CN204283522U - 一种带有喷射装置的orc发电系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种带有喷射装置的ORC发电系统，其中喷射装置可以有效降低高温型ORC系统膨胀机出口压力，从而降低系统冷凝温度，系统发电效率及发电量提高；同时随着系统冷凝温度的降低，蒸发器入口工质温度降低，从而降低蒸发器出口热源流体温度，系统热能利用率提高。
Description
技术领域
本实用新型属于中高温热能资源利用领域，特别涉及一种带有喷射装置的ORC发电系统。
背景技术
ORC发电系统，又称有机工质郎肯循环发电系统，如图1所示，根据热源温度范围及对应所采用有机工质的不同，分为低温型与中高温型ORC系统，两种系统膨胀机出口均采用背压排气，即有机工质膨胀机出口压力略高于大气压。当热源温度较高(可转化为200℃一300℃热油)时，若采用以R245fa，R134a，正丁烷等为工质的低温型ORC系统，虽然在背压排气情况下，冷凝温度较低，一般40℃左右，但受制于工质临界温度限制，一般蒸发温度不超过150℃，因此系统效率较低；若采用以甲苯、二甲苯、甲基硅烷等为工质的高温型ORC系统，虽然工质临界温度较高，完全满足热源需要，但受制于工质冷凝温度限制，背压排气情况下，一般冷凝温度不低于100℃，因此系统效率较低。
实用新型内容
本实用新型提供一种配有引射装置的ORC发电系统，通过降低膨胀机出口压力，提高目前中高温型ORC系统发电性能。
本实用新型的技术方案：
一种带有喷射装置的ORC发电系统，包括一ORC循环回路，所述ORC循环回路上通过管道顺序连接第一工质泵、蒸发器、膨胀机和冷凝器，所述ORC循环回路上还设置有喷射装置，
所述喷射装置设置在所述膨胀机出口和所述冷凝器入口之间的第一管路上，所述冷凝器的出口通过第二管路连接至第二工质泵的入口，所述第二工质泵的出口和所述喷射装置的入口之间还设置有第三管路；
所述喷射装置、所述冷凝器、所述第二管路、所述第二工质泵和所述第三管路形成一用于降低所述膨胀机出口压力的环路，有机工质在所述冷凝器放热后，一部分经所述第一工质泵加压，进入所述蒸发器被热源流体加热为高温高压蒸汽，然后进入所述膨胀机膨胀做功发电，所述膨胀机出口的有机工质作为引射流体进入所述喷射装置，所述喷射装置出口的有机工质进入所述冷凝器，完成ORC循环，其中所述喷射装置可以降低所述膨胀机出口的压力；另一部分经所述第二工质泵加压，作为工作流体进入所述喷射装置，所述工作流体与所述引射流体在所述喷射装置内混合、扩压后进入所述冷凝器冷却，在所述环路中完成循环，所述工作流体与所述引射流体混合，达到降低所述膨胀机出口压力的目的，从而降低所述冷凝器的有机工质的冷凝温度，使得所述蒸发器入口的有机工质的温度降低，同时降低所述蒸发器出口的热源流体的温度，使系统能吸收更多的热源热量，提高整个发电系统的热能利用率，进而提高发电量。
优选的是，所述的带有喷射装置的ORC发电系统中，所述喷射装置包括：
与所述膨胀机出口通过所述第一管路连接的引射流体入口；
与所述第二工质泵连通的工作流体入口；
用于将引射流体和工作流体混合成混合流体的混合室；
与所述混合室连通的扩散室，所述扩散室的出口通过所述第一管路与所述冷凝器的入口连通；
用于调节所述工作流体流量的调节阀，其设置在所述工作流体入口处，可以根据所述膨胀机出口压力来调节所述工作流体的流量，从而保证所述膨胀机出口压力保持稳定；
缩径段，其设置在所述混合室与所述扩散室之间，且所述缩径段内沿所述混合流体的方向设置有多个两端开口的喷射管，所述喷射管在所述缩径段内形成多个用于所述混合流体通过的通道，可以有效的实现喷射，降低所述混合流体的压力。
优选的是，所述的带有喷射装置的ORC发电系统中，所述混合室的内壁上设置有两组交错分布的混合板，所述工作流体和所述引射流体不断碰撞在所述混合板上，将所述工作流体和所述引射流体混合均匀，提高混合效果。
