CN110296625A - 一种并联型冷热电三联产卡列纳循环系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种并联型冷热电三联产卡列纳循环系统，属于中低品位余热/地热利用发电技术。所述分体分段式热虹吸管式发生器由热管蒸发段、冷凝段、供热器组成。所述并联改进型冷热电三联产卡列纳循环系统包括所述中压吸收器，高压泵，第一预热器，锅炉，节流阀，汽轮机，回热器，混合器，低压吸收器，低压泵，分离器，第二预热器，中压泵，分凝器，精馏塔，冷凝器，过冷器，制冷蒸发器。本发明提出的分段分体式式热虹吸管式发生器通过系统热源、循环工质与冷却水之间的高效换热，实现系统夏季供冷冬季供热的功能；所述并联改进型冷热电三联产卡列纳循环的电力输出和制冷能力可以根据用户的要求分别进行调整，便于调整发电输出功率和制冷能力。
Description
技术领域
本申请涉及中低品味余热/地热利用发电技术领域，特别是涉及一种并联型冷热电三联产卡列纳循环系统。
背景技术
随着工业经济的快速发展，能源的利用效率低已经成为制约经济发展的重要因素。中低品位的工业余热/地热充分回收并利用，既可提高能源利用率，降低能源消耗量，有助于缓解能源紧缺的困境，又可降低污染物排放，创造较高的生态经济效益。在实际的室内供热发电系统中，用户的需求受季节影响十分明显，冬季主要需要供热，夏季主要需要供冷。现有的清洁能源应用方案中，面对不同的需求，往往采用同一种采集热能的方式，甚至先将能量统一转换为电能；需要进行供热或供冷时再分别进行转换。这一定程度上降低了能量采集与利用的效率。
一方面，对于中低温工业余热/地热的动力回收，由于水的蒸发过程与锅炉内显热资源的放热过程不相匹配，而且水蒸汽汽轮机的背压也非常低，末级汽轮机叶片较长成本较高且摩擦损失较大，因此传统的蒸汽朗肯循环不是一个好的选择。相比之下，氨和水是天然物质，而且物价低廉，因此氨水混合物是发电循环的完美工质。
另一方面，氨水不仅是吸收式制冷系统中应用最广泛的工质之一，也可以被应用到进行电力和制冷生产的电冷联产的循环系统中。氨水电冷联产循环系统一定程度上可提高系统的综合效率，实现能量梯级利用，但循环所需热源温度较高，循环对制冷温度有一定限制，且制冷负荷与发电功率的存在相互匹配与牵制问题，诸多问题限制了该系统的推广应用。
除此之外，将地热能、工业余热等转化为动力或其他形式的能量输出，既有助于缓解紧张的能源问题，又能带来巨大环境效益，具有广阔的开发前景。地热能、工业余热属于中低品位的热能，传统的发电技术并不适用，因此，寻求新的适用于中低品位热能驱动的动力系统应运而生。为了解决这一问题，本发明采用梯级开发和综合利用的办法，提出了热电冷三联产循环装置。
申请内容
解决的技术问题：
本申请需要解决的技术问题是现有技术中能源利用率较低、制冷负荷与发电功率相互制约以及热源排放温度过高等技术问题，提供一种并联型冷热电三联产卡列纳循环系统。
技术方案：
一种并联改进型冷热电三联产卡列纳循环系统，所述系统包括中压吸收器、高压泵、第一预热器、锅炉、汽轮机、第一回热器、第一混合器、低压吸收器、低压泵、第二回热器、分离器、第二预热器、第二混合器、中压泵、分凝器、精馏塔、冷凝器、第一过冷器、第一蒸发器、第二过冷器、第二蒸发器、第一节流阀、第二节流阀、第三节流阀、第四节流阀、第五节流阀、第六节流阀、第七节流阀、第八节流阀、第九节流阀和第十节流阀；
