CN110131005B - 双压吸热非共沸有机闪蒸-朗肯循环中低温热能利用系统 - Google Patents

双压吸热非共沸有机闪蒸-朗肯循环中低温热能利用系统 Download PDF

Info

Publication number
CN110131005B
CN110131005B CN201910360614.3A CN201910360614A CN110131005B CN 110131005 B CN110131005 B CN 110131005B CN 201910360614 A CN201910360614 A CN 201910360614A CN 110131005 B CN110131005 B CN 110131005B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pressure stage
low
outlet
inlet
working medium
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
Application number
CN201910360614.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110131005A (zh
Inventor
葛众
鄢银连
解志勇
相华江
张军
袁志鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yunnan University YNU
Original Assignee
Yunnan University YNU
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yunnan University YNU filed Critical Yunnan University YNU
Priority to CN201910360614.3A priority Critical patent/CN110131005B/zh
Publication of CN110131005A publication Critical patent/CN110131005A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110131005B publication Critical patent/CN110131005B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/08—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
    • F01K25/10—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours the vapours being cold, e.g. ammonia, carbon dioxide, ether

Abstract

本发明公开了双压吸热非共沸有机闪蒸‑朗肯循环中低温热能利用系统，其包括低压级预热器、高压级工质泵、高压级预热器、高压级节流阀、高压级气液分离器、高压级透平、低压级节流阀、低压级气液分离器、低压级蒸发器、低压级透平、冷凝器、低压级工质泵、冷却水泵和冷却塔，它们构成了第一有机朗肯循环管路、第一有机闪蒸循环管路、第二有机朗肯循环管路、第二有机闪蒸循环管路和冷却水循环管路，可以扩大了工质的遴选范围，实现不同工质组元的优势互补，从而能够改善循环与热/冷源的温度匹配、减小循环(
Figure DDA0002046717730000011
)损失，同时利用第二有机朗肯循环以及第二有机闪蒸循环来回收闪蒸器出口饱和液体的余热，能够避免饱和液体直接截流后带来的能量损失。

Description

双压吸热非共沸有机闪蒸-朗肯循环中低温热能利用系统
技术领域
本发明涉及能源利用技术领域，特别是涉及双压吸热非共沸有机闪蒸-朗肯循环中低温热能利用系统。
背景技术
近年来随着中国经济的快速发展，我国能源消费总量迅速增长，2017年中国的能源消费总量达到了44.9亿吨标准煤，而我国能源的消费仍以煤炭等化石燃料为主，煤炭的消费比重占到了全部能源消费的60％以上。化石燃料属于不可再生能源，化石燃料的大规模使用向大气中排放了大量的CO2、SO2、NOx等有害气体，导致全球气候变暖，造成大气污染，还加剧了能源危机，严重影响了社会经济的发展与人民的健康。因此，优化能源结构，减少化石燃料消耗，节能减排以提高能源的利用率也就显得至关重要。
