CN204663600U - 用于提高蒸汽动力循环系统的热效率的系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于提高蒸汽动力循环系统的热效率的系统，其包括：蒸汽产生设备、汽轮机或螺杆膨胀机、凝汽器以及溴化锂机组，蒸汽产生设备用于产生系统做功所需的蒸汽，蒸汽产生设备的蒸汽出口与汽轮机或螺杆膨胀机的蒸汽入口连通，汽轮机或螺杆膨胀机用于将蒸汽的热能转换为动力能源，以提供给外部动力设备，凝汽器与汽轮机连接，凝汽器用于将汽轮机或螺杆膨胀机排出的做完功的蒸汽冷凝为液状后回流至蒸汽产生设备以循环应用，凝汽器还与溴化锂机组连接，溴化锂机组作为冷源，用于把凝汽器中做完功后的蒸汽冷凝放出的热量带走。应用该技术方案有利于提高蒸汽动力循环系统的热效率。
Description
技术领域
本发明涉及动力循环系统，特别是涉及一种用于提高蒸汽动力循环系统的热效率的系统。
背景技术
蒸汽动力循环系统主要以朗肯循环(英文：Rankine Cycle)、以及卡琳娜循环(英文：Kalina Cycle)为基础。
目前，无论是朗肯循环还是卡琳娜循环系统，在工作介质做完功后的被冷却环节，都是使用常温的冷却水做为冷源。现有的冷却水系统分开式循环和闭式循环两种。
开式循环采用江水、河水或海水等水源，一次性经过凝汽器取热后再排放入江河或海中。
闭式循环中的冷却水为循环使用，在凝汽器里进行热交换后的冷却水被送到冷却塔处，在冷却塔里把热量释放到大气中，然后再回到凝汽器做下一个循环。
本发明人在进行本实用新型研发过程中发现，现有技术存在以下的缺陷：
1：传统技术的冷却水的水温受环境温度影响很大，一般都在20℃以上，夏季甚至会超过30℃。而根据朗肯循环、卡琳娜循环的原理，冷却水温度越低，循环的热效率越高，可见，传统技术的热效率很低；
2：传统技术中，无论采用开式循环还是闭式循环，作为冷却水的循环水均与自然环境接触，运行过程中会有大量的生物、粘泥等在系统中滋生、沉积，不仅影响换热效率，而且会带来结垢、腐蚀等问题。为了把这些问题的危害降低到最小限度，现有技术需要在系统运行过程中加入大量的各类药品，而加药操作不仅带来很高的运行成本，而且会给环境造成不同程度的污染；
3：因传统技术中，冷却水与被冷却的工作介质的温差较小，需要将凝汽器做的体积很大，不仅占地面积大，而且投资成本很高。
发明内容
本发明实施例的目的之一在于一种用于提高蒸汽动力循环系统的热效率 的系统，应用该技术方案有利于提高蒸汽动力循环系统的热效率。
本发明实施例提供的一种用于提高蒸汽动力循环系统的热效率的系统，包括：蒸汽产生设备、汽轮机或螺杆膨胀机、凝汽器以及溴化锂机组，
所述蒸汽产生设备用于产生蒸汽，所述蒸汽产生设备的蒸汽出口与所述汽轮机或螺杆膨胀机的蒸汽入口连通，所述汽轮机或螺杆膨胀机用于将所述蒸汽的热能转换为动力能源，以提供给外部动力设备，所述凝汽器与所述汽轮机或螺杆膨胀机连接，所述凝汽器用于将所述汽轮机或螺杆膨胀机排出的做完功的蒸汽冷凝为液态后回流至所述蒸汽产生设备以供循环应用，
所述凝汽器还与所述溴化锂机组连接，所述溴化锂机组将产生的冷冻剂送至所述凝汽器，所述冷冻剂进入所述凝汽器与所述做完功的蒸汽进行热交换，所述冷冻剂吸收所述做完功的蒸汽放出的热量后循环回流至所述溴化锂机组，以供所述溴化锂机组循环应用。
可选地，所述冷冻剂为所述溴化锂机组运行过程中产生的冷冻液或者冷冻气体。
可选地，所述冷冻剂为冷冻水。
可选地，所述溴化锂机组还使用80℃以上的热水作为所述溴化锂机组运行所需的热源。
可选地，所述动力循环系统为朗肯循环系统、或者卡琳娜循环系统。