所述中压吸收器有两条输出管道，中压吸收器的第一输出口连接高压泵，所述高压泵与第一预热器的第一输入口相连，第一预热器第一输出口与锅炉第一输入口相连，所述锅炉的第一输出口与第一节流阀相连，锅炉的第二输出口与分体分段式热虹吸管式发生器相连，第一节流阀与汽轮机相连，汽轮机与第一回热器的第一输入口相连，第一回热器第一输出口与第一混合器的第一输入口相连，第一混合器的第一输出口与低压吸收器相连，低压吸收器与低压泵相连；所述低压泵有两条输出管道，低压泵的第一输出口连接第二节流阀，第二节流阀连接第二混合器的第一输入口相连，低压泵的第二输出口连接第一回热器的第二输入口，第一回热器的第二输出口与第二回热器第一输入口连接，第二回热器第一输出口与分离器第一输入口连接；所述分离器有两条输出管道，分离器的第一输出口与第一预热器的第二输入口相连，第一预热器的第二输出口与第三节流阀相连，第三节流阀与第一混合器的第二输入口相连，分离器的第二输出口与第二预热器的第一输入口相连，第二预热器的第一输出口与第二混合器的第二输入口连接，第二混合器的第一输出口与中压吸收器的输入口相连；
所述中压吸收器的第二输出口经过中压泵后连接第二预热器的第二输入口，第二预热器的第二输出口连接精馏塔的第一输入口，分凝器与精馏塔是一个整体，上部是分凝器，下部是精馏塔，分凝器的输出管道连接冷凝器；
所述冷凝器的输出管道有两条分支，冷凝器的第一输出口连接第四节流阀，第四节流阀的输出管道与第一过冷器的第一输入口相连，第一过冷器的第一输出口连接第五节流阀，第五节流阀与第一蒸发器的输入口相连，第一蒸发器的输出口与第一过冷器的第二输入口相连，第一过冷器的第二输出口与第六节流阀相连，第六节流阀的输出管道与第二混合器的第三输入口相连，形成一条回路；
所述冷凝器的第二输出口连接第七节流阀，第七节流阀的输出管道与第二过冷器的第一输入口相连，第二过冷器的第一输出口连接第八节流阀，第八节流阀与第二蒸发器的输入口相连，第二蒸发器的输出口与第二过冷器的第二输入口相连，第二过冷器的第二输出口与第九节流阀相连，第九节流阀的输出管道与第一混合器的第三输入口相连，形成另一条回路。
作为本申请的一种优选技术方案：所述分体分段式热虹吸管式发生器由热管蒸发段、热管冷凝段、供热器、供热阀门和冷凝段阀门组成，所述热管蒸发段中设置了散热肋片；所述热管蒸发段和热管冷凝段中采用一组冷凝段阀门连接，实现夏季制冷；所述供热器和热管蒸发段采用一组供热阀门连接，实现冬季供暖。
作为本申请的一种优选技术方案：所述夏季时，所述锅炉的第二输出口与热管蒸发段相连，热管蒸发段与冷凝段阀门相连，冷凝段阀门的输出管道与热管冷凝段相连，热管冷凝段的第一输出口与精馏塔的第二输入口相连，精馏塔的第一输出口与热管冷凝段的第一输入口相连，形成回路；分体分段式热虹吸管式发生器中，供热器不工作，锅炉的第二输出口输出的工质在热管蒸发段中进行换热，热管蒸发段通过阀门切换联通冷凝段，热管冷凝段的第二输出口与第二回热器的第二输入口相连，第二回热器的第二输出口与第一回热器的第三输入口相连，第一回热器的第三输出口通过第十节流阀与第一混合器的第四输入口相连。
作为本申请的一种优选技术方案：所述冬季时，所述冬季时，所述锅炉的第二输出口与热管蒸发段相连，供热器通过供热阀门与热管蒸发段连接，系统中制冷/制冰循环相关设备不工作，热管蒸发段通过阀门切换与供热器连通。
作为本申请的一种优选技术方案：所述并联改进型冷热电三联产卡列纳循环系统采用锅炉出口余热作为制冷循环的热源，氨水混合工质作为循环工质。
有益效果：
本申请所述一种并联型冷热电三联产卡列纳循环系统采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、能源利用效率高，增加了精馏工艺，进一步利用锅炉出口余热来产生纯氨用于制冷，故制冷的蒸发温度可以降低，制冷能力亦大大提高，同时根据循环的不同流程设置可以实现冰蓄冷储能的功能，相比现有循环流程，解决了工艺流程中受制冷剂蓄冷能力有限，或制冷工质流量有限，或循环中制冷蒸气对应的吸收器压力较高等问题制约，导致制冷温度范围受限的问题；
2、构建一种分体分段式热虹吸管式发生器，通过系统热源、循环工质与冷却水之间的高效换热，实现系统夏季供冷冬季供热的功能；
3、并联改进型的冷热电三联产卡列纳循环系统的电力输出和制冷能力可以根据用户的要求分别进行调整，不相互制约，克服因串联流程具有相同的工质流量而使得发电输出功率和制冷能力的调整比较困难等问题；