利用和回收可再生能源以及工业生产过程中产生的余热可有效减少化石燃料的消耗，缓解能源和环境问题。我国太阳能、地热能等可再生能源以及工业余热十分丰富，每年陆地所接收的太阳能相当于2.4×108亿吨标准煤，但太阳能能流密度低，高温太阳能集热器结构复杂成本高，200℃以下的太阳能集热器结构简单，经济性好，更具推广前景；我国可开采的地热储量相当于2560亿吨标准煤，而其中储量的70％以上温度低于150℃；我国消耗能源总量中42％–46％将转换为各种工业余热，但在这些余热中超过63％的温度低于200℃。总体而言，我国大部分的可再生能源和工业余热均属于温度低于200℃的中低温余热，由于其热功转换特点与常规动力循环存在显著差异，目前对这些中低温热能的利用并不充分。
传统的中低温热源利用方式，如有机朗肯循环(organic Rankine cycle)、有机闪蒸循环(organic flash cycle)等，虽然能够在一定程度上有效利用中低温热源，但是由于这些循环往往在热/冷源换热过程中的温度匹配问题上表现不佳，因此存在巨大的
Figure GDA0002994004360000011
损失，造成了能源的浪费；另外传统的有机闪蒸循环往往直接将截流后的饱和液体送入冷凝器进行冷凝，这也造成了很大的
Figure GDA0002994004360000021
损失。因此开展新型循环的研究具有十分重要的意义。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供双压吸热非共沸有机闪蒸-朗肯循环中低温热能利用系统，能够改善循环与热/冷源的温度匹配，减小循环
Figure GDA0002994004360000022
损失，避免饱和液体直接截流后带来的能量损失。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供双压吸热非共沸有机闪蒸-朗肯循环中低温热能利用系统，包括低压级预热器(1)、高压级工质泵(2)、高压级预热器(3)、高压级节流阀(4)、高压级气液分离器(5)、高压级透平(6)、低压级节流阀(7)、低压级气液分离器(8)、低压级蒸发器(9)、低压级透平(10)、冷凝器(11)、低压级工质泵(12)、冷却水泵(13)和冷却塔(14)；所述低压级预热器(1)的热流体出口与低压级蒸发器(9)的冷流体进口、低压级蒸发器(9)的热流体出口与低压级透平(10)的进口、低压级透平(10)的出口与冷凝器(11)的热流体进口、冷凝器(11)的热流体出口与低压级工质泵(12)的进口、低压级工质泵(12)的出口与低压级预热器(1)的冷流体进口通过管道相连接，以构成第一有机朗肯循环管路；所述低压级预热器(1)的热流体出口与高压级工质泵(2)的进口、高压级工质泵(2)的出口与高压级预热器(3)的冷流体进口、高压级预热器(3)的热流体出口与高压级节流阀(4)的进口、高压级节流阀(4)的出口与高压级气液分离器(5)的进口、高压级气液分离器(5)的饱和蒸气出口与高压级透平(6)的进口、高压级透平(6)的出口与冷凝器(11)的热流体进口、冷凝器(11)的热流体出口与低压级工质泵(12)的进口、低压级工质泵(12)的出口与低压级预热器(1)的冷流体进口通过管道相连接，以构成第一有机闪蒸循环管路；所述低压级气液分离器(8)的饱和液体出口与低压级蒸发器(9)的冷流体进口、低压级蒸发器(9)的热流体出口与低压级透平(10)的进口、低压级透平(10)的出口与冷凝器(11)的热流体进口、冷凝器(11)的热流体出口与低压级工质泵(12)的进口、低压级工质泵(12)的出口与低压级预热器(1)的冷流体进口、低压级预热器(1)的热流体出口与高压级工质泵(2)的进口、高压级工质泵(2)的出口与高压级预热器(3)的冷流体进口、高压级预热器(3)的热流体出口与高压级节流阀(4)的进口、高压级节流阀(4)的出口与高压级气液分离器(5)的进口、高压级气液分离器(5)的饱和液体出口与低压级节流阀(7)的进口、低压级节流阀(7)的出口与低压级气液分离器(8)的进口通过管道相连接，以构成第二有机朗肯循环管路；所述高压级气液分离器(5)的饱和液体出口与低压级节流阀(7)的进口、低压级节流阀(7)的出口与低压级气液分离器(8)的进口、低压级气液分离器(8)的饱和气体出口