[實用新型]利用低沸點工質的雙循環螺桿膨脹動力機系統

無效

• 申請號: 200920096459.0
• 申請日: 2009-04-22
• 公開（公告）號: CN201386572Y
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發明（設計）人: 李惟毅;趙力;李汛;汪健生;曹濱斌
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F01C1/16
• 分類號: F01C1/16;F01P3/22
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 江鎮華

技術領域

本實用新型涉及一種利用低沸點工質的雙循環螺桿膨脹動力機系統。特別是涉及一種能夠充分得用工業余熱產生動力的利用低沸點工質的雙循環螺桿膨脹動力機系統。

背景技術

由于我國能源結構的特點，能源沒有充分達到梯級利用，能源總體利用率很低，余熱資源量大而分布廣泛，主要表現在以下五個方面：

1、我國現有工業鍋爐約50萬臺，其中相當部分6-10(噸/小時)鍋爐的額定蒸汽壓力為1.3MPa，由于生產工藝方面的原因，需降壓運行、減溫減壓使用，造成大量浪費。

2、隨著城市集中供熱普及率的提高，供熱站一般都有部分余壓可以利用，而且熱源條件也不錯，利用螺桿膨脹機進行發電，其節能效益、社會效益、環保效益將十分顯著。

3、大量的工業窯爐消耗了大量能源。如水泥行業，由于生產工藝落后，企業平均熟料能耗是國外先進水平的2倍以上，窯爐排出的廢氣溫度在300-400℃左右，余熱回收率僅為2％，是發電項目應用的一個巨大的潛在市場，提高余熱利用率對企業節能有重要意義。

4、鋼鐵廠的高爐沖渣熱水及高爐煤氣這部分余熱的回收發電也具有巨大的市場潛力。

5、其它如大型柴油機廢氣，石油化工行業及新能源利用都是該技術發揮其技術優勢的重要市場。

以上列舉的各項，充分說明了我國加強節能工作的重要性和緊迫性，但也同時體現了螺桿膨脹機余熱回收發電的應用前景。

現有的單循環螺桿膨脹動力系統(即將含熱流體直接引入螺桿膨脹機利用的系統方式)更適用于高溫高壓流體的能量回收，而雙循環系統(即低沸點有機工質與含熱流體進行換熱后再引入螺桿膨脹機利用的系統方式)對含熱流體的水質的好壞以及流體的溫度和壓力都沒有太高的要求，甚至六七十度常壓下的低溫熱水，也可以通過雙循環的系統方式發電。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種將含熱流體與低沸點工質換熱，再將低沸點工質引入螺桿膨脹機進行能量回收的利用低沸點工質的雙循環螺桿膨脹動力機系統。

本實用新型所采用的技術方案是：一種利用低沸點工質的雙循環螺桿膨脹動力機系統，包括有：螺桿膨脹機、蒸發器和冷凝器，所述的螺桿膨脹機、蒸發器和冷凝器通過密封管路依次連接形成一工質循環通路，所述的蒸發器上設置有用于加熱工質循環通路內所循環流動的工質的加熱通路，所述的冷凝器上設置有用于冷卻工質循環通路內所循環流動的工質的冷卻通路。

所述的工質循環通路上位于蒸發器和冷凝器之間設置有工質泵。

所述的加熱通路中流通有加熱水，所述加熱通路上位于蒸發器的出水端設置有加熱水泵。

所述的冷卻通路中流通有冷卻水或冷卻空氣，所述的冷卻通路上位于冷凝器的冷卻水/空氣的入口端設置有冷卻水泵。

本實用新型的利用低沸點工質的雙循環螺桿膨脹動力機系統，具有以下有益效果：

(1)符合節能環保要求，二氧化碳排放為零，氮氧化物和硫化物排放為零；(2)低沸點工質在這個閉合回路中循環，工作時起“介質”的作用，只要管道和設備嚴密不漏，低沸點物質并不消耗；(3)余熱參數要求低：可針對60-100℃常壓下的余熱進行設計回收，無需為本實用新型另行專門設計螺桿膨脹機；(4)低沸點物質在循環中和含熱流體、冷卻水都不是直接接觸的，而是隔著管壁傳遞熱量，因此，除了系統排出的含熱流體溫度降低了一些，冷卻水溫度升高一些外，品質上沒有任何變化，仍然可以用作其它生產，生活用途；(5)循環效率高：本實用新型在回收85℃的余熱時(介質為水)，每噸廢水每小時可發電1kW以上。

附圖說明

圖1是本實用新型的整體結構示意圖。

其中：

1：螺桿膨脹機??????2：蒸發器

3：冷凝器??????????4：工質泵

5：加熱水泵????????6：冷卻水泵

7：工質循環通路????8：加熱通路

9：冷卻通路

具體實施方式

下面結合實施例和附圖對本實用新型的利用低沸點工質的雙循環螺桿膨脹動力機系統做出詳細說明。

如圖1所示，本實用新型的利用低沸點工質的雙循環螺桿膨脹動力機系統，包括有：螺桿膨脹機1、蒸發器2和冷凝器3，所述的螺桿膨脹機1、蒸發器2和冷凝器3通過密封管路依次連接形成一個密封的工質循環通路7。所述的蒸發器2上設置有用于加熱工質循環通路7內所循環流動的工質的加熱通路8，所述的冷凝器3上設置有用于冷卻工質循環通路7內所循環流動的工質的冷卻通路9。