优选的是，所述的带有喷射装置的ORC发电系统中，所述扩散室为多级阶梯扩散，且沿着混合流体的流向扩散室的直径逐渐增大，有利于提高混合效果，降低所述膨胀机出口压力。
优选的是，所述的带有喷射装置的ORC发电系统中，所述冷凝器的出口下游还设置有用于将冷凝过的有机工质分别分流到所述第一工质泵和所述第二工质泵的分流阀，可以分配所述有机工质的流向和比例，进而可以直观的量化的进行调节所述膨胀机出口压力。
优选的是，所述的带有喷射装置的ORC发电系统中，所述有机工质为甲苯、二甲苯或甲基硅烷中的一种。
本实用新型提供一种带有喷射装置的ORC发电系统，其中喷射装置可以有效降低高温型ORC系统膨胀机出口压力，从而降低系统冷凝温度，系统发电效率及发电量提高；同时随着系统冷凝温度的降低，蒸发器入口工质温度降低，从而降低蒸发器出口热源流体温度，系统热能利用率提高。
附图说明
图1为目前的ORC发电系统的结构示意图；
图2为本实用新型带有喷射装置的ORC发电系统的结构示意图；
图3为本实用新型带有喷射装置的ORC发电系统中喷射装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
一种带有喷射装置的ORC发电系统，包括一ORC循环回路，所述ORC循环回路上通过管道顺序连接第一工质泵1、蒸发器2、膨胀机3和冷凝器4，膨胀机3做功提供给发电机5进行发电，所述ORC循环回路上还设置有喷射装置7，
所述喷射装置7设置在所述膨胀机3出口和所述冷凝器4入口之间的第一管路6上，所述冷凝器4的出口通过第二管路8连接至第二工质泵9的入口，所述第二工质泵9的出口和所述喷射装置7的入口之间还设置有第三管路10；
所述喷射装置7、所述冷凝器4、所述第二管路8、所述第二工质泵9和所述第三管路10形成一用于降低所述膨胀机3出口压力的环路，有机工质在所述冷凝器4放热后，一部分经所述第一工质泵1加压，进入所述蒸发器2被热源流体加热为高温高压蒸汽，然后进入所述膨胀机3膨胀做功发电，所述膨胀机3出口的有机工质作为引射流体进入所述喷射装置7，所述喷射装置7出口的有机工质进入所述冷凝器4，完成ORC循环，其中所述喷射装置7可以降低所述膨胀机出口的压力；另一部分经所述第二工质泵9加压，作为工作流体进入所述喷射装置7，所述工作流体与所述引射流体在所述喷射装置7内混合、扩压后进入所述冷凝器4冷却，在所述环路中完成循环，所述工作流体与所述引射流体混合，达到了降低所属膨胀机3出口压力的目的，从而低了所述冷凝器4的有机工质的冷凝温度，使得所述蒸发器2入口的有机工质的温度降低，同时降低所述蒸发器2出口的热源流体的温度，使系统能吸收更多的热源热量，提高整个发电系统的热能利用率，进而提高发电量。
所述的带有喷射装置的ORC发电系统中，所述喷射装置7包括：
与所述膨胀机3出口通过所述第一管路6连接的引射流体入口11；
与所述第二工质泵9连通的工作流体入口12；
用于将引射流体和工作流体混合成混合流体的混合室13；
与所述混合室13连通的扩散室14，所述扩散室14的出口通过所述第一管路6与所述冷凝器4的入口连通；
用于调节所述工作流体流量的调节阀15，其设置在所述工作流体入口12处，可以根据所述膨胀机3出口压力来调节所述工作流体的流量，从而保证所述膨胀机3出口压力保持稳定；
缩径段16，其设置在所述混合室13与所述扩散室14之间，且所述缩径段16内沿所述混合流体的方向设置有多个两端开口的喷射管17，所述喷射管17在所述缩径段16内形成多个用于所述混合流体通过的通道，可以有效的实现喷射，降低所述混合流体的压力。
所述的带有喷射装置的ORC发电系统中，所述混合室13的内壁上设置有两组交错分布的混合板18，所述工作流体和所述引射流体不断碰撞在所述混合板18上，将所述工作流体和所述引射流体混合均匀，提高混合效果。