与低压级透平(10)的进口、低压级透平(10)的出口与冷凝器(11)的热流体进口、冷凝器(11)的热流体出口与低压级工质泵(12)的进口、低压级工质泵(12)的出口与低压级预热器(1)的冷流体进口、低压级预热器(1)的热流体出口与高压级工质泵(2)的进口、高压级工质泵(2)的出口与高压级预热器(3)的冷流体进口、高压级预热器(3)的热流体出口与高压级节流阀(4)的进口、高压级节流阀(4)的出口与高压级气液分离器(5)的进口依次通过管道相连接，以构成第二有机闪蒸循环管路；所述冷凝器(11)的热流体出口与冷却水泵(13)的进口、冷却水泵(13)的出口与冷却塔(14)上端的布水管、冷却塔(14)下端的出口与冷凝器(11)的冷流体进口通过管道相连接，以构成冷却水循环管路。
优选的，所述第一有机朗肯循环管路、第一有机闪蒸循环管路、第而有机朗肯循环管路和第二有机闪蒸循环管路的工质采用甲苯、R152a、R142b、R22、R123、R134a、R245fa、丙烷、R143a、R32、R23、戊烷、异戊烷、正戊烷、正己烷、丁烷和异丁烷中的一种或者多种的混合物。
优选的，所述工质采用R123；所述高压级透平(6)采用IT10螺杆式透平，净输出功率为10Kw；所述高压级预热器(3)的热流体出口处R123的压力为0.97MPa，温度为110℃，闪蒸压力为0.49MPa，换热器均采用管壳式换热器；所述低压级工质泵(12)和高压级工质泵(2)均采用高压屏蔽泵。
优选的，所述冷却塔(14)的冷却水循环流量为20m3/h，所述冷却水循环管路采用的管道为无缝钢管。
优选的，所述第一有机朗肯循环管路、第一有机闪蒸循环管路、第而有机朗肯循环管路和第二有机闪蒸循环管路在注入工质之前，对管道进行氮气吹扫和抽真空处理。
区别于现有技术的情况，本发明的有益效果是：
(1)通过引入非共沸工质，可以改善系统相变换热温度匹配程度，并扩大工质的遴选范围，实现不同工质组元的优势互补。
(2)通过采用双压吸热改善热源与循环的温度匹配，高压级采用有机闪蒸循环避免热源高温段换热出现大温差相变换热，而低压级采用有机朗肯循环回收温度较低的热能以及闪蒸后饱和液体的余热，可以避免节流产生的巨大
Figure GDA0002994004360000041
损失，实现中低温热能高效梯级利用，实现节能减排。
(3)不同于传统的有机闪蒸循环将闪蒸后的饱和液体直接截流然后进入冷凝器，本发明对高压级气液分离器中的饱和液体进行截流闪蒸，对低压级气液分离器中的饱和液进行重新加热后进入透平做功，避免了截流损失，提升了系统的热利用率。
(4)本发明能用于回收所有的余热资源，包括工业废气、废水、生物质热能、太阳能以及地热等各种形式的余热。
附图说明
图1是本发明实施例的双压吸热非共沸有机闪蒸-朗肯循环中低温热能利用系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1，本发明实施例的双压吸热非共沸有机闪蒸-朗肯循环中低温热能利用系统包括低压级预热器1、高压级工质泵2、高压级预热器3、高压级节流阀4、高压级气液分离器5、高压级透平6、低压级节流阀7、低压级气液分离器8、低压级蒸发器9、低压级透平10、冷凝器11、低压级工质泵12、冷却水泵13和冷却塔14。
低压级预热器1的热流体出口与低压级蒸发器9的冷流体进口、低压级蒸发器9的热流体出口与低压级透平10的进口、低压级透平10的出口与冷凝器11的热流体进口、冷凝器11的热流体出口与低压级工质泵12的进口、低压级工质泵12的出口与低压级预热器1的冷流体进口通过管道相连接，以构成第一有机朗肯循环管路。
低压级预热器1的热流体出口与高压级工质泵2的进口、高压级工质泵2的出口与高压级预热器3的冷流体进口、高压级预热器3的热流体出口与高压级节流阀4的进口、高压级节流阀4的出口与高压级气液分离器5的进口、高压级气液分离器5的饱和蒸气出口与高压级透平6的进口、高压级透平6的出口与冷凝器11的热流体进口、冷凝器11的热流体出口与低压级工质泵12的进口、低压级工质泵12的出口与低压级预热器1的冷流体进口通过管道相连接，以构成第一有机闪蒸循环管路。
低压级气液分离器8的饱和液体出口与低压级蒸发器9的冷流体进口、低压级蒸发器9的热流体出口与低压级透平10的进口、低压级透平10的出口与冷凝器11的热流体进口、冷凝器11的热流体出口与低压级工质泵12的进口、低压级工质泵12的出口与低压级预热器1的冷流体进口、低压级预热器1的热流体出口与高压级工质泵2的进口、高压级工质泵2的出口与高压级预热器3的冷流体进口、高压级预热器3的热流体出口与高压级节流阀4的进口、高压级节流阀4的出口与高压级气液分离器5的进口、高压级气液分离器5的饱和液体出口与低压级节流阀7的进口、低压级节流阀7的出口与低压级气液分离器8的进口通过管道相连接，以构成第二有机朗肯循环管路。
