CN206790373U - 一种废热发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及压力发电技术领域，公开了一种废热发电系统，包括通过管路顺次连接形成循环回路的：发生器、发电单元、冷却单元、泵、储液器，回路中设有工质；发生器的输出端与发电单元之间连接有第一阀门；发电单元包括多个发电体单元，发电体单元包括压电体和设置在压电体两侧的膜壳；发电体单元间隔设置构成工质通路；工质通路的出口与冷却单元的入口之间连接有第二阀门；冷却单元的出口连接泵的入口，泵的出口连接储液器的进口；储液器的出口与发生器的输入端之间连接有第三阀门。本实用新型的方案提高了废热和余热的利用率，节省了能源消耗，降低了发电设备的成本，发电过程无污染物的排放，对环境友好。

Description

一种废热发电系统

技术领域

本实用新型涉及压力发电技术领域，特别是涉及一种废热发电系统。

背景技术

废热和余热在生活和生产过程中大量存在，如何对废热和余热进行再利用对于提高能源利用率具有重要意义。

废热或余热发电是利用生产过程中多余的热能转换为电能的技术。在钢铁、石油化工、建材、水泥、制糖等行业中，具有大量低品位余热。余热发电不仅节能，还有利于环境保护。余热发电的重要设备是余热锅炉。它利用废气、废液等工质中的热或可燃质作热源，生产蒸汽用于发电。这种余热发电设备通常需要比较高品位的热源，用于发电的余热主要有：高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压等。发电过程中通常用到涡轮发电机、汽轮发电机等设备，设备体积庞大，成本高，且废热利用率低。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供一种废热发电系统，以解决现有技术中废热发电成本高、废热利用率低的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种废热发电系统，包括通过管路顺次连接形成循环回路的：发生器、发电单元、冷却单元、泵、储液器，所述回路中设有工质；

所述发生器用于获取废热，所述发生器的输出端与所述发电单元之间连接有第一阀门；

所述发电单元包括多个发电体单元，所述发电体单元包括压电体和设置在所述压电体两侧的膜壳；所述发电体单元间隔设置构成工质通路；所述工质通路的出口与所述冷却单元的入口之间连接有第二阀门；

所述冷却单元的出口连接所述泵的入口，所述泵的出口连接所述储液器的进口；

所述储液器的出口与所述发生器的输入端之间连接有第三阀门。

其中，所述冷却单元的出口与所述泵的入口之间还连接有第四阀门。

其中，所述工质为水或制冷剂。

其中，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门中至少一个为电磁阀。

(三)有益效果

本实用新型提供的废热发电系统，利用余热和废热将工质压力升高，然后使其挤压压电体，使压电体产生形变而实现内能转化为电能的过程，实现压力发电。本实用新型的方案提高了废热和余热的利用率，节省了能源消耗，降低了发电设备的成本，发电过程无污染物的排放，对环境友好。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的废热发电系统示意图；

图中，1、压电体；2、膜壳；3、第二阀门；4、冷却器；5、泵；6、第四阀门；7、储液器；8、第三阀门；9、发生器；10、第一阀门；11、电力输出线路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

研究表明，当压电体受到某些方向的力并引起形变的时候，在压电体的两个表面会出现等量的正负电荷，产生压电效应。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，本实用新型实施例提供的废热发电系统，即利用压电体的压电效应实现能量的转化，实现发电目的。

图1为本实用新型实施例提供的废热发电系统示意图。如图1所示，本实用新型实施例提供一种废热发电系统，包括通过管路顺次连接形成循环回路的：发生器9、发电单元、冷却单元、泵5、储液器7，在形成该回路的管道中设有工质。本实施例中的工质是一种受热膨胀，冷却后收缩的物质，优选水或制冷剂。

发生器9用于获取废热，发生器9内部能发生热交换，热量来自生活中的废热余热，废热余热通过管道输送至发生器，发生器9内的工质吸收废热提供的热量，受热膨胀，压力增大。在发生器9的输出端与发电单元之间连接有第一阀门10，第一阀门10可以控制该段管路上工质的通断。

