[實用新型]利用低溫熱源或環境熱源發電的發電系統

無效

• 申請號: 200720029421.2
• 申請日: 2007-10-24
• 公開（公告）號: CN201125751Y
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發明（設計）人: 陳深佃;韓國強;胡祥民;李艷
• 申請（專利權）人: 陳深佃;韓國強
• 主分類號: F01K25/08
• 分類號: F01K25/08
• 代理公司: 泰安市泰昌專利事務所
• 代理人: 陳冰

技術領域

本實用新型涉及一種發電系統，特別涉及一種利用低溫熱源或較高環境熱源發電的發電系統。

背景技術

現有技術的蒸汽動力發電效率普遍不高，一般都在40％以下，目前也出現了一些利用低溫熱源或環境熱源進行發電的裝置，其主要是利用低沸點的工質氣化后推動汽輪機發電，由于技術上不完全成熟，效率更加低下，致使50％以上的熱量都未能得到充分利用。

實用新型內容

本實用新型的目的就在于提供一種可充分利用低溫熱源或環境熱源熱量、發電效率高的發電系統。

為達到上述實用新型目的所采取的技術方案如下：

一種利用低溫熱源或環境熱源發電的發電系統，其包含有做功單元和熱泵循環單元，做功單元是主要由順序首尾聯接的汽化器1、汽輪機3、冷凝器5和預熱器7組成的回路，回路中的做功工質為低沸點工質；熱泵循環單元包含有吸熱器9和壓縮機10，其中吸熱器9的入口連通做功單元的冷凝器5、壓縮機10的出口連通做功單元的預熱器7，預熱器7通過節流閥8連通冷凝器5。

上述由汽化器至汽輪機的管路上還可設置溫度調節器14，溫度調節器配有高溫熱源。低溫熱源或環境熱源的溫度波動性較大，可能會影響系統的平穩運行，這是可啟動燃氣、燃油或燃煤加熱的高溫熱源對回路中工質進行增溫，以消除低溫熱源或環境溫度變化帶來的不利影響。

上述汽輪機3還可配有水冷凝旁路2。上述水冷凝旁路2可在熱泵循環單元出現故障或檢修時臨時對乏氣進行冷凝，以保證系統的正常連續運行，或作為簡單循環冷凝裝置使用。

本實用新型的有益效果在于其利用熱泵循環單元的工質去冷凝由汽輪機3排出的乏氣，而后再利用熱泵循環單元吸收的乏氣熱量回用，去加熱預熱器中的做功工質，這與以往蒸汽發電系統中冷凝熱直接排放外界相比可大大提高發電效率，能量利用率可達到85％左右，且所用的低溫熱源不需要消耗燃煤、燃油等不可再生資源，在節省能源的同時還具有環保的效果，符合建設節約型社會的需要。

以下結合附圖對本實用新型作進一步說明：

附圖說明

圖為本實用新型的結構示意圖

具體實施方式

本實施例以以130℃-230℃的低溫熱源為熱源，其做功工質可選用全氟甲乙醚、氟甲丙醚、全氟丙二醇二甲醚、全氟丙酮、全氟丙烷等。熱泵循環單元熱泵工質可為中高溫氟利昂、氟醚、甲醇等。

做功單元主要是由順序首尾聯接的汽化器1、汽輪機3、冷凝器5和預熱器7組成的回路，熱泵循環單元包含有吸熱器9和壓縮機10，其中吸熱器9的入口連通做功單元的冷凝器5、壓縮機10的出口連通做功單元的預熱器7，預熱器7通過節流閥8連通冷凝器5。

由低溫熱源17來的熱量介質，先對汽化器1中的全氟丙烷加熱汽化，并使之升溫至130℃-230℃之間，壓力增至8-15MP后，再通過溫度調節器14進入汽輪機3膨脹做功，汽輪機3帶動發電機4發電，全氟丙烷氣體做功后成為乏氣進入冷凝器5，在40-60℃的溫度下液化，此冷凝器5同時作為熱泵循環的熱源進行熱交換，熱泵工質在此吸熱后變為混有少量液體的濕蒸汽，進入吸熱器9進一步吸取由汽化器1中而來低溫熱源的余熱，變為稍有過熱的飽和蒸汽，進入熱泵壓縮機10增壓升溫。從冷凝器5中出來的低溫全氟丙烷液體，經增壓泵6送至預熱器7初步升溫，再進入汽化器1完成做功循環，增壓泵6可選用數控式增壓泵，其控制參數由主控室根據實際情況即時調整。從壓縮機10出來的熱泵工質氣體將熱量在預熱器7傳遞給全氟丙烷，自身降溫液化變為過冷液體，再通過截流閥8進入冷凝器5完成熱泵循環。系統運轉初期，壓縮機10可由電機6驅動運轉，在系統正常運轉后，壓縮機10的動力可通過聯軸器11由汽輪機提供。

若熱源溫度較低時，則可啟動溫度調節器14對流經的工質進行再加熱，以保證系統的正常工作。

對于80-130℃的熱源，做功工質可選用五氟乙烷或E125，做功壓力6-10MP，冷凝溫度為25-65℃。

對于25-80℃來自地熱，低溫條件太陽能集熱，江河湖海、沙漠的熱空氣、輕工和生活廢熱等比環境溫度稍高的熱源，可進行匯集后以便大規模的利用，選用的做功工質可為六氟化硫、全氟二甲醚、全氟乙烷，做功壓力6-9MP左右，由于此類工質臨界溫度低、壓力較高，對工質儲液應控制在臨界溫度以下2-4℃，以確保運行安全。

本實用新型可在開通冷凝旁路2時可實現簡單循環，在常溫下對乏氣進行冷凝，滿足有些廠家粗放條件下的生產，但效率會降至在55％左右。