CN217950480U - 一种采用循环工质直接蒸发冷却的orc发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种采用循环工质直接蒸发冷却的orc发电系统，包括集热器、膨胀机、发电机、冷凝箱、储液罐和工质泵，所述工质泵、集热器、膨胀机、储液罐通过管路依次首尾连接，所述膨胀机的动力输出端连接有发电机，所述膨胀机与储液罐之间的管路贯穿冷凝箱和蒸发冷却器，所述冷凝箱内盛放有冷水，所述冷凝箱通过管路与温水箱互相连通，所述冷凝箱的下端设置有进水管，所述进水管与水源连接。通过将orc发电系统与太阳能相结合，太阳能向orc发电系统提供热能，从而使orc发电系统产生电能，发电效率较高。

Description

一种采用循环工质直接蒸发冷却的orc发电系统

技术领域

本实用新型属于ORC发电技术领域，尤其涉及一种采用循环工质直接蒸发冷却的orc发电系统。

背景技术

Organic Rankine Cycle(有机朗肯循环)简称ORC，是以低沸点有机物为工质的朗肯循环，其工作原理为有机工质在集热器中从余热流中吸收热量，生成具一定压力和温度的蒸汽，蒸汽进入膨胀机内膨胀做功，从而带动发电机或拖动其它动力机械做功。目前，ORC主要应用于发电系统。由于ORC发电系统是将热能转化为电能，能够提高能源的利用率。同时，太阳能作为绿色能源，逐步得到广泛的应用，如果将太阳能跟ORC发电系统相结合，利用太阳能热辐射的特点，orc发电系统则能够产生大量的电能，符合节能环保的生产宗旨，如何将orc发电系统与太阳能相结合是当下需要解决的问题。

实用新型内容

针对现有技术不足，本实用新型的目的在于提供一种采用循环工质直接蒸发冷却的orc发电系统，通过将orc发电系统与太阳能相结合，太阳能向orc发电系统提供热能，从而使orc发电系统产生电能，发电效率较高。

本实用新型提供如下技术方案：

一种采用循环工质直接蒸发冷却的orc发电系统，包括集热器、膨胀机、发电机、冷却箱、 储液罐和工质泵，所述工质泵、集热器、膨胀机、储液罐通过管路依次首尾连接，所述膨胀机的动力输出端连接有发电机，所述膨胀机与储液罐之间的管路贯穿冷却箱和蒸发冷却器，所述冷却箱内盛放有冷水，所述冷却箱通过管路与温水箱互相连通，所述冷却箱的下端设置有进水管，所述进水管与水源连接。

优选的，所述集热器包括框架，所述框架的一侧设置有热水箱，所述热水箱沿轴线方向上插接有多个热水管，多个所述热水管依次间隔设置，所述热水管的另一端的表面共同套接有导热壳，所述导热壳与框架连接。

优选的，所述导热壳的中间设置有多个固定通孔，所述热水管贯穿固定通孔，所述热水管的表面与固定通孔的表面相接触，所述导热壳的两端设置有开口，其中一个开口通过管路与膨胀机连接，另一个开口通过管路与工质泵的出口端连接。

优选的，所述热水箱的表面设置有安全管，所述安全管的另一端连接有安全阀，当所述热水箱内的压力达到一定值时，安全阀开启。

优选的，所述进水管上设置有单向阀，所述单向阀的流向为由水源流向至冷却箱的内侧。

优选的，所述冷却箱的内侧设置有水泵，所述水泵的出水端与温水箱的内侧互相连通，所述水泵用于将冷却箱内的水抽向至温水箱。

优选的，所述导热壳的材质和热水管的材质均为金属铜。

优选的，所述框架与水平地面之间设置有夹角，所述夹角为锐角。

优选的，所述热水箱的表面和热水管的表面均覆盖有涂层，所述涂层为黑色。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）本实用新型一种采用循环工质直接蒸发冷却的orc发电系统，通过设置集热器，集热器能够吸收太阳能产生热能，从而用于ORC系统的发电，实现了将太阳能转化为电能的目的。