4、利用锅炉出口余热作为制冷循环的热源，而不是采用循环内部能量或外加热源，且锅炉和发生器中的工作溶液的温度变化范围可以更好地匹配热源的梯级利用，降低热源排放温度，从而充分利用热源的可用热量。
附图说明：
图1为本申请所述分体分段式热虹吸管式发生器；
图2为本申请所述夏季工况流程图；
图3为本申请所述冬季工况流程图。
附图标记说明：1、中压吸收器，2、高压泵，3、第一预热器，4、锅炉，5、汽轮机，6、第一回热器，7、第一混合器，8、低压吸收器，9、低压泵，10、第二回热器，11、分离器，12、第二预热器，13、第二混合器，14、中压泵，15、分凝器，16、精馏塔，17、冷凝器，18、第一过冷器，19、第一蒸发器，20、第二过冷器，21、第二蒸发器，22、第一节流阀，23、第二节流阀，24、第三节流阀，25、第四节流阀，26、第五节流阀，27、第六节流阀，28、第七节流阀，29、第八节流阀，30、第九节流阀，31、第十节流阀，101、热管蒸发段，102、热管冷凝段，103、供热器，104、供热阀门，105、冷凝段阀门。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
实施例1:
如图1所示是本发明提出的分体分段式热虹吸管式发生器系统图，所述分体分段式热虹吸管式发生器由热管蒸发段101、热管冷凝段102、供热器103、供热阀门104和冷凝段阀门105组成，所述热管蒸发段101中设置了散热肋片；所述热管蒸发段101和热管冷凝段102中采用一组冷凝段阀门105连接，实现夏季制冷；所述供热器103和热管蒸发段101采用一组供热阀门104连接，实现冬季供暖。
如图2、图3所示，本发明所述的并联改进型的冷热电三联产卡列纳循环系统，包括中压吸收器1、高压泵2、第一预热器3、锅炉4、汽轮机5、第一回热器6、第一混合器7、低压吸收器8、低压泵9、第二回热器10、分离器11、第二预热器12、第二混合器13、中压泵14、分凝器15、精馏塔16、冷凝器17、第一过冷器18、第一蒸发器19、第二过冷器20、第二蒸发器21、第一节流阀22、第二节流阀23、第三节流阀24、第四节流阀25、第五节流阀26、第六节流阀27、第七节流阀28、第八节流阀29、第九节流阀30和第十节流阀31。
所述中压吸收器1有两条输出管道，中压吸收器1的第一输出口连接高压泵2，所述高压泵2与第一预热器3的第一输入口相连，第一预热器3第一输出口与锅炉4第一输入口相连，所述锅炉4的第一输出口与第一节流阀22相连，锅炉4的第二输出口与分体分段式热虹吸管式发生器蒸发段101相连，第一节流阀22与汽轮机5相连，汽轮机5与第一回热器6的第一输入口相连，第一回热器6第一输出口与第一混合器7的第一输入口相连，第一混合器7的第一输出口与低压吸收器8相连，低压吸收器8与低压泵9相连；所述低压泵9有两条输出管道，低压泵9的第一输出口连接第二节流阀23，第二节流阀23连接第二混合器13的第一输入口相连，低压泵9的第二输出口连接第一回热器6的第二输入口，第一回热器6的第二输出口与第二回热器10第一输入口连接，第二回热器10第一输出口与分离器11第一输入口连接；所述分离器11有两条输出管道，分离器11的第一输出口与第一预热器3的第二输入口相连，第一预热器3的第二输出口与第三节流阀24相连，第三节流阀24与第一混合器7的第二输入口相连，分离器11的第二输出口与第二预热器12的第一输入口相连，第二预热器12的第一输出口与第二混合器13的第二输入口连接，第二混合器13的第一输出口与中压吸收器1的输入口相连；
所述中压吸收器1的第二输出口经过中压泵14后连接第二预热器12的第二输入口，第二预热器12的第二输出口连接精馏塔16的第一输入口，分凝器15与精馏塔16是一个整体，上部是分凝器15，下部是精馏塔16，分凝器15的输出管道连接冷凝器17；
