9设置的位置人员活动较少，人工开启的话可能会增加成本，即可采用电磁阀，如果阀门9的设置的位置距离工作人员活动区域较近，即可采用人工开启的蝶阀。
所述送热管路以及回程管路2上还设置有压力表以及温度计。所述温度计以及压力表用于辅助工作人员判定管路中的工况，包括但不限于：供于用热户3的热量是否达标，通过对比送热管路和回程管路2中余热载体的温度能够判断热量是否被充分利用，如果回程管路2中的温度过高，说明余热载体的热量未被充分利用，可以考虑降低送热管路中的流量，如果回程管路2中的温度过低，说明送热管路中的热量不够，可以考虑加大送热管路中的流量。
如图1所示，所述辅助管路7与回程管路2之间还设置有旁通管路8，所述旁通管路8用于直接将辅助管路7中的余热载体输送到回程管路2中。所述旁通管路8用于设备对与蒸发器4b连通的管路进行检修、维护，做旁路备用的短暂通道，也可作为泄压、排淤用。所述旁通管路8上也设置有阀门9。
另外，在回程管路2上还设置有净化设备，由于水在流经了大量的用热户3之后，由于管路复杂，行程过长，使得水中会产生一些杂质，如果直接将混有杂质的水回流到工厂的设备中，会造成难以控制的损失。所述净水设备包括过滤设备，所述过滤设备包括一过滤箱，所述过滤箱中设置有3-6个滤芯，多个滤芯依次串联，使得回程管路2中的水能够依次流经每个滤芯，使得水能够被有效的净化。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (8)
1.一种ORC循环泵系统，其特征在于，包括：
用户管路(1)，所述用户管路(1)中流通有余热载体，所述用户管路(1)包括送热管路和回程管路(2)，所述送热管路和回程管路(2)设置于工厂和用热户(3)之间以使得余热载体形成循环回路；
辅助动力装置，所述辅助动力装置连接于所述回程管路(2)上，用于为余热载体的循环提供动力，所述送热管路上还分支连接有为辅助动力装置供能的辅助管路(7)，所述辅助动力装置包括能够进行朗肯循环的蒸发器(4b)、冷凝器(4c)、热机、以及工质泵(4d)，所述蒸发器(4b)与所述辅助管路(7)相连，所述热机连接有水泵(6)，所述水泵(6)与所述回程管路(2)连接。
2.根据权利要求1所述的一种ORC循环泵系统，其特征在于，所述热机为螺杆膨胀机(4a)。
3.根据权利要求2所述的一种ORC循环泵系统，其特征在于，所述螺杆膨胀机(4a)与所述水泵(6)之间还连接有变速器(5)，所述螺杆膨胀机(4a)的输出轴与所述变速器(5)的输入端连接，所述变速器(5)的输出端与所述水泵(6)的输入轴连接。
4.根据权利要求1所述的一种ORC循环泵系统，其特征在于，所述蒸发器(4b)、冷凝器(4c)、热机、以及工质泵(4d)通过工质管路循环连接，所述工质管路中流动有工质。
5.根据权利要求4所述的一种ORC循环泵系统，其特征在于，所述蒸发器(4b)包括与所述辅助管路(7)连通的热源进口和热源出口，以及与所述工质管路相连的第一工质入口以及第一工质出口。
6.根据权利要求4所述的一种ORC循环泵系统，其特征在于，所述冷凝器(4c)包括与所述回程管路(2)连通的冷源入口以及冷源出口，以及与所述工质管路连通的第二工质入口以及第二工质出口。
7.根据权利要求1所述的一种ORC循环泵系统，其特征在于，所述送热管路以及辅助管路(7)上均设置有阀门(9)。
8.根据权利要求1或7所述的一种ORC循环泵系统，其特征在于，所述送热管路以及回程管路(2)上还设置有压力表以及温度计。
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