（2）本实用新型一种采用循环工质直接蒸发冷却的orc发电系统，通过设置冷却箱，冷却箱内的冷水能够对做功后的有机工质进行热交换，对有机工质进行冷却，同时冷却箱内的冷水温度升高，能够用于生活用水，具有节能环保的作用。

（3）本实用新型一种采用循环工质直接蒸发冷却的orc发电系统，通过设置安全阀，当热水箱内的压力增大到一定值时，安全阀开启，具有泄压的作用，保证了装置使用过程中的安全性。

（4）本实用新型一种采用循环工质直接蒸发冷却的orc发电系统，框架与水平地面之间设置有夹角，在使用过程中，框架朝向太阳的辐射端，能够充分接收太阳能，将太阳能转化为热能，转化效率较高。

（5）本实用新型一种采用循环工质直接蒸发冷却的orc发电系统，通过设置蒸发冷却器，将普通ORC的冷凝器和冷却水塔合二为一，直接将循环工质通过室外蒸发冷却器冷却，省去了循环冷却水循环，结构紧凑，节省了水泵，提高了效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的集热器结构示意图。

图3是本实用新型导热壳示意图。

图4是本实用新型框架示意图。

图中：1、膨胀机；2、发电机；3、集热器；4、热水管；5、导热壳；6、热水箱；7、工质泵；8、冷却箱；9、温水箱；10、单向阀；11、进水管；12、透气孔；13、涂层；14、安全阀；15、安全管；16、固定通孔；17、储液罐；18、框架；19、水平地面。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-4所示，一种采用循环工质直接蒸发冷却的orc发电系统，包括集热器3、膨胀机1、发电机2、冷却箱8、 储液罐17和工质泵7，所述工质泵7、集热器3、膨胀机1、储液罐17通过管路依次首尾连接，所述储液罐17内储存有有机工质，所述膨胀机7的动力输出端连接有发电机2，所述膨胀机1与储液罐17之间的管路贯穿冷却箱8和蒸发冷却器2，所述冷却箱8内盛放有冷水，用于对经过冷却箱8的管路内的有机工质冷却降温，所述蒸发冷却器用于再次对有机工质降温，所述蒸发冷却器将普通ORC的冷凝器和冷却水塔合二为一，直接将循环工质通过室外蒸发冷却器冷却，省去了循环冷却水循环，结构紧凑，节省了水泵，提高了效率，所述蒸发冷却器与冷却箱8相结合，能够充分对有机工质冷却降温，具有较好的冷却降温效果，所述冷却箱8通过管路与温水箱9互相连通，所述冷却箱8内的水能够流向至温水箱9内，所述冷却箱8的下端设置有进水管11，所述进水管11与水源连接，所述水源向冷却箱8提供冷水，具体地，所述蒸发冷却器20为蒸发式冷凝器。

所述集热器3包括框架18，所述框架的一侧设置有热水箱6，所述热水箱6沿轴线方向上插接有多个热水管4，多个所述热水管4依次间隔设置，所述热水管4的另一端的表面共同套接有导热壳5，所述热水管4靠近导热壳5的一端设置有透气孔12，所述透气孔12用于泄压，所述导热壳5与框架连接，所述导热壳5用于固定热水管。所述导热壳5的中间设置有多个固定通孔16，所述热水管4贯穿固定通孔16，所述热水管4的表面与固定通孔16的表面相接触，所述导热壳5的两端设置有开口，其中一个开口通过管路与膨胀机1连接，另一个开口通过管路与工质泵7的出口端连接，导热壳5作为流通有机工质的一个通道。

所述热水箱6的表面设置有安全管15，所述安全管15的另一端连接有安全阀14，当所述热水箱6内的压力达到一定值时安全阀14开启，对热水箱6进行泄压，保证了装置的安全运行。所述进水管11上设置有单向阀10，所述单向阀10的流向为由水源流向至冷却箱8的内侧。

所述冷却箱8的内侧设置有水泵，所述水泵的出水端与温水箱9的内侧互相连通，所述水泵用于将冷却箱8内的水抽向至温水箱9，所述温水箱9内的温水可以供居民生活使用，充分利用热能，符合节能环保的生产宗旨。所述导热壳5的材质和热水管4的材质均为金属铜，能够使导热壳内的有机工质与热水管之间充分进行热交换，实现对有机工质加热的目的。