高压级气液分离器5的饱和液体出口与低压级节流阀7的进口、低压级节流阀7的出口与低压级气液分离器8的进口、低压级气液分离器8的饱和气体出口与低压级透平10的进口、低压级透平10的出口与冷凝器11的热流体进口、冷凝器11的热流体出口与低压级工质泵12的进口、低压级工质泵12的出口与低压级预热器1的冷流体进口、低压级预热器1的热流体出口与高压级工质泵2的进口、高压级工质泵2的出口与高压级预热器3的冷流体进口、高压级预热器3的热流体出口与高压级节流阀4的进口、高压级节流阀4的出口与高压级气液分离器5的进口依次通过管道相连接，以构成第二有机闪蒸循环管路。
冷凝器11的热流体出口与冷却水泵13的进口、冷却水泵13的出口与冷却塔14上端的布水管、冷却塔14下端的出口与冷凝器11的冷流体进口通过管道相连接，以构成冷却水循环管路。
本实施例中，第二有机朗肯循环管路和第二有机闪蒸循环管路可以回收利用闪蒸器出口饱和液体的余热。
本发明的工作原理是：
第一有机朗肯循环管路：工质从低压级预热器1的冷流体进口进入，在低压级预热器1中吸收热量预热后从低压级预热器1的热流体出口流出，经管道从低压级蒸发器9的冷流体进口进入，在低压级蒸发器9中继续吸热，蒸发气化，然后从低压级蒸发器9的热流体出口流出，接着进入低压级透平10，在低压级透平10内膨胀做功，变成乏气从低压级透平10的出口出来，然后与来自高压级透平6的乏气混合后从冷凝器11的热流体进口进入，在冷凝器11中将热量释放给冷却水，冷凝成过冷液体后从冷凝器11的热流体出口流出，接着进入低压级工质泵12的进口，在低压级工质泵12内加压后，重新经低压级预热器1的冷流体进口进入低压级预热器1中进行加热，完成一个循环；
第一有机闪蒸循环管路：工质从低压级预热器1的冷流体进口进入，在低压级预热器1中吸收热量预热后从低压级预热器1的热流体出口流出，然后进入高压级工质泵2，经高压级工质泵2加压后从高压级预热器3的冷流体进口进入，在高压级预热器3中吸收余热释放的热量，加热至饱和液体后从高压级预热器3的热流体出口流出，然后进入高压级节流阀4进行截流，压力降低到闪蒸压力，变成气液两相态，然后进入高压级气液分离器5，完成气液分离，饱和液体从高压级气液分离器5底部的饱和液体出口流出，饱和气体从高压级气液分离器5顶部的饱和蒸气出口流出，然后进入高压级透平6，在高压级透平6内膨胀做功，输出电能，接着做功后的乏气从高压级透平6的出口出来，与从低压级透平10出来的乏气混合后从冷凝器11的热流体进口进入，在冷凝器11中将热量释放给冷却水，冷凝成过冷液体后从冷凝器11的热流体出口流出，接着进入低压级工质泵12的进口，在低压级工质泵12内加压后，重新经低压级预热器1的冷流体进口进入低压级预热器1中进行加热，完成一个循环；
第二有机朗肯循环管路：从低压级气液分离器8底部饱和液体出口流出的经过闪蒸的饱和液体从低压级蒸发器9的冷流体进口进入，在低压级蒸发器9中吸收余热热量，蒸发气化，然后从低压级蒸发器9的热流体出口流出，接着进入低压级透平10，在低压级透平10内膨胀做功，变成乏气从低压级透平10的出口出来，然后与来自高压级透平9的乏气混合后从冷凝器11的热流体进口进入，在冷凝器11中将热量释放给冷却水，冷凝成过冷液体后从冷凝器11的热流体出口流出，接着进入低压级工质泵12的进口，在低压级工质泵12内加压后经低压级预热器1的冷流体进口进入低压级预热器1中进行加热，在低压级预热器1中吸收热量预热后从低压级预热器1的热流体出口流出，然后进入高压级工质泵2的进口，经高压级工质泵2加压后从高压级预热器3的冷流体进口进入高压级预热器3，在高压级预热器3中吸收余热释放的热量，加热至饱和液体后从高压级预热器3的热流体出口流出，然后进入高压级节流阀4进行截流，压力降低到闪蒸压力，变成气液两相态，然后进入高压级气液分离器5，完成气液分离，饱和气体从高压级气液分离器5顶部的饱和蒸气出口流出，饱和液体从高压级气液分离器5底部的饱和液体出口流出，接着进入低压级节流阀7进行截流，压力降低到闪蒸压力，变成气液两相态，然后进入低压级气液分离器8，完成气液分离，饱和液体从低压级气液分离器8底部的饱和液体出口流出，饱和气体从低压级气液分离器8顶部的饱和蒸气出口流出，完成一个循环；
