CN204212821U - 螺杆膨胀动力机发电机组 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种螺杆膨胀动力机发电机组，包括循环管路、发电机、螺杆膨胀动力机、蒸汽发生器和冷凝器；所述循环管路为一封闭管路，其上设置有所述螺杆膨胀动力机、所述蒸汽发生器和所述冷凝器；所述循环管路上还设置有快速换热器，所述快速换热器位于所述螺杆膨胀动力机与所述蒸汽发生器之间；所述螺杆膨胀动力机与所述发电机相连，以驱动所述发电机。本实用新型的螺杆膨胀动力机发电机组，利用低品位的热能进行发电，不仅能够利用各种低于95℃的废弃流体介质，进行热能收集用于发电，还可以吸收间隙性的高温高热流体能量，进一步提高发电效率，且发电过程的稳定性好，易于控制。

Description

螺杆膨胀动力机发电机组
技术领域
本实用新型涉及发电设备设计技术，具体涉及一种螺杆膨胀动力机发电机组，属于工业热能回收利用技术领域。
背景技术
在石油、化工、炼钢等重工业行业，因为工艺过程中伴随着大量的蒸汽，也产生大量的废热液，这些废弃排放的热源被白白浪费，同样在冶金和钢铁企业，仅回收钢铁企业的冲渣废热水(80-90℃)一项，就可以为每个企业带来相当于2MW到5MW的电能。
对于世界最大钢铁产量的我国来说，其社会效益和经济效益是不可估量的。另外，钢铁企业的废弃蒸汽也很多，远远多于冲渣废热水废弃的能量，因而回收能源的空间总量将是非常巨大的。再如，对冬天供暖的热电厂，一般用高品位蒸汽来加热低品位的供暖热水，造成极大的能源的浪费；若将加热蒸汽先通过螺杆膨胀动力机发电(或者拖动负载)，然后再加热供暖热水，可以大幅度降低厂用电量，发电成本仅为原电厂成本的1/3-1/5。螺杆膨胀动力机作为低品质热源利用系统可以将其转化为机械能，但现有的螺杆膨胀动力机尚未得到充分的利用。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种可利用低品位热能进行发电、且发电效率高的螺杆膨胀动力机发电机组。
本实用新型的一种螺杆膨胀动力机发电机组，包括循环管路、发电机、螺杆膨胀动力机、蒸汽发生器和冷凝器；
所述循环管路为一封闭管路，其上设置有所述螺杆膨胀动力机、所述蒸汽发生器和所述冷凝器；所述循环管路上还设置有快速换热器，所述快速换热器位于所述螺杆膨胀动力机与所述蒸汽发生器之间；所述螺杆膨胀动力机与所述发电机相连，以驱动所述发电机。
如上所述的螺杆膨胀动力机发电机组，其中，所述快速换热器上连接有用于给所述循环管路提供热量的高温流体管路。
如上所述的螺杆膨胀动力机发电机组，其中，所述蒸汽发生器为一热交换装置，该热交换装置上连接有热废流体介质输送管路，以将热废流体介质输送管路内的热量交换至所述循环管路内。
如上所述的螺杆膨胀动力机发电机组，其中，所述循环管路包括输出管和回流管，所述输出管为所述蒸汽发生器出口与所述螺杆膨胀动力机入口之间的循环管路；所述回流管为所述螺杆膨胀动力机出口与所述蒸汽发生器入口之间的循环管路；所述输出管上设置用于调节所述螺杆膨胀动力机入口压力的调压阀组。
如上所述的螺杆膨胀动力机发电机组，其中，所述冷凝器设置于所述回流管上，所述冷凝器上设置有用于对所述回流管内热量进行冷凝的冷凝水管路。
如上所述的螺杆膨胀动力机发电机组，其中，所述回流管上还设置有回液泵，所述回液泵位于所述蒸汽发生器与所述冷凝器之间。
本实用新型实施例的螺杆膨胀动力机发电机组采用工业低品位热能作为螺杆膨胀动力机的驱动力，为提高效率，该螺杆膨胀动力机采用低温蒸发介质作为驱动螺杆膨胀动力机的设备，该低温蒸发介质通过封闭的循环管路实现循环，其通过一蒸汽发生器与含热废流体介质输送管路实现热交换，得到交换热能。该低温蒸发介质形成蒸汽并驱动螺杆膨胀动力机，螺杆膨胀动力机驱动发电机实现发电，经过热能消耗的低温蒸发介质经过一冷凝器后再次转化为液态再次进入蒸汽发生器完成又一次的热交换和做功。同时，为进一步提高效率，在螺杆膨胀动力机的进口处还设置有快速换热器，以将生产过程中间歇产生的高温高压流体及时散发热量到循环管路中。
本实用新型的有益效果在于，该螺杆膨胀动力机发电机组设计合理，能够利用低品位的热能进行发电，其能够利用各种低于95℃的废弃流体介质，进行热能收集用于发电，发电过程的稳定性好，易于控制，效率高。同时，还可以将生产过程中的过热流体及时吸收转化，最大限度的提高了能量的回收利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例螺杆膨胀动力机发电机组的结构原理图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型实施例的螺杆膨胀动力机发电机组，包括循环管路、发电机2、螺杆膨胀动力机1、蒸汽发生器3和冷凝器4；