由上可见，应用本实施例技术方案，在蒸汽动力循环系统中应用溴化锂机组对动力循环系统进行循环冷却，使整个动力循环系统的冷却系统的温度控制在较低的温度(例如但不限于为7℃-14℃)的范围，降低冷却温度，提高蒸汽动力循环系统在冷却环节的冷却效率，提高整体蒸汽动力循环系统的热效率。
特别是，在朗肯循环系统、或者卡琳娜循环系统的动力循环系统中，其冷却温度越低，其对应的动力循环系统的热效率越高，应用本实施例方案有利于提高蒸汽动力循环系统的热效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明实施例1提供的用于提高蒸汽动力循环系统的热效率的系统结构示意图。
附图标记：
101：蒸汽产生设备； 102：汽轮机或螺杆膨胀机；
103：凝汽器； 104：溴化锂机组； 105：泵。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
参见图1所示，一种用于提高蒸汽动力循环系统的热效率的系统，其主要包括：蒸汽产生设备101、汽轮机或螺杆膨胀机102、凝汽器103、溴化锂机组104。
其中，该蒸汽产生设备101用于产生蒸汽，蒸汽产生设备101譬如但不限于为锅炉。
蒸汽产生设备101将泵入的液体(一般为水，也可以是氨水，或氟利昂等有机或无机工质)加热产生蒸汽，在蒸汽产生设备101上(其一般设置在顶部或者靠近顶部的位置)设置有蒸汽出口，该蒸汽出口与汽轮机或螺杆膨胀机102的蒸汽入口连通，汽轮机或螺杆膨胀机102将蒸汽的热能转换为动力能源，对外输出动力能源，提供给外部动力设备，参见图1所示，该动力设备可以但不限于为发电机。
在汽轮机或螺杆膨胀机102内完成热能转换后，该蒸汽的温度和压力降低并进入至凝汽器103，凝汽器103的一端与汽轮机或螺杆膨胀机102连接，另一端通过泵105与蒸汽产生设备101连接，凝汽器103作为换热器，其将汽轮机或螺杆膨胀机102排出的做完功的蒸汽冷凝成液态后，将液体再次泵回至蒸汽产生设备101，以供蒸汽产生设备101循环利用，再次加热产生蒸汽。
本实施例的凝汽器103还与溴化锂机组104连接，溴化锂机组104作为凝汽器103的冷冻剂提供设备。在本实施例中，溴化锂机组104以溴化锂水溶液为吸收剂对冷冻剂进行吸热，得到5～7℃(譬如，但不限于此范围)的低温的冷冻剂。
作为本实施例的示意，溴化锂机组104向凝汽器103输出的冷冻剂可以为冷冻液(譬如但不限于为冷冻水)，也可以为其他的冷冻气体(譬如但不限于为高压气体或者其他气体)，以下以冷冻水为示意。
在本实施例中，溴化锂水溶液吸收冷冻水的热量使冷冻水的温度降低(其温度一般为5～7℃)，然后将该冷冻水输入至凝汽器103，冷冻水进入凝汽器103后与汽轮机或螺杆膨胀机102输出的做功后的蒸汽迅速进行热交换，热交换后的冷冻水温度上升(一般升高到10～14℃)然后流出，流出的冷冻水循环回流至溴化锂机组104，以供溴化锂机组104将该冷冻水降温，循环制冷，然后再输入至凝汽器103，进行下一个循环，实现溴化锂机组104的对冷冻水的循环应用。
由上可见，应用本实施例技术方案，在蒸汽动力循环系统中应用溴化锂机组对动力循环系统进行循环冷却，使整个动力循环系统的冷却系统的温度控制在较低的温度(例如但不限于为7℃-14℃)的范围，降低冷却温度，提高整体蒸汽动力循环系统的热效率。