第二有机闪蒸循环管路：从高压级气液分离器5中经过闪蒸的饱和液体从高压级气液分离器5底部的饱和液体出口流出，接着进入低压级节流阀7进行截流，压力降低到闪蒸压力，变成气液两相态，然后进入低压级气液分离器8，完成气液分离，饱和液体从低压级气液分离器8底部的饱和液体出口流出，饱和气体从低压级气液分离器8顶部的饱和蒸气出口流出，进入低压级透平10，在低压级透平10内膨胀做功，输出电能，接着做功后的乏气从低压级透平10的出口出来，然后与来自高压级透平6的乏气混合后经冷凝器11的热流体进口进入冷凝器中，在冷凝器11中将热量释放给冷却水，冷凝成过冷液体后从冷凝器11的热流体出口流出，接着进入低压级工质泵12的进口，在低压级工质泵12内加压后经低压级预热器1的冷流体进口进入低压级预热器1中进行加热，在低压级预热器1中吸收热量预热后从低压级预热器1的热流体出口流出，然后进入高压级工质2泵进口，经高压级工质泵2加压后从高压级预热器3的冷流体进口进入高压级预热器3，在高压级预热器3中吸收余热释放的热量，加热至饱和液体后从高压级预热器3的热流体出口流出，然后进入高压级节流阀4进行截流，压力降低到闪蒸压力，变成气液两相态，然后进入高压级气液分离器5，完成气液分离，饱和液体从高压级气液分离器5底部的饱和液体出口流出，饱和气体从高压级气液分离器5顶部的饱和蒸气出口流出，完成一个循环；
冷却水循环管路：从冷却塔14出来的冷却水经管道输送至冷凝器11对工质进行冷凝，之后从冷凝器11的热流体出口出来，接着进入到冷却水泵13，经冷却水泵13加压后返回冷却塔14顶部的布水管，经过冷却后进入塔底集水盘，从冷却塔14下端的出口流出，完成一个循环。
在本实施例中，第一有机朗肯循环管路、第一有机闪蒸循环管路、第而有机朗肯循环管路和第二有机闪蒸循环管路的工质采用甲苯、R152a、R142b、R22、R123、R134a、R245fa、丙烷、R143a、R32、R23、戊烷、异戊烷、正戊烷、正己烷、丁烷和异丁烷中的一种或者多种的混合物。
进一步的，在一个具体应用中，工质采用R123；高压级透平6采用IT10螺杆式透平，净输出功率为10Kw；高压级预热器3的热流体出口处R123的压力为0.97MPa，温度为110℃，闪蒸压力为0.49MPa，换热器均采用管壳式换热器；低压级工质泵12和高压级工质泵2均采用高压屏蔽泵。在另一个具体应用中，工质为R123、R134a及自来水。
在本实施例中，冷却塔14的冷却水循环流量为20m3/h，冷却水循环管路采用的管道为无缝钢管。冷却塔14可以选用型号为LBCM-20的低温型冷却塔，冷却水泵13可以选用型号为12KQL50/100-1.1/2的泵。
为了提高可靠性，第一有机朗肯循环管路、第一有机闪蒸循环管路、第而有机朗肯循环管路和第二有机闪蒸循环管路在注入工质之前，对管道进行氮气吹扫和抽真空处理。
通过上述方式，本发明实施例的双压吸热非共沸有机闪蒸-朗肯循环中低温热能利用系统结合非共沸工质、双压吸热循环、有机闪蒸循环以及有机朗肯循环的优势，扩大了工质的遴选范围，实现不同工质组元的优势互补，从而能够改善循环与热/冷源的温度匹配、减小循环
Figure GDA0002994004360000081
损失，同时利用有机朗肯循环以及有机闪蒸循环来回收闪蒸器出口饱和液体的余热，能够避免饱和液体直接截流后带来的能量损失，可以实现热能梯级高效利用。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种双压吸热非共沸有机闪蒸-朗肯循环中低温热能利用系统，其特征在于，包括低压级预热器(1)、高压级工质泵(2)、高压级预热器(3)、高压级节流阀(4)、高压级气液分离器(5)、高压级透平(6)、低压级节流阀(7)、低压级气液分离器(8)、低压级蒸发器(9)、低压级透平(10)、冷凝器(11)、低压级工质泵(12)、冷却水泵(13)和冷却塔(14)；
所述低压级预热器(1)的热流体出口与低压级蒸发器(9)的冷流体进口、低压级蒸发器(9)的热流体出口与低压级透平(10)的进口、低压级透平(10)的出口与冷凝器(11)的热流体进口、冷凝器(11)的热流体出口与低压级工质泵(12)的进口、低压级工质泵(12)的出口与低压级预热器(1)的冷流体进口通过管道相连接，以构成第一有机朗肯循环管路；
