CN220648300U - 一种orc用热水循环系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种ORC用热水循环系统，它包括烟气热水换热器，烟气热水换热器通过第一管道与ORC低温余热发电设备相连，ORC低温余热发电设备通过第二管道与热水稳压罐相连，热水稳压罐通过第三管道与热水缓冲罐相连，热水缓冲罐通过第四管道与烟气热水换热器相连，在第一管道上设有自动排气阀，在第三管道上设有热水循环泵和管路排水阀，在热水循环泵和管路排水阀之间的第三管道上连接设有第五管道，第五管道与热水缓冲罐相连，在第五管道上设有热水补水泵。本实用新型中热水稳压罐稳定压力的同时吸收热水的体积膨胀，热水闭式循环不结垢，热水稳压罐和闭式循环配合，热水循环泵能耗低，采用分段式烟气热水换热器适用于不同热源工况。

Description

一种ORC用热水循环系统

技术领域

本实用新型涉及一种热水循环系统，具体涉及一种ORC用热水循环系统。

背景技术

加工业、制造业、冶金冶炼业、垃圾燃烧(处理)等行业，无时无刻都在产生含热量气体，一些大型企业对产生的高温气体进行了一定的回收利用，但低于(或降至)250℃以下的气体因回收成本高，没有进行彻底利用。这种现象极为普遍，也是对能源的一种很大的浪费。

有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle)原理，是充分利用磁悬浮发电机节能、高速的特点，将工业低温(80℃-250℃)废热液、废热烟气等通过换热形成高压有机蒸气，从而推动磁悬浮涡轮发电机发电，最大限度地获取废气中的能源，达到零燃料(废热成本不计)、减少热排放、高效回收废热、清洁输出电力的目的。

常规热水锅炉是提供常温软水进行升温后利用，为开式循环，热水循环泵能耗高。

烟气换热器（即烟气冷却器或烟气余热回收器）是利用废弃烟气的热量转换成生产生活所需要的热水、热风，或者热流体的余热回收的热交换设备。其利用工业窑炉、锅炉、焦化炉、高炉或冶金炉所产生的高温或中温烟气的热量，经过换热器换热，回收其热量，加热水或空气；产生的热水、蒸汽或高温空气满足生活用热水、采暖、发电用蒸汽或食品材料烘干作业。

目前的烟气换热器，它包括进气口、换热器本体和出气口，其中换热器本体是一体式的，无法据烟气量和烟气温度进行调节，另外没有设置单独的排气/排水口，如果排气不完全，使用时会对换热器产生振动，如果排水不完全，水会变成水蒸气，进入后道，影响后续使用。

发明内容

发明目的：本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种热水稳压罐稳定压力的同时吸收热水的体积膨胀，热水闭式循环不结垢，热水稳压罐和闭式循环配合，热水循环泵能耗低，采用分段式烟气热水换热器适用于不同热源工况的ORC用热水循环系统。

技术方案：为了解决上述技术问题，本实用新型所述的一种ORC用热水循环系统，它包括烟气热水换热器，所述烟气热水换热器通过第一管道与ORC低温余热发电设备相连，所述ORC低温余热发电设备通过第二管道与热水稳压罐相连，所述热水稳压罐通过第三管道与热水缓冲罐相连，所述热水缓冲罐通过第四管道与烟气热水换热器相连，在所述第一管道上设有自动排气阀，在所述第三管道上设有热水循环泵和管路排水阀，在所述热水循环泵和管路排水阀之间的第三管道上连接设有第五管道，所述第五管道与热水缓冲罐相连，在所述第五管道上设有热水补水泵。

进一步地，所述烟气热水换热器包括烟气热水换热器主体，在所述烟气热水换热器主体一端设有烟气进口、另一端设有烟气出口，所述烟气热水换热器主体由若干个烟气热水换热器模块连接而成，所述烟气热水换热器模块包括安装框架，在所述安装框架一端设有热水上集箱和热水下集箱，它们上下隔开设置，在所述安装框架另一端设有热水联箱，在所述热水联箱与热水上集箱、热水下集箱之间连通设有换热管束，在所述热水下集箱的外端面上设有热水进口，在所述热水上集箱的外端面上设有热水出口，所述热水上集箱的上端一侧高、另一侧低，它们分别为高位Ⅰ和低位Ⅰ，所述热水上集箱的下端一侧高、另一侧低，它们分别为高位Ⅱ和低位Ⅱ，在所述高位Ⅰ处排气口Ⅰ，在所述低位Ⅱ处设有排水口Ⅰ，所述热水下集箱的上端一侧高、另一侧低，它们分别为高位Ⅲ和低位Ⅲ，所述热水下集箱的下端一侧高、另一侧低，它们分别为高位Ⅳ和低位Ⅳ，在所述高位Ⅲ处排气口Ⅱ，在所述低位Ⅳ处设有排水口Ⅱ。