所述的带有喷射装置的ORC发电系统中，所述扩散室14为多级阶梯扩散，且沿着混合流体的流向扩散室的直径逐渐增大，有利于提高混合效果，降低所述膨胀机3出口压力。
所述的带有喷射装置的ORC发电系统中，所述冷凝器4的出口下游还设置有用于将冷凝过的有机工质分别分流到所述第一工质泵和所述第二工质泵的分流阀19，可以分配所述有机工质的流向和比例，进而可以直观的量化的进行调节所述膨胀机3出口压力。
所述的带有喷射装置的ORC发电系统中，所述有机工质为甲苯、二甲苯或甲基硅烷中的一种。
尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (6)
1.一种带有喷射装置的ORC发电系统，包括一ORC循环回路，所述ORC循环回路上通过管道顺序连接第一工质泵、蒸发器、膨胀机和冷凝器，其特征在于，所述ORC循环回路上还设置有喷射装置，
所述喷射装置设置在所述膨胀机出口和所述冷凝器入口之间的第一管路上，所述冷凝器的出口通过第二管路连接至第二工质泵的入口，所述第二工质泵的出口和所述喷射装置的入口之间还设置有第三管路；
所述喷射装置、所述冷凝器、所述第二管路、所述第二工质泵和所述第三管路形成一用于降低所述膨胀机出口压力的环路。
2.如权利要求1所述的带有喷射装置的ORC发电系统，其特征在于，所述喷射装置包括：
与所述膨胀机出口通过所述第一管路连接的引射流体入口；
与所述第二工质泵通过所述第三管路连通的工作流体入口；
用于将引射流体和工作流体混合成混合流体的混合室；
与所述混合室连通的扩散室，所述扩散室的出口通过所述第一管路与所述冷凝器的入口连通；
用于调节所述工作流体流量的调节阀，其设置在所述工作流体入口处，
缩径段，其设置在所述混合室与所述扩散室之间，且所述缩径段内沿所述混合流体的方向设置有多个两端开口的喷射管，所述喷射管在所述缩径段内形成多个用于所述混合流体通过的通道。
3.如权利要求2所述的带有喷射装置的ORC发电系统，其特征在于，所述混合室的内壁上设置有两组交错分布的混合板。
4.如权利要求2所述的带有喷射装置的ORC发电系统，其特征在于，所述扩散室为多级阶梯扩散，且沿着混合流体的流向扩散室的直径逐渐增大。
5.如权利要求1所述的带有喷射装置的ORC发电系统，其特征在于，所述冷凝器的出口下游还设置有用于将冷凝过的有机工质分别分流到所述第一工质泵和所述第二工质泵的分流阀。
6.如权利要求5所述的带有喷射装置的ORC发电系统，其特征在于，所述有机工质为甲苯、二甲苯或甲基硅烷中的一种。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107503814A (zh) * | 2017-08-23 | 2017-12-22 | 天津商业大学 | 带有喷射式气液混合回热装置的有机朗肯循环发电系统 |
| CN109519231A (zh) * | 2019-01-07 | 2019-03-26 | 贵州电网有限责任公司 | 一种分阶段启动控制的膨胀发电机系统及方法 |
| CN111927589A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-11-13 | 南方海洋科学与工程广东省实验室(湛江) | 基于无泵引射增压技术的朗肯循环系统及循环方法 |
| CN116558140A (zh) * | 2023-05-12 | 2023-08-08 | 广东海洋大学 | 一种冷电联供系统 |
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2014
- 2014-10-24 CN CN201420622402.0U patent/CN204283522U/zh not_active Expired - Lifetime
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