所述低压级预热器(1)的热流体出口与高压级工质泵(2)的进口、高压级工质泵(2)的出口与高压级预热器(3)的冷流体进口、高压级预热器(3)的热流体出口与高压级节流阀(4)的进口、高压级节流阀(4)的出口与高压级气液分离器(5)的进口、高压级气液分离器(5)的饱和蒸气出口与高压级透平(6)的进口、高压级透平(6)的出口与冷凝器(11)的热流体进口、冷凝器(11)的热流体出口与低压级工质泵(12)的进口、低压级工质泵(12)的出口与低压级预热器(1)的冷流体进口通过管道相连接，以构成第一有机闪蒸循环管路；
所述低压级气液分离器(8)的饱和液体出口与低压级蒸发器(9)的冷流体进口、低压级蒸发器(9)的热流体出口与低压级透平(10)的进口、低压级透平(10)的出口与冷凝器(11)的热流体进口、冷凝器(11)的热流体出口与低压级工质泵(12)的进口、低压级工质泵(12)的出口与低压级预热器(1)的冷流体进口、低压级预热器(1)的热流体出口与高压级工质泵(2)的进口、高压级工质泵(2)的出口与高压级预热器(3)的冷流体进口、高压级预热器(3)的热流体出口与高压级节流阀(4)的进口、高压级节流阀(4)的出口与高压级气液分离器(5)的进口、高压级气液分离器(5)的饱和液体出口与低压级节流阀(7)的进口、低压级节流阀(7)的出口与低压级气液分离器(8)的进口通过管道相连接，以构成第二有机朗肯循环管路；
所述高压级气液分离器(5)的饱和液体出口与低压级节流阀(7)的进口、低压级节流阀(7)的出口与低压级气液分离器(8)的进口、低压级气液分离器(8)的饱和气体出口与低压级透平(10)的进口、低压级透平(10)的出口与冷凝器(11)的热流体进口、冷凝器(11)的热流体出口与低压级工质泵(12)的进口、低压级工质泵(12)的出口与低压级预热器(1)的冷流体进口、低压级预热器(1)的热流体出口与高压级工质泵(2)的进口、高压级工质泵(2)的出口与高压级预热器(3)的冷流体进口、高压级预热器(3)的热流体出口与高压级节流阀(4)的进口、高压级节流阀(4)的出口与高压级气液分离器(5)的进口依次通过管道相连接，以构成第二有机闪蒸循环管路；
所述冷凝器(11)的热流体出口与冷却水泵(13)的进口、冷却水泵(13)的出口与冷却塔(14)上端的布水管、冷却塔(14)下端的出口与冷凝器(11)的冷流体进口通过管道相连接，以构成冷却水循环管路。
2.根据权利要求1所述的双压吸热非共沸有机闪蒸-朗肯循环中低温热能利用系统，其特征在于，所述第一有机朗肯循环管路、第一有机闪蒸循环管路、第二有机朗肯循环管路和第二有机闪蒸循环管路的工质采用甲苯、R152a、R142b、R22、R123、R134a、R245fa、丙烷、R143a、R32、R23、戊烷、异戊烷、正戊烷、正己烷、丁烷和异丁烷中的一种或者多种的混合物。
3.根据权利要求2所述的双压吸热非共沸有机闪蒸-朗肯循环中低温热能利用系统，其特征在于，所述工质采用R123；所述高压级透平(6)采用螺杆式透平，净输出功率为10Kw；所述高压级预热器(3)的热流体出口处R123的压力为0.97MPa，温度为110℃，闪蒸压力为0.49MPa，换热器均采用管壳式换热器；所述低压级工质泵(12)和高压级工质泵(2)均采用高压屏蔽泵。
4.根据权利要求3所述的双压吸热非共沸有机闪蒸-朗肯循环中低温热能利用系统，其特征在于，所述冷却塔(14)的冷却水循环流量为20m3/h，所述冷却水循环管路采用的管道为无缝钢管。
5.根据权利要求4所述的双压吸热非共沸有机闪蒸-朗肯循环中低温热能利用系统，其特征在于，所述第一有机朗肯循环管路、第一有机闪蒸循环管路、第二有机朗肯循环管路和第二有机闪蒸循环管路在注入工质之前，对管道进行氮气吹扫和抽真空处理。
CN201910360614.3A 2019-04-30 2019-04-30 双压吸热非共沸有机闪蒸-朗肯循环中低温热能利用系统 Active CN110131005B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910360614.3A CN110131005B (zh) 2019-04-30 2019-04-30 双压吸热非共沸有机闪蒸-朗肯循环中低温热能利用系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910360614.3A CN110131005B (zh) 2019-04-30 2019-04-30 双压吸热非共沸有机闪蒸-朗肯循环中低温热能利用系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110131005A CN110131005A (zh) 2019-08-16