特别是，在朗肯循环系统、或者卡琳娜循环系统的动力循环系统中，其冷却温度越低，其对应的动力循环系统的热效率越高，应用本实施例方案有利于提高蒸汽动力循环系统的热效率。根据本发明人在进行本实用新型的试验过程中的现场实测数据，对以朗肯循环系统、或者卡琳娜循环为基础的蒸汽动力循环系统，相对于目前热力循环效率为30～40％的热力系统，冷却系统的温度每下降3℃，热力循环效率(即热效率)的绝对值将提高0.35％以上，该蒸汽动力循环系统的经济性提高1％左右。可见，在蒸汽动力循环系统中应用本实施例技术方案，可以大幅提高蒸汽动力循环系统的热效率，产生非常可观的经济效益。
作为本实施例的示意，本实施例可以采用除盐水作为本实施例溴化锂机组104的冷冻液。采用除盐水作为冷冻水，水质好，不会结垢，有利于系统的保养以及延长系统寿命。同时，由于应用本实施例方案，蒸汽动力循环系统中的凝汽器103内的温度很低，微生物滋生速度很慢，有利于避免冷冻水对蒸汽动力循环系统的换热效率影响。作为本实施例的示意，本实施例的溴化锂 机组104还可以但不限于与汽轮机或螺杆膨胀机102连接，可以从汽轮机或螺杆膨胀机102抽取出一部分低温蒸汽或水作为溴化锂机组104的运行所需的热源，将蒸汽动力循环系统现场产生的低温废热充分利用，进一步提升整个热力系统的热效率。
另外，本实施例的溴化锂机组104还可以但不限于使用工厂无法直接应用的热水(该温度一般大于80℃，譬如80℃或者90℃或者100℃或者120℃或者更高)作为溴化锂机组104运行所需的热源，进一步提高整个工厂的热效率。以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于提高蒸汽动力循环系统的热效率的系统，其特征是，包括：蒸汽产生设备、汽轮机或螺杆膨胀机、凝汽器以及溴化锂机组，
所述蒸汽产生设备用于产生蒸汽，所述蒸汽产生设备的蒸汽出口与所述汽轮机或螺杆膨胀机的蒸汽入口连通，所述汽轮机或螺杆膨胀机用于将所述蒸汽的热能转换为动力能源，以提供给外部动力设备，所述凝汽器与所述汽轮机或螺杆膨胀机连接，所述凝汽器用于将所述汽轮机或螺杆膨胀机排出的做完功的蒸汽冷凝为液态后回流至所述蒸汽产生设备以供循环应用，
所述凝汽器还与所述溴化锂机组连接，所述溴化锂机组将产生的冷冻剂送至所述凝汽器，所述冷冻剂进入所述凝汽器与所述做完功的蒸汽进行热交换，所述冷冻剂吸收所述做完功的蒸汽放出的热量后循环回流至所述溴化锂机组，以供所述溴化锂机组循环应用。
2.根据权利要求1所述的用于提高蒸汽动力循环系统的热效率的系统，其特征是，
所述冷冻剂为所述溴化锂机组运行过程中产生的冷冻液或者冷冻气体。
3.根据权利要求2所述的用于提高蒸汽动力循环系统的热效率的系统，其特征是，
所述冷冻剂为冷冻水。
4.根据权利要求1所述的用于提高蒸汽动力循环系统的热效率的系统，其特征是，
所述溴化锂机组还使用80℃以上的热水作为所述溴化锂机组运行所需的热源。
5.根据权利要求1至4之任一所述的用于提高蒸汽动力循环系统的热效率的系统，其特征是，
所述动力循环系统为朗肯循环系统、或者卡琳娜循环系统。
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|---|---|---|---|---|
| CN105937416A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-09-14 | 全球能源互联网研究院 | 一种余热溴化锂制冷的深冷液态空气储能系统 |
| CN110259533A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-09-20 | 中南大学 | 耦合溴化锂吸收式制冷的卡琳娜循环余热发电系统 |
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