所述冷凝器17的输出管道有两条分支，冷凝器17的第一输出口连接第四节流阀25，第四节流阀25的输出管道与第一过冷器18的第一输入口相连，第一过冷器18的第一输出口连接第五节流阀26，第五节流阀26与第一蒸发器19的输入口相连，第一蒸发器19的输出口与第一过冷器18的第二输入口相连，第一过冷器18的第二输出口与第六节流阀27相连，第六节流阀27的输出管道与第二混合器13的第三输入口相连，形成一条回路；
所述冷凝器17的第二输出口连接第七节流阀28，第七节流阀28的输出管道与第二过冷器20的第一输入口相连，第二过冷器20的第一输出口连接第八节流阀29，第八节流阀29与第二蒸发器21的输入口相连，第二蒸发器21的输出口与第二过冷器20的第二输入口相连，第二过冷器20的输出口与第九节流阀30相连，第九节流阀30的输出管道与第一混合器7的第三输入口相连，形成另一条回路。
夏季时，所述锅炉4的第二输出口与热管蒸发段101相连，热管蒸发段101与冷凝段阀门105相连，冷凝段阀门105的输出管道与热管冷凝段102相连，热管冷凝段102的第一输出口与精馏塔16的第二输入口相连，精馏塔16的第一输出口与热管冷凝段102的第一输入口相连，形成回路；分体分段式热虹吸管式发生器中，供热器不工作，锅炉4的第二输出口输出的工质在热管蒸发段101中进行换热，热管蒸发段101通过阀门切换联通冷凝段，热管冷凝段102的第二输出口与第二回热器10的第二输入口相连，第二回热器10的第二输出口与第一回热器6的第三输入口相连，第一回热器6的第三输出口通过第十节流阀31与第一混合器7的第四输入口相连。
冬季时，所述锅炉4的第二输出口与热管蒸发段101相连，供热器103通过供热阀门104与热管蒸发段101连接，系统中制冷/制冰循环相关设备不工作，热管蒸发段通过阀门切换与供热器连通。
并联改进型冷热电三联产卡列纳循环系统采用锅炉出口余热作为制冷循环的热源，氨水混合工质作为循环工质。
综上所述，本系统采用锅炉出口余热作为热源，氨水混合工质作为循环工质，增加了精馏工艺，降低制冷的蒸发温度，大大提高制冷能力，同时根据循环的不同流程设置可以实现冰蓄冷储能的功能，同时构建分体分段式热虹吸管式发生器，通过系统热源、循环工质与冷却水之间的高效换热，达到冬夏联供的目的。本系统克服了因串联流程具有相同的工质流量而使得发电输出功率和制冷能力的调整比较困难等问题，更好地匹配热源的梯级利用，降低热源排放温度，从而充分利用热源的可用热量。
实施例2：
如图1所示是本发明提出的分体分段式热虹吸管式发生器系统图，所述分体分段式热虹吸管式发生器由热管蒸发段101、热管冷凝段102、供热器103、供热阀门104和冷凝段阀门105组成，所述热管蒸发段101中设置了散热肋片；所述热管蒸发段101和热管冷凝段102中采用一组冷凝段阀门105连接，实现夏季制冷；所述供热器103和热管蒸发段101采用一组供热阀门104连接，实现冬季供暖；
如图2所示，本发明所述的并联改进型的冷热电三联产卡列纳循环系统，包括中压吸收器1、高压泵2、第一预热器3、锅炉4、汽轮机5、第一回热器6、第一混合器7、低压吸收器8、低压泵9、第二回热器10、分离器11、第二预热器12、第二混合器13、中压泵14、分凝器15、精馏塔16、冷凝器17、第一过冷器18、第一蒸发器19、第二过冷器20、第二蒸发器21、第一节流阀22、第二节流阀23、第三节流阀24、第四节流阀25、第五节流阀26、第六节流阀27、第七节流阀28、第八节流阀29、第九节流阀30和第十节流阀31；
本发明所述的并联改进型的冷热电三联产卡列纳循环系统，包括动力子循环、解吸回热、夏季制冷环节：
（1）动力子循环：氨水工质从中压吸收器1第一输出口中流出，经过高压泵2后，进入第一预热器3的第一输入口，在第一预热器3中加热后进入锅炉4的第一输入口，在锅炉4中形成高温高压蒸气从锅炉4的第一输出口输出，随后进入第一节流阀22，流入汽轮机5用于膨胀作功发电。从汽轮机5排出的蒸气通过第一回热器6第一输入口，在第一回热器6中释放热量后从第一输出口流出，通过第一混合器7的第一输入口与其他流股混合，混合液进入低压吸收器8，并通过向冷却水释放吸收热量形成基本溶液。