进一步地，在所述热水缓冲罐上部一侧设有自来水补水管，在所述热水缓冲罐顶部设有溢流管，在所述热水缓冲罐底部设有排水管。

进一步地，所述第五管道通过排水管与热水缓冲罐相连。

进一步地，所述热水上集箱的上端高于换热管束的最上端，所述热水下集箱的下端低于换热管束的最下端，所述热水联箱的上端低于换热管束的最上端，热水联箱的下端高于换热管束的最下端。

本实用新型中的ORC低温余热发电设备可以采用CN218235195U中的结构。

有益效果：本实用新型与现有技术相比，其显著优点是：本实用新型整体结构设置合理，用于ORC低温余热发电设备，烟气热量转移到热水循环系统；热水循环管路采用热水稳压罐稳压，进行预充压；采用热水缓冲罐，进行停机时排出热水，同时有闪蒸罐的作用；管道顶部设置自动排气阀，因维持管路压力使热水维持液态，排出气体减少运行中震动；采用烟气热水换热器，烟气热水换热器主体由若干个烟气热水换热器模块连接而成，分段式组合，可以根据烟气量和烟气温度调节组合数量，烟气量大则增加数量，烟气温度高则增加数量，另外烟气热水换热器模块的数量为奇数个，确保水是下进上出，提高换热效率，热水上集箱的上端一侧高、另一侧低，同时热水上集箱的下端一侧高、另一侧低，高位和低位用于排气/排水管的连接，设置单独排气/排水，使用方便可靠，在高位Ⅰ处排气口Ⅰ，在低位Ⅱ处设有排水口Ⅰ，可以完全将气/水排放干净，不影响整体使用及后道使用；热水稳压罐稳定压力的同时吸收热水的体积膨胀，热水闭式循环不结垢，稳压罐和闭式循环配合，热水循环泵能耗低，只要克服管道阻力就可维持需要压力让高温热水维持液态，采用分段式烟气热水换热器适用于不同热源工况，系统设置有紧急排放用的热水缓冲罐，符合实际使用要求。

附图说明

图1 是本实用新型的整体结构示意图；

图2 是本实用新型中烟气热水换热器的结构示意图；

图3是本实用新型中烟气热水换热器模块的正面图；

图4是本实用新型中烟气热水换热器模块的侧面图。

实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型所述的一种ORC用热水循环系统，它包括烟气热水换热器1，所述烟气热水换热器1通过第一管道与ORC低温余热发电设备2相连，所述ORC低温余热发电设备2通过第二管道与热水稳压罐3相连，所述热水稳压罐3通过第三管道与热水缓冲罐4相连，所述热水缓冲罐4通过第四管道与烟气热水换热器1相连，在所述第一管道上设有自动排气阀5，在所述第三管道上设有热水循环泵6和管路排水阀7，在所述热水循环泵6和管路排水阀7之间的第三管道上连接设有第五管道，所述第五管道通过排水管11与热水缓冲罐4相连，在所述第五管道上设有热水补水泵8，在所述热水缓冲罐4上部一侧设有自来水补水管9，在所述热水缓冲罐4顶部设有溢流管10，在所述热水缓冲罐4底部设有排水管11；

所述烟气热水换热器1包括烟气热水换热器主体1.1，在所述烟气热水换热器主体1.1一端设有烟气进口1.2、另一端设有烟气出口1.3，所述烟气热水换热器主体1.1由五个烟气热水换热器模块连接而成，所述烟气热水换热器模块包括安装框架1.4，在所述安装框架1.4一端设有热水上集箱1.5和热水下集箱1.6，它们上下隔开设置，在所述安装框架1.4另一端设有热水联箱1.7，在所述热水联箱1.7与热水上集箱1.5、热水下集箱1.6之间连通设有换热管束1.8，所述热水上集箱1.5的上端高于换热管束1.8的最上端，所述热水下集箱1.6的下端低于换热管束1.8的最下端，所述热水联箱1.7的上端低于换热管束1.8的最上端，热水联箱1.7的下端高于换热管束1.8的最下端，在所述热水下集箱1.6的外端面上设有热水进口1.9，在所述热水上集箱1.5的外端面上设有热水出口2.1，所述热水上集箱1.5的上端一侧高、另一侧低，它们分别为高位Ⅰ和低位Ⅰ，所述热水上集箱1.5的下端一侧高、另一侧低，它们分别为高位Ⅱ和低位Ⅱ，在所述高位Ⅰ处排气口Ⅰ2.2，在所述低位Ⅱ处设有排水口Ⅰ2.3，所述热水下集箱1.6的上端一侧高、另一侧低，它们分别为高位Ⅲ和低位Ⅲ，所述热水下集箱1.6的下端一侧高、另一侧低，它们分别为高位Ⅳ和低位Ⅳ，在所述高位Ⅲ处排气口Ⅱ2.4，在所述低位Ⅳ处设有排水口Ⅱ2.5。

本实用新型的工作流程如下：热水稳压罐预充压力，设定管道压力，热水补水泵供水，管道中通入冷水，气体从自动排气阀排出，维持管道冷态压力后，启动热水循环泵进行冷水循环，烟气热水换热器通入烟气对热水进行加热到设定温度（冷凝压力低于管道设定压力），热水循环通入ORC低温余热发电设备进行余热发电；

