CN113931710A - 一种冷电联产系统 - Google Patents

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CN113931710A CN202111222658.3A CN202111222658A CN113931710A CN 113931710 A CN113931710 A CN 113931710A CN 202111222658 A CN202111222658 A CN 202111222658A CN 113931710 A CN113931710 A CN 113931710A
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Abstract

本发明涉及一种冷电联产系统，包括发电循环模块和换热循环模块，所述发电循环模块至少包括汽轮发电机组，所述汽轮发电机组包括汽轮机和发电机；所述换热循环模块至少包括换热炉和第一蒸发器；所述换热炉内具有第一工质换热管路和第二工质换热管路，所述第一工质换热管路内流动有发电循环工质，所述第二工质换热管路内流动有换热循环工质；所述第一蒸发器吸收热能并为换热循环工质提供热能，高温状态的换热循环工质为发电循环工质加热，发电循环工质加热汽化后驱动汽轮机旋转，带动发电机发电。本发明的冷电联产系统可充分利用现有的自然能源及余热等，节能环保且系统结构简单，生产成本低。

Description

一种冷电联产系统
技术领域
本发明涉及一种冷电联产系统。
背景技术
随着人口增加和产业化的加速，化石能源逐渐枯竭，可再生能源方兴未艾。自然环境中还包含有大量的地热资源、太阳能等热源，其中，现有的太阳能设备仅能用于有日照的情况，空气中的大量热能并不能被收集、利用，使得太阳能利用率不高；而地热等能源利用设备则结构复杂，生产成本高，且不便于维护。
因此，亟需寻找、开发一种能够利用现有热能源的设备。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种冷电联产系统，能够利用多种热能，通用性强，方便使用且生产成本低。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种冷电联产系统，包括
发电循环模块，所述发电循环模块至少包括汽轮发电机组，所述汽轮发电机组包括汽轮机和发电机；
和换热循环模块，所述换热循环模块至少包括换热炉和第一蒸发器；
所述换热炉内具有第一工质换热管路和第二工质换热管路，所述第一工质换热管路内流动有发电循环工质，所述第二工质换热管路内流动有换热循环工质；
所述第一蒸发器吸收热能并为换热循环工质提供热能，高温状态的换热循环工质为发电循环工质加热，发电循环工质加热汽化后驱动汽轮机旋转，带动发电机发电。
作为优选的技术方案，所述换热循环模块还包括第一蒸发器、第一膨胀阀和压缩机组，所述第一膨胀阀设置在第一蒸发器的入口；
自第二工质换热管路流出的低温液态换热循环介质在第一蒸发器内吸热、汽化，汽化的换热循环工质经压缩机组压缩、液化并送回第二工质换热管路。
作为优选的技术方案，还包括第一循环管路组，第一循环管路组包括第一工质循环管路、第二工质循环管路和第三工质循环管路；
所述第一工质循环管路连通第二工质换热管路和第一膨胀阀；
所述第二工质循环管路连通第一蒸发器和压缩机组；
所述第三工质循环管路连通压缩机组和第二工质换热管路。
作为优选的技术方案，所述换热循环模块还包括第二膨胀阀和第二蒸发器；所述第二蒸发器内具有第三工质换热管路和第四工质换热管路；
自所述第二工质换热管路流出的换热循环工质经第二膨胀阀进入第三工质换热管路，吸热汽化后的换热循环工质在压缩机组内压缩、液化并送回第二工质换热管路；
自所述汽轮机排出的发电循环工质流入第四工质换热管路，与第三工质换热管路内的换热循环工质换热后流回第一工质换热管路。
作为优选的技术方案，还包括第三循环管路组，第三循环管路组包括第七循环管路和第八循环管路；
所述第七循环管路连通第二工质换热管路和第三工质换热管路；
所述第八循环管路连通第三工质换热管路和压缩机组。
作为优选的技术方案，还包括第二循环管路组，所述第二循环管路组包括第四循环管路、第五循环管路和第六循环管路；
所述第四循环管路连通第一工质换热管路和汽轮机；
所述第五循环管路连通汽轮机和第四工质换热管路；
所述第六循环管路连通第四工质换热管路和第一工质换热管路，且第六循环管路设有循环泵。
由于采用了上述技术方案，本发明的冷电联产系统可广泛应用于余热回收系统、船舶动力、冷电联产发电厂、城市供冷等诸多领域，充分利用现有的自然能源及余热等，节能环保且系统结构简单，生产成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
一种冷电联产系统，系统同时产出冷量和电量；如图1所示，包括发电循环模块和换热循环模块。
其中，换热循环模块包括换热炉1、第一膨胀阀8、第一蒸发器7、第二膨胀阀6、第二蒸发器4和压缩机组10。
换热炉1内具有第一工质换热管路11和第二工质换热管路12，第一工质换热管路11内流动有发电循环工质，第二工质换热管路12内流动有换热循环工质，利用换热循环工质为发电循环工质加热。
还包括第一循环管路组，第一循环管路组包括第一工质循环管路94、第二工质循环管路96和第三工质循环管路91。
其中，第一工质循环管路94连通第二工质换热管路12和第一蒸发器7，第一膨胀阀8设置在第一蒸发器7的入口。
第二工质循环管路96连通第一蒸发器7和压缩机组10，第三工质循环管路91连通压缩机组10和第二工质换热管路12。