发电单元包括多个发电体单元，每个发电体单元包括压电体1和设置在压电体1两侧的膜壳2。发电体单元间隔设置构成工质通路，如图1中所示，工质从发生器9流出后，流入发电单元中各发电体单元之间形成的通路。由于工质为高压状态，工质通路在不断充入工质的状态下，膜壳2被挤压，进而压电体1受到挤压发生形变，产生压电效应。此时若压电体1两端外接电路，即可将电荷输出，形成电流，实现发电目的。膜壳2是一种能产生柔性形变的物质，受工质压力作用能随着压电体1被挤压变形，当工质压力撤去时，又能随压电体1恢复原状。工质通路的出口与冷却单元的入口之间连接有第二阀门3，用于控制工质在该段管路上的通断。

冷却单元的出口连接泵5的入口，泵5的出口连接储液器7的进口。冷却单元接收从发电单元中输出的工质，此时的工质温度较高，需要进行冷却，由于在发电单元中的工质压力大于冷却单元中的工质压力，工质会自动从发电单元中转移至冷却单元中。工质在冷却单元中冷却后，被泵5泵至储液器7中，直至储液器7内的压力高于发生器9此时的压力。优选的，冷却单元的出口与泵5的入口之间还连接有第四阀门6。

储液器7的出口与发生器9的输入端之间连接有第三阀门8，用于控制储液器7中工质的压力。

本实施例中的第一阀门10、第二阀门3、第三阀门8和第四阀门6中至少一个为电磁阀，此外能方便系统控制的阀门均可选用，优选的，本实施例中第一阀门10、第二阀门3、第三阀门8和第四阀门6均采用电磁阀。

具体发电过程如下：

保持第二阀门3和第三阀门8关闭、第一阀门10打开。向发生器9内输送废热或余热，发生器9内的工质在余热或者废热的作用下吸热膨胀，压力升高，高压工质从管道进入发电体单元之间的通路中。随着工质的不断充入，压力逐渐变大，膜壳2和压电体1受挤压发生形变，发生压电效应，此时压电体1外接电路的情况下有电能输出。当发生器9内压力升高至最高且保持稳定后，保持第三阀门8关闭，打开第二阀门3，保持第四阀门6关闭，若无第四阀门6，只要不开启泵5即可。此时由于发电单元中的工质压力高于冷却单元中的工质压力，高压工质会自动从发电单元的出口输入至冷却单元中，冷却单元包括冷却器4。进入冷却器4的工质被冷却降压，膜壳2之间的通道中的工质压力降低，压电体1和膜壳2恢复形变。当冷却器4内的压力稳定后，启动泵5，工质被泵5输送至储液器7，直至储液器7内压力高于发生器9的压力。然后，关闭第二阀门3、第一阀门10和泵5，打开第三阀门8，储液器7内的工质进入发生器9，完成一次加压发电过程。当发生器9内的压力升高至设定值后，打开第一阀门10，重复上述步骤，进入下一次发电循环。本实用新型实施例中的发电为间歇性发电，压电体1只有在发生形变的过程才能发电，无论是被压缩或恢复原状的过程都是发生形变的过程。发出的电能通过电力输出线路11输出。

本实用新型提供的废热发电系统，利用余热和废热将工质压力升高，然后使其挤压压电体，使压电体产生形变而实现内能转化为电能的过程，实现压力发电。本实用新型的方案提高了废热和余热的利用率，节省了能源消耗，降低了发电设备的成本，发电过程无污染物的排放，对环境友好。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、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 (4)

1.一种废热发电系统，其特征在于，包括通过管路顺次连接形成循环回路的：发生器、发电单元、冷却单元、泵、储液器，所述回路中设有工质；

所述发生器用于获取废热，所述发生器的输出端与所述发电单元之间连接有第一阀门；

所述发电单元包括多个发电体单元，所述发电体单元包括压电体和设置在所述压电体两侧的膜壳；所述发电体单元间隔设置构成工质通路；所述工质通路的出口与所述冷却单元的入口之间连接有第二阀门；

所述冷却单元的出口连接所述泵的入口，所述泵的出口连接所述储液器的进口；

所述储液器的出口与所述发生器的输入端之间连接有第三阀门。

2.如权利要求1所述的废热发电系统，其特征在于，所述冷却单元的出口与所述泵的入口之间还连接有第四阀门。

3.如权利要求1或2所述的废热发电系统，其特征在于，所述工质为水或制冷剂。

4.如权利要求2所述的废热发电系统，其特征在于，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门中至少一个为电磁阀。