所述框架18与水平地面19之间设置有夹角，所述夹角为锐角，在使用过程中，使框架具有热水管的一侧朝向太阳，接收太阳辐射。所述热水箱6的表面和热水管4的表面均覆盖有涂层13，所述涂层13为黑色，吸热效果较好。

通过上述技术方案得到的装置是一种采用循环工质直接蒸发冷却的orc发电系统，在使用过程中，框架18上的热水管4和热水箱6吸收太阳能，热水管4和热水箱6内的水受热温度升高产生水蒸汽，从而热水管4的表面温度升高，热水管与导热壳5内的有机工质进行热交换，有机工质受热膨胀对膨胀机1做功，膨胀机1带动电机转动实现发电的目的。经膨胀机1流出的有机工质经过冷却箱8和蒸发冷却器20，冷却箱8和内冷水对有机工质降温冷却，蒸发冷却器20对有机工质进行再次降温冷却，冷却效果较好，如此循环进行。冷却箱8内冷水与有机工质热交换后温度升高，当温度达到一定值时，将温水排出至温水箱9内，可供生活用水使用，同时，通过水源向冷却箱8内加入新的冷水，如此循环进行。能够充分使用太阳能，可达到热电联产的效果，太阳能利用效率较高。当不需要热水时，直接通过蒸发冷却器20对有机工质进行冷却降温，方便了用户的使用过程。

关于膨胀机、蒸发冷却器的工作原理和有机工质的选择均为现有技术，此处不在赘述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化；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 (7)

1.一种采用循环工质直接蒸发冷却的orc发电系统，其特征在于，包括集热器（3）、膨胀机（1）、发电机（2）、冷却箱（8）、储液罐（17）和工质泵（7），所述工质泵（7）、集热器（3）、膨胀机（1）、储液罐（17）通过管路依次首尾连接，所述膨胀机（7）的动力输出端连接有发电机（2），所述膨胀机（1）与储液罐（17）之间的管路依次贯穿冷却箱（8）和蒸发冷却器（20），所述冷却箱（8）内盛放有冷水，所述冷却箱（8）通过管路与温水箱（9）互相连通，所述冷却箱（8）的下端设置有进水管（11），所述进水管（11）与水源连接。

2.根据权利要求1所述一种采用循环工质直接蒸发冷却的orc发电系统，其特征在于，所述集热器（3）包括框架，所述框架的一侧设置有热水箱（6），所述热水箱（6）沿轴线方向上插接有多个热水管（4），多个所述热水管（4）依次间隔设置，所述热水管（4）的另一端的表面共同套接有导热壳（5），所述导热壳（5）与框架连接。

3.根据权利要求2所述一种采用循环工质直接蒸发冷却的orc发电系统，其特征在于，所述导热壳（5）的中间设置有多个固定通孔（16），所述热水管（4）贯穿固定通孔（16），所述热水管（4）的表面与固定通孔（16）的表面相接触，所述导热壳（5）的两端设置有开口，其中一个开口通过管路与膨胀机（1）连接，另一个开口通过管路与工质泵（7）的出口端连接。

4.根据权利要求2所述一种采用循环工质直接蒸发冷却的orc发电系统，其特征在于，所述热水箱（6）的表面设置有安全管（15），所述安全管（15）的另一端连接有安全阀（14）。

5.根据权利要求1所述一种采用循环工质直接蒸发冷却的orc发电系统，其特征在于，所述进水管（11）上设置有单向阀（10），所述单向阀（10）的流向为由水源流向至冷却箱（8）的内侧。

6.根据权利要求2所述一种采用循环工质直接蒸发冷却的orc发电系统，其特征在于，所述冷却箱（8）的内侧设置有水泵，所述水泵的出水端与温水箱（9）的内侧互相连通，所述水泵用于将冷却箱（8）内的水抽向至温水箱（9）。

7.根据权利要求2所述一种采用循环工质直接蒸发冷却的orc发电系统，其特征在于，所述导热壳（5）的材质为金属铜。

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