本实施例中的循环管路为一封闭管路，其上设置有螺杆膨胀动力机1、蒸汽发生器3和冷凝器4；即，螺杆膨胀动力机1、蒸汽发生器3和冷凝器4串联在整个闭环的封闭管路中。该循环管路上还设置有快速换热器5，快速换热器5位于螺杆膨胀动力机1与蒸汽发生器3之间；螺杆膨胀动力机1与发电机2相连，以驱动发电机2。
本实用新型实施例的螺杆膨胀动力机发电机组采用工业低品位热能作为螺杆膨胀动力机的驱动力，为提高效率，该螺杆膨胀动力机采用低温蒸发介质作为驱动螺杆膨胀动力机1的来源，该低温蒸发介质通过封闭的循环管路实现循环，其通过一蒸汽发生器3与含热废流体介质输送管路实现热交换，得到交换热能。该低温蒸发介质形成蒸汽并驱动螺杆膨胀动力机1，螺杆膨胀动力机1驱动发电机2实现发电，经过热能消耗的低温蒸发介质经过一冷凝器后4再次转化为液态通过回液泵34进入蒸汽发生器完成再次的热交换和做功。同时，为进一步提高效率，在螺杆膨胀动力机1的进口处还设置有快速换热器5，以将生产过程中间歇产生的高温高压流体及时散发热量到循环管路中。在此需要说明的是，快速换热器5不仅仅采用间歇式产生的高温高压流体对循环管路进行加热，而且可以直接连接在工业设备的高温高压管路的减压阀前端，以将更多的额外热量实时进行回收。
在上述实施例的基础上，更为具体的，快速换热器5上连接有高温流体管路50，高温流体管路50用于给循环管路提供热量。高温流体管路50一般位于高温高压管路的减压阀前端，以减少高温流体流经减压阀的能量损耗且提高能量回收效率。
蒸汽发生器3一般为一热交换装置，该热交换装置上连接有热废流体介质输送管路30，以将热废流体介质输送管路30内的热量交换至上述循环管路内。蒸汽发生器3利用含热废流体介质输送管路内的热量对循环管路进行加热，使之产生蒸汽，以驱动螺杆膨胀动力机1。冷凝器4设置于回流管12上，冷凝器4上设置有冷凝水管路40，冷凝水管路40用于对回 流管12内热量进行冷凝降温。
在上述实施例的基础上，其中，回流管12上还设置有回液泵34，回液泵34位于蒸汽发生器3与冷凝器4之间。经过螺杆膨胀动力机1热能消耗的低温蒸发介质经过一冷凝器4后会再次转化为液态，再次通过回液泵34进入蒸汽发生器3完成再次的热交换和做功。
在上述实施例的基础上，进一步的，上述循环管路包括输出管11和回流管12，输出管11为蒸汽发生器3出口与螺杆膨胀动力机1入口之间的循环管路，用于给螺杆膨胀动力机1输入蒸汽；回流管12为螺杆膨胀动力机1出口与蒸汽发生器3入口之间的循环管路，用于将螺杆膨胀动力机1排出的气液混合物进行回流；输出管12上设置用于调节螺杆膨胀动力机1入口压力的调压阀组6。调压阀组6的设置是为了提高低温蒸发介质的压力稳定性。调压阀组6一般包括一个旁通管，以及一个并联在该旁通管上的调压阀；调压阀组6可以通过压力调节阀对管路的压力进行调节，使低温蒸发介质的蒸汽处于压力稳定状态，这有效地提高了整个设备运行的稳定性。
本实用新型的有益效果在于，该螺杆膨胀动力机发电机组设计合理，能够利用低品位的热能进行发电，其能够利用各种低于95℃的废弃流体介质，进行热能收集用于发电，发电过程的稳定性好，易于控制，效率高。同时，还可以将生产过程中的过热流体及时吸收转化，最大限度的提高了能量的回收利用率。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种螺杆膨胀动力机发电机组，其特征在于，包括循环管路、发电机、螺杆膨胀动力机、蒸汽发生器和冷凝器；
所述循环管路为一封闭管路，其上设置有所述螺杆膨胀动力机、所述蒸汽发生器和所述冷凝器；所述循环管路上还设置有快速换热器，所述快速换热器位于所述螺杆膨胀动力机与所述蒸汽发生器之间；所述螺杆膨胀动力机与所述发电机相连，以驱动所述发电机。
2.根据权利要求1所述的螺杆膨胀动力机发电机组，其特征在于，所述快速换热器上连接有用于给所述循环管路提供热量的高温流体管路。
3.根据权利要求1所述的螺杆膨胀动力机发电机组，其特征在于，所述蒸汽发生器为一热交换装置，该热交换装置上连接有热废流体介质输送管路，以将热废流体介质输送管路内的热量交换至所述循环管路内。
4.根据权利要求1-3任一所述的螺杆膨胀动力机发电机组，其特征在于，所述循环管路包括输出管和回流管，所述输出管为所述蒸汽发生器出口与所述螺杆膨胀动力机入口之间的循环管路；所述回流管为所述螺杆膨胀动力机出口与所述蒸汽发生器入口之间的循环管路；所述输出管上设置用于调节所述螺杆膨胀动力机入口压力的调压阀组。
5.根据权利要求4所述的螺杆膨胀动力机发电机组，其特征在于，所述冷凝器设置于所述回流管上，所述冷凝器上设置有用于对所述回流管内热量进行冷凝的冷凝水管路。
6.根据权利要求5所述的螺杆膨胀动力机发电机组，其特征在于，所述回流管上还设置有回液泵，所述回液泵位于所述蒸汽发生器与所述冷凝器之间。
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