（2）解吸回热子循环：低压吸收器8中排出的基本溶液由低压泵9进行升压，然后基本溶液分成两股流。低压泵9的第一输出口有小部分溶液经过第二节流阀23后，直接流至第二混合器13的第一输入口，接着进入中压吸收器1的第一输入口。大部分溶液进入第一回热器6的第二输入口，随后从第二输出口流出进入第二回热器10的第一输入口，在第二回热器10中被汽轮机5和热管冷凝段102排出的稀溶液所加热。随后，进入分离器11的第一输入口，分离器11的第一输出口将分离后的稀溶液通过第一预热器3的第二输入口输入第一预热器3中放热，然后经第三节流阀24降压后进入第一混合器7的第二输入口；分离器11的第二输出口输出的富氨蒸气通过第二预热器12的第一输入口进入第二预热器12，在第二预热器12中释放热量预热制冷回路的工作溶液，然后与小部分溶液从第二预热器12的第一输出口中流出，经过第二混合器13第一输入口进入第二混合器13混合后，流入中压吸收器1的第一输入口。串联设置第一回热器6与第二回热器10以进一步采用来自发生器的稀溶液加热基本溶液，可以使得基本溶液的分离温度在任何随机调整发电和/或制冷的流股时能够在此消彼长的变化中保持基本平衡。
（3）夏季工况制冷/制冰循环：从中压吸收器1第二输出口分出的另一股工作溶液进入制冷回路，通过中压泵14升压，进入第二预热器12的第二输入口，在第二预热器12中被富氨蒸气所预热，从第二预热器12第二输出口流出后进入发生器15和精馏塔16第一输入口，与发生器15和精馏塔16的溶液混合，混合溶液通过精馏塔16的第一输出口进入分体分段式热虹吸管式发生器热管冷凝段102的第一输入口以进一步利用热源，分凝器15与精馏塔16是一个整体，上部是分凝器15，下部是精馏塔16，分凝器15的输出管道连接冷凝器17。来自分体分段式热虹吸管式发生器中热管冷凝段102的蒸汽从热管冷凝段102第一输出口中流入分凝器15和精馏塔16的第二输入口被精馏和部分冷凝，以产生几乎纯氨蒸汽作为制冷剂。最后，精馏塔16上分凝器15出口的氨气进入冷凝器17、冷凝器17的第一输出口连接第四节流阀25，第四节流阀25连接第一过冷器18的第一输入口，第一过冷器18的第一输出口连接第五节流阀26，随后工质进入第一蒸发器19中实现制冷，然后再通过第一过冷器18的第二输入口进入第一过冷器18，从第一过冷器18的第二输出口进入第六节流阀27，接着进入第二混合器13的第三输入口。此时，循环能够达到空调范围内的制冷温度；冷凝器17的第二输出口分流流体经过第七节流阀28后，通过第二过冷器20的第一输入口进入第二过冷器20，从第二过冷器20第一输出口流出后经过第八节流阀29进入第二蒸发器21实现制冷，第二蒸发器21流出的制冷蒸汽通过第二过冷器20的第二输入口进入第二过冷器20，工质从第二过冷器20的第二输出口流出后进入第九节流阀30，最终制冷蒸汽通过第一混合器7的第三输入口进入第一混合器7中。第二蒸发器21为制冷提供制冷量，同时达到并联改进型的冷热电三联产卡列纳循环系统配置相对应的制冰范围内的温度，用于峰谷电时期储冰蓄能。
夏季工况下，供热器103不工作，锅炉4的第二输出口输出的工质在热管蒸发段101中进行换热，热管蒸发段101通过冷凝段阀门105切换连通热管冷凝段102，并与其中的氨水工质换热，最终形成高温氨蒸汽通过热管冷凝段102的第一输出口进入精馏塔16的第二输入口，热管冷凝段102第二输出口排出的稀溶液则排出至第二回热器10的第二输入口，稀溶液随后进入第一回热器6的第三输入口，从第一回热器6第三输出口输出的工质通过第十节流阀31进入第一混合器7的第四输入口。
实施例3:
如图1所示是本发明提出的分体分段式热虹吸管式发生器系统图，所述分体分段式热虹吸管式发生器由热管蒸发段101、热管冷凝段102、供热器103、供热阀门104和冷凝段阀门105组成，所述热管蒸发段101中设置了散热肋片；所述热管蒸发段101和热管冷凝段102中采用一组冷凝段阀门105连接，实现夏季制冷；所述供热器103和热管蒸发段101采用一组供热阀门104连接，实现冬季供暖；