启停时，热水从管路排水阀送入热水缓冲罐内，闪蒸后通过上下接口外排到设定排放处。

本实用新型整体结构设置合理，用于ORC低温余热发电设备，烟气热量转移到热水循环系统；热水循环管路采用热水稳压罐稳压，进行预充压；采用热水缓冲罐，进行停机时排出热水，同时有闪蒸罐的作用；管道顶部设置自动排气阀，因维持管路压力使热水维持液态，排出气体减少运行中震动；采用烟气热水换热器，烟气热水换热器主体由若干个烟气热水换热器模块连接而成，分段式组合，可以根据烟气量和烟气温度调节组合数量，烟气量大则增加数量，烟气温度高则增加数量，另外烟气热水换热器模块的数量为奇数个，确保水是下进上出，提高换热效率，热水上集箱的上端一侧高、另一侧低，同时热水上集箱的下端一侧高、另一侧低，高位和低位用于排气/排水管的连接，设置单独排气/排水，使用方便可靠，在高位Ⅰ处排气口Ⅰ，在低位Ⅱ处设有排水口Ⅰ，可以完全将气/水排放干净，不影响整体使用及后道使用；热水稳压罐稳定压力的同时吸收热水的体积膨胀，热水闭式循环不结垢，稳压罐和闭式循环配合，热水循环泵能耗低，只要克服管道阻力就可维持需要压力让高温热水维持液态，采用分段式烟气热水换热器适用于不同热源工况，系统设置有紧急排放用的热水缓冲罐，符合实际使用要求。

本实用新型提供了一种思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围，本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (5)

1.一种ORC用热水循环系统，其特征在于：它包括烟气热水换热器（1），所述烟气热水换热器（1）通过第一管道与ORC低温余热发电设备（2）相连，所述ORC低温余热发电设备（2）通过第二管道与热水稳压罐（3）相连，所述热水稳压罐（3）通过第三管道与热水缓冲罐（4）相连，所述热水缓冲罐（4）通过第四管道与烟气热水换热器（1）相连，在所述第一管道上设有自动排气阀（5），在所述第三管道上设有热水循环泵（6）和管路排水阀（7），在所述热水循环泵（6）和管路排水阀（7）之间的第三管道上连接设有第五管道，所述第五管道与热水缓冲罐（4）相连，在所述第五管道上设有热水补水泵（8）。

2.根据权利要求1所述的ORC用热水循环系统，其特征在于：所述烟气热水换热器（1）包括烟气热水换热器主体（1.1），在所述烟气热水换热器主体（1.1）一端设有烟气进口（1.2）、另一端设有烟气出口（1.3），所述烟气热水换热器主体（1.1）由若干个烟气热水换热器模块连接而成，所述烟气热水换热器模块包括安装框架（1.4），在所述安装框架（1.4）一端设有热水上集箱（1.5）和热水下集箱（1.6），它们上下隔开设置，在所述安装框架（1.4）另一端设有热水联箱（1.7），在所述热水联箱（1.7）与热水上集箱（1.5）、热水下集箱（1.6）之间连通设有换热管束（1.8），在所述热水下集箱（1.6）的外端面上设有热水进口（1.9），在所述热水上集箱（1.5）的外端面上设有热水出口（2.1），所述热水上集箱（1.5）的上端一侧高、另一侧低，它们分别为高位Ⅰ和低位Ⅰ，所述热水上集箱（1.5）的下端一侧高、另一侧低，它们分别为高位Ⅱ和低位Ⅱ，在所述高位Ⅰ处排气口Ⅰ（2.2），在所述低位Ⅱ处设有排水口Ⅰ（2.3），所述热水下集箱（1.6）的上端一侧高、另一侧低，它们分别为高位Ⅲ和低位Ⅲ，所述热水下集箱（1.6）的下端一侧高、另一侧低，它们分别为高位Ⅳ和低位Ⅳ，在所述高位Ⅲ处排气口Ⅱ（2.4），在所述低位Ⅳ处设有排水口Ⅱ（2.5）。

3.根据权利要求1所述的ORC用热水循环系统，其特征在于：在所述热水缓冲罐（4）上部一侧设有自来水补水管（9），在所述热水缓冲罐（4）顶部设有溢流管（10），在所述热水缓冲罐（4）底部设有排水管（11）。

4.根据权利要求3所述的ORC用热水循环系统，其特征在于：所述第五管道通过排水管（11）与热水缓冲罐（4）相连。

5.根据权利要求2所述的ORC用热水循环系统，其特征在于：所述热水上集箱（1.5）的上端高于换热管束（1.8）的最上端，所述热水下集箱（1.6）的下端低于换热管束（1.8）的最下端，所述热水联箱（1.7）的上端低于换热管束（1.8）的最上端，热水联箱（1.7）的下端高于换热管束（1.8）的最下端。