CN110131005B true CN110131005B (zh) 2021-07-02

Family

ID=67575741

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910360614.3A Active CN110131005B (zh) 2019-04-30 2019-04-30 双压吸热非共沸有机闪蒸-朗肯循环中低温热能利用系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110131005B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110671839A (zh) * 2019-11-20 2020-01-10 云南大学 一种新型回热有机闪蒸循环余热回收系统和热能回收方法
CN111022137B (zh) * 2019-11-27 2021-03-02 西安交通大学 基于有机朗肯循环和有机闪蒸循环的余热回收系统及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2422055B1 (en) * 2009-04-22 2013-04-17 Turboden SRL Detection, measuring and separation system by stripping light fractions in diathermic oil
CN203531985U (zh) * 2013-10-24 2014-04-09 天津大学 双级全流螺杆膨胀机有机朗肯循环系统
CN205558991U (zh) * 2016-04-01 2016-09-07 上海开山能源装备有限公司 基于orc系统的地热井口电站系统
CN106121754A (zh) * 2016-06-29 2016-11-16 南京航空航天大学 梯级回收利用低品位热的orc系统及方法
US9926813B2 (en) * 2012-07-24 2018-03-27 ElectraTherma, Inc. Heat energy distribution systems and methods for power recovery

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2422055B1 (en) * 2009-04-22 2013-04-17 Turboden SRL Detection, measuring and separation system by stripping light fractions in diathermic oil
US9926813B2 (en) * 2012-07-24 2018-03-27 ElectraTherma, Inc. Heat energy distribution systems and methods for power recovery
CN203531985U (zh) * 2013-10-24 2014-04-09 天津大学 双级全流螺杆膨胀机有机朗肯循环系统
CN205558991U (zh) * 2016-04-01 2016-09-07 上海开山能源装备有限公司 基于orc系统的地热井口电站系统
CN106121754A (zh) * 2016-06-29 2016-11-16 南京航空航天大学 梯级回收利用低品位热的orc系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110131005A (zh) 2019-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110107370B (zh) 一种有机闪蒸-朗肯循环余热回收系统
Liu et al. A review of research on the closed thermodynamic cycles of ocean thermal energy conversion
Song et al. Performance analysis of exhaust waste heat recovery system for stationary CNG engine based on organic Rankine cycle