如图2、图3所示，本发明所述的并联改进型的冷热电三联产卡列纳循环系统，包括中压吸收器1、高压泵2、第一预热器3、锅炉4、汽轮机5、第一回热器6、第一混合器7、低压吸收器8、低压泵9、第二回热器10、分离器11、第二预热器12、第二混合器13、中压泵14、分凝器15、精馏塔16、冷凝器17、第一过冷器18、第一蒸发器19、第二过冷器20、第二蒸发器21、第一节流阀22、第二节流阀23、第三节流阀24、第四节流阀25、第五节流阀26、第六节流阀27、第七节流阀28、第八节流阀29、第九节流阀30和第十节流阀31；
本发明所述的并联改进型的冷热电三联产卡列纳循环系统，包括动力子循环、解吸回热、夏季制冷以及冬季供热环节：
（1）动力子循环：氨水工质从中压吸收器1第一输出口中流出，经过高压泵2后，进入第一预热器3的第一输入口，在第一预热器3中加热后进入锅炉4的第一输入口，在锅炉4中形成高温高压蒸气从锅炉4的第一输出口输出，随后进入第一节流阀22，流入汽轮机5用于膨胀作功发电。从汽轮机5排出的蒸气通过第一回热器6第一输入口，在第一回热器6中释放热量后从第一输出口流出，通过第一混合器7的第一输入口与其他流股混合，混合液进入低压吸收器8，并通过向冷却水释放吸收热量形成基本溶液。
（2）解吸回热子循环：低压吸收器8中排出的基本溶液由低压泵9进行升压，然后基本溶液分成两股流。低压泵9的第一输出口有小部分溶液经过第二节流阀23后，直接流至第二混合器13的第一输入口，接着进入中压吸收器1的第一输入口。大部分溶液进入第一回热器6的第二输入口，随后从第二输出口流出进入第二回热器10的第一输入口，在第二回热器10中被汽轮机5和热管冷凝段102排出的稀溶液所加热。随后，进入分离器11的第一输入口，分离器11的第一输出口将分离后的稀溶液通过第一预热器3的第二输入口输入第一预热器3中放热，然后经第三节流阀24降压后进入第一混合器7的第二输入口；分离器11的第二输出口输出的富氨蒸气通过第二预热器12的第一输入口进入第二预热器12，在第二预热器12中释放热量预热制冷回路的工作溶液，然后与小部分溶液从第二预热器12的第一输出口中流出，经过第二混合器13第一输入口进入第二混合器13混合后，流入中压吸收器1的第一输入口。串联设置第一回热器6与第二回热器10以进一步采用来自发生器的稀溶液加热基本溶液，可以使得基本溶液的分离温度在任何随机调整发电和/或制冷的流股时能够在此消彼长的变化中保持基本平衡。
（3）夏季工况制冷/制冰循环：从中压吸收器1第二输出口分出的另一股工作溶液进入制冷回路，通过中压泵14升压，进入第二预热器12的第二输入口，在第二预热器12中被富氨蒸气所预热，从第二预热器12第二输出口流出后进入发生器15和精馏塔16第一输入口，与发生器15和精馏塔16的溶液混合，混合溶液通过精馏塔16的第一输出口进入分体分段式热虹吸管式发生器热管冷凝段102的第一输入口以进一步利用热源，分凝器15与精馏塔16是一个整体，上部是分凝器15，下部是精馏塔16，分凝器15的输出管道连接冷凝器17。来自分体分段式热虹吸管式发生器中热管冷凝段102的蒸汽从热管冷凝段102第一输出口中流入分凝器15和精馏塔16的第二输入口被精馏和部分冷凝，以产生几乎纯氨蒸汽作为制冷剂。最后，精馏塔16上分凝器15出口的氨气进入冷凝器17、冷凝器17的第一输出口连接第四节流阀25，第四节流阀25连接第一过冷器18的第一输入口，第一过冷器18的第一输出口连接第五节流阀26，随后工质进入第一蒸发器19中实现制冷，然后再通过第一过冷器18的第二输入口进入第一过冷器18，从第一过冷器18的第二输出口进入第六节流阀27，接着进入第二混合器13的第三输入口。此时，循环能够达到空调范围内的制冷温度；冷凝器17的第二输出口分流流体经过第七节流阀28后，通过第二过冷器20的第一输入口进入第二过冷器20，从第二过冷器20第一输出口流出后经过第八节流阀29进入第二蒸发器21实现制冷，第二蒸发器21流出的制冷蒸汽通过第二过冷器20的第二输入口进入第二过冷器20，工质从第二过冷器20的第二输出口流出后进入第九节流阀30，最终制冷蒸汽通过第一混合器7的第三输入口进入第一混合器7中。第二蒸发器21为制冷提供制冷量，同时达到并联改进型的冷热电三联产卡列纳循环系统配置相对应的制冰范围内的温度，用于峰谷电时期储冰蓄能。