即，第二工质换热管路12、第一工质循环管路94、第一蒸发器7、第二工质循环管路96、压缩机组10和第三工质循环管路91形成一个完整的换热循环。自第二工质换热管路12流出的液态的换热循环工质流经第一膨胀阀8后进入第一蒸发器7并吸热，第一蒸发器7放置于热源环境中，例如空气热能、地热能、工业废气热能、海洋热能等等，用于吸收外界的热能加热换热循环工质。换热循环工质在第一蒸发器7吸热后汽化，在压缩机组10内压缩后液化并喷入第二工质换热管路12内，为第一工质换热管路11内的发电循环工质加热。
发电循环模块包括汽轮发电机组和第二蒸发器4。其中，第二蒸发器4内具有第三工质换热管路41和第四工质换热管路42，利用第三工质换热管路41内的换热循环工质与第四工质换热管路42内的发电循环工质换热；汽轮发电机组包括汽轮机2和发电机3。
还包括第二循环管路组，第二循环管路组包括第四循环管路97、第五循环管路98和第六循环管路92。第四循环管路97连通第一工质换热管路11和汽轮机2，第五循环管路98连通汽轮机2和第四工质换热管路42，第六循环管路92连通第四工质换热管路42和第一工质换热管路11；其中，第六循环管路92设有循环泵5。
第一工质换热管路11、第四循环管路97、汽轮机2、第四工质换热管路42、第六循环管路92形成一个完整的发电循环。在第一工质换热管路11内加热的高温汽化的发电循环工质进入汽轮机2，汽轮机2运转，带动发电机3发电；汽轮机2排出的低温汽态的发电循环工质和冷凝后液态的发电循环工质进入第四工质换热管路42，换热后完全液化并在循环泵5的作用下流回第一工质换热管路11。
还包括第三循环管路组，第三循环管路组包括第七循环管路93和第八循环管路95，第七循环管路93连通第二工质换热管路12和第三工质换热管路41，第八循环管路95连通第三工质换热管路41和压缩机组10。第二工质换热管路12、第七循环管路93、第三工质换热管路41、第八循环管路95、压缩机组10和第三工质循环管路91形成一个完整的换热循环。第二膨胀阀6位于第三工质换热管路41的入口，自第二工质换热管路12流出的低温液态的换热循环工质经第二膨胀阀6后进入第三工质换热管路41，吸收第四工质换热管路42内的发电循环工质的热量后汽化，吸热汽化后的换热循环工质经压缩机组10作用形成高温的液态换热循环工质并喷入第二工质换热管路12。
冷电联产系统可充分利用现有的各种热能进行发电，例如空气热能、地热能、海洋热能、各种工业热能等。冷电联产系统启动时，通过外供电源提供用电；系统正常运转后，其发出的电能经分配电系统供给循环泵5和压缩机组10等系统自身的用电设备用电，完成电能循环部分；多余的电能则可反馈到电网。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种冷电联产系统，其特征在于：包括
发电循环模块，所述发电循环模块至少包括汽轮发电机组，所述汽轮发电机组包括汽轮机（2）和发电机（3）；
和换热循环模块，所述换热循环模块至少包括换热炉（1）和第一蒸发器（7）；
所述换热炉（1）内具有第一工质换热管路（11）和第二工质换热管路（12），所述第一工质换热管路（11）内流动有发电循环工质，所述第二工质换热管路（12）内流动有换热循环工质；
所述第一蒸发器（7）吸收热能并为换热循环工质提供热能，高温状态的换热循环工质为发电循环工质加热，发电循环工质加热汽化后驱动汽轮机（2）旋转，带动发电机（3）发电。
2.如权利要求1所述的一种冷电联产系统，其特征在于：所述换热循环模块还包括第一蒸发器（7）、第一膨胀阀（8）和压缩机组（10），所述第一膨胀阀（8）设置在第一蒸发器（7）的入口；
自第二工质换热管路（12）流出的低温液态换热循环介质在第一蒸发器（7）内吸热、汽化，汽化的换热循环工质经压缩机组（10）压缩、液化并送回第二工质换热管路（12）。
3.如权利要求2所述的一种冷电联产系统，其特征在于：还包括第一循环管路组，第一循环管路组包括第一工质循环管路（94）、第二工质循环管路（96）和第三工质循环管路（91）；
所述第一工质循环管路（94）连通第二工质换热管路（12）和第一膨胀阀（8）；
所述第二工质循环管路（96）连通第一蒸发器（7）和压缩机组（10）；
所述第三工质循环管路（91）连通压缩机组（10）和第二工质换热管路（12）。
4.如权利要求2所述的一种冷电联产系统，其特征在于：所述换热循环模块还包括第二膨胀阀（6）和第二蒸发器（4）；所述第二蒸发器（4）内具有第三工质换热管路（41）和第四工质换热管路（42）；
自所述第二工质换热管路（12）流出的换热循环工质经第二膨胀阀（6）进入第三工质换热管路（41），吸热汽化后的换热循环工质在压缩机组（10）内压缩、液化并送回第二工质换热管路（12）；
自所述汽轮机（2）排出的发电循环工质流入第四工质换热管路（42），与第三工质换热管路（41）内的换热循环工质换热后流回第一工质换热管路（11）。
5.如权利要求4所述的一种冷电联产系统，其特征在于：还包括第三循环管路组，第三循环管路组包括第七循环管路（93）和第八循环管路（95）；
所述第七循环管路（93）连通第二工质换热管路（12）和第三工质换热管路（41）；
所述第八循环管路（95）连通第三工质换热管路（41）和压缩机组（10）。
6.如权利要求4所述的一种冷电联产系统，其特征在于：还包括第二循环管路组，所述第二循环管路组包括第四循环管路（97）、第五循环管路（98）和第六循环管路（92）；
所述第四循环管路（97）连通第一工质换热管路（11）和汽轮机（2）；
所述第五循环管路（98）连通汽轮机（2）和第四工质换热管路（42）；
所述第六循环管路（92）连通第四工质换热管路（42）和第一工质换热管路（11），且第六循环管路（92）设有循环泵（5）。
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