Lu et al. Analysis of organic Rankine cycles using zeotropic mixtures as working fluids under different restrictive conditions
Meng et al. Thermodynamic and techno-economic performance comparison of two-stage series organic Rankine cycle and organic Rankine flash cycle for geothermal power generation from hot dry rock
CN106762489B (zh) 一种基于低温太阳能及液化天然气冷能的发电系统
CN111022137B (zh) 基于有机朗肯循环和有机闪蒸循环的余热回收系统及方法
Li et al. Design, improvements and applications of dual-pressure evaporation organic Rankine cycles: A review
CN102817657B (zh) 基于热管技术的有机朗肯循环低温余热发电系统
CN108561282B (zh) 一种槽式直接蒸汽与熔融盐联合热发电系统
Bao et al. Exergy analysis and parameter study on a novel auto-cascade Rankine cycle
CN103306764A (zh) 一种带两相膨胀机的Kalina循环系统
Meng et al. Performance evaluation of a solar transcritical carbon dioxide Rankine cycle integrated with compressed air energy storage
CN112554983A (zh) 一种耦合卡琳娜循环的液态二氧化碳储能系统及方法
CN108798812B (zh) 基于复叠朗肯循环和两级水蓄热的工业余热回收发电系统
CN110131005B (zh) 双压吸热非共沸有机闪蒸-朗肯循环中低温热能利用系统
Cao et al. Recent progress in organic Rankine cycle targeting utilisation of ultra-low-temperature heat towards carbon neutrality
Dai et al. Life cycle performance evaluation of cascade-heating high temperature heat pump system for waste heat utilization: Energy consumption, emissions and financial analyses
Yang et al. Coupling effect of evaporation and condensation processes of organic Rankine cycle for geothermal power generation improvement
CN108361163B (zh) 发电系统
Huo et al. Thermodynamic analysis and optimization of a combined cooling and power system using ocean thermal energy and solar energy
Xie et al. Flash evaporation strategy of organic Rankine cycle for geothermal power performance enhancement: A case study
CN110685764A (zh) 一种非共沸工质双级有机闪蒸循环系统及其热能回收方法
CN111735237B (zh) 一种中低温热能利用功冷联供系统
CN112431644A (zh) 一种通过调节工质流量分配比的供冷联供系统

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