夏季工况下，供热器103不工作，锅炉4的第二输出口输出的工质在热管蒸发段101中进行换热，热管蒸发段101通过冷凝段阀门105切换连通热管冷凝段102，并与其中的氨水工质换热，最终形成高温氨蒸汽通过热管冷凝段102的第一输出口进入精馏塔16的第二输入口，热管冷凝段102第二输出口排出的稀溶液则排出至第二回热器10的第二输入口，稀溶液随后进入第一回热器6的第三输入口，从第一回热器6第三输出口输出的工质通过第十节流阀31进入第一混合器7的第四输入口。
（4）冬季工况供热循环：锅炉4的第二输出口与热管蒸发段101相连，供热器103通过供热阀门104与热管蒸发段101连接，冬季整个制冷/制冰循环相关设备不工作，热源在底部的热管蒸发段101与热管工质换热，通过阀门切换连通供热器103，与供热器中采暖水换热，提供生活热水与生活采暖。
综上所述，本系统采用锅炉出口余热作为热源，氨水混合工质作为循环工质，增加了精馏工艺，降低制冷的蒸发温度，大大提高制冷能力，同时根据循环的不同流程设置可以实现冰蓄冷储能的功能，同时构建分体分段式热虹吸管式发生器，通过系统热源、循环工质与冷却水之间的高效换热，达到冬夏联供的目的。本系统克服了因串联流程具有相同的工质流量而使得发电输出功率和制冷能力的调整比较困难等问题，更好地匹配热源的梯级利用，降低热源排放温度，从而充分利用热源的可用热量。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种并联改进型的冷热电三联产卡列纳循环系统，其特征在于：所述系统包括中压吸收器（1）、高压泵（2）、第一预热器（3）、锅炉（4）、汽轮机（5）、第一回热器（6）、第一混合器（7）、低压吸收器（8）、低压泵（9）、第二回热器（10）、分离器（11）、第二预热器（12）、第二混合器（13）、中压泵（14）、分凝器（15）、精馏塔（16）、冷凝器（17）、第一过冷器（18）、第一蒸发器（19）、第二过冷器（20）、第二蒸发器（21）、第一节流阀（22）、第二节流阀（23）、第三节流阀（24）、第四节流阀（25）、第五节流阀（26）、第六节流阀（27）、第七节流阀（28）、第八节流阀（29）、第九节流阀（30）和第十节流阀（31）；
所述中压吸收器（1）有两条输出管道，中压吸收器（1）的第一输出口连接高压泵（2），所述高压泵（2）与第一预热器（3）的第一输入口相连，第一预热器（3）第一输出口与锅炉（4）第一输入口相连，所述锅炉（4）的第一输出口与第一节流阀（22）相连，锅炉（4）的第二输出口与分体分段式热虹吸管式发生器相连，第一节流阀（22）与汽轮机（5）相连，汽轮机（5）与第一回热器（6）的第一输入口相连，第一回热器（6）第一输出口与第一混合器（7）的第一输入口相连，第一混合器（7）的第一输出口与低压吸收器（8）相连，低压吸收器（8）与低压泵（9）相连；所述低压泵（9）有两条输出管道，低压泵（9）的第一输出口连接第二节流阀（23），第二节流阀（23）连接第二混合器（13）的第一输入口相连，低压泵（9）的第二输出口连接第一回热器（6）的第二输入口，第一回热器（6）的第二输出口与第二回热器（10）第一输入口连接，第二回热器（10）第一输出口与分离器（11）第一输入口连接；所述分离器（11）有两条输出管道，分离器（11）的第一输出口与第一预热器（3）的第二输入口相连，第一预热器（3）的第二输出口与第三节流阀（24）相连，第三节流阀（24）与第一混合器（7）的第二输入口相连，分离器（11）的第二输出口与第二预热器（12）的第一输入口相连，第二预热器（12）的第一输出口与第二混合器（13）的第二输入口连接，第二混合器（13）的第一输出口与中压吸收器（1）的输入口相连；
所述中压吸收器（1）的第二输出口经过中压泵（14）后连接第二预热器（12）的第二输入口，第二预热器（12）的第二输出口连接精馏塔（16）的第一输入口，分凝器（15）与精馏塔（16）是一个整体，上部是分凝器（15），下部是精馏塔（16），分凝器（15）的输出管道连接冷凝器（17）；
所述冷凝器（17）的输出管道有两条分支，冷凝器（17）的第一输出口连接第四节流阀（25），第四节流阀（25）的输出管道与第一过冷器（18）的第一输入口相连，第一过冷器（18）的第一输出口连接第五节流阀（26），第五节流阀（26）与第一蒸发器（19）的输入口相连，第一蒸发器（19）的输出口与第一过冷器（18）的第二输入口相连，第一过冷器（18）的第二输出口与第六节流阀（27）相连，第六节流阀（27）的输出管道与第二混合器（13）的第三输入口相连，形成一条回路；
所述冷凝器（17）的第二输出口连接第七节流阀（28），第七节流阀（28）的输出管道与第二过冷器（20）的第一输入口相连，第二过冷器（20）的第一输出口连接第八节流阀（29），第八节流阀（29）与第二蒸发器（21）的输入口相连，第二蒸发器（21）的输出口与第二过冷器（20）的第二输入口相连，第二过冷器（20）的输出口与第九节流阀（30）相连，第九节流阀（30）的输出管道与第一混合器（7）的第三输入口相连，形成另一条回路。
2.一种并联改进型的冷热电三联产卡列纳循环系统，其特征在于：所述分体分段式热虹吸管式发生器由热管蒸发段（101）、热管冷凝段（102）、供热器（103）、供热阀门（104）和冷凝段阀门（105）组成，所述热管蒸发段（101）中设置了散热肋片；所述热管蒸发段（101）和热管冷凝段（102）中采用一组冷凝段阀门（105）连接，实现夏季制冷；所述供热器（103）和热管蒸发段（101）采用一组供热阀门（104）连接，实现冬季供暖。
3.根据权利要求2所述的一种并联改进型冷热电三联产卡列纳循环系统，其特征在于：夏季时，所述锅炉（4）的第二输出口与热管蒸发段（101）相连，热管蒸发段（101）与冷凝段阀门（105）相连，冷凝段阀门（105）的输出管道与热管冷凝段（102）相连，热管冷凝段（102）的第一输出口与精馏塔（16）的第二输入口相连，精馏塔（16）的第一输出口与热管冷凝段（102）的第一输入口相连，形成回路；分体分段式热虹吸管式发生器中，供热器不工作，锅炉（4）的第二输出口输出的工质在热管蒸发段（101）中进行换热，热管蒸发段（101）通过阀门切换联通冷凝段，热管冷凝段（102）的第二输出口与第二回热器（10）的第二输入口相连，第二回热器（10）的第二输出口与第一回热器（6）的第三输入口相连，第一回热器（6）的第三输出口通过第十节流阀（31）与第一混合器（7）的第四输入口相连。
4.根据权利要求2所述的一种并联改进型冷热电三联产卡列纳循环系统，其特征在于：冬季时，所述锅炉（4）的第二输出口与热管蒸发段（101）相连，供热器（103）通过供热阀门（104）与热管蒸发段（101）连接，系统中制冷/制冰循环相关设备不工作，热管蒸发段通过阀门切换与供热器连通。
5.根据权利要求2所述的一种并联改进型冷热电三联产卡列纳循环系统，其特征在于：并联改进型冷热电三联产卡列纳循环系统采用锅炉出口余热作为制冷循环的热源，氨水混合工质作为循环工质。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2019
- 2019-06-21 CN CN201910540146.8A patent/CN110296625B/zh active Active
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