[發(fā)明專利]雙循環(huán)兩級(jí)螺桿膨脹機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110101067.0
• 申請(qǐng)日: 2011-04-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102182528A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李惟毅;談西鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): F01K27/02
• 分類號(hào): F01K27/02;F01K25/10;F01D15/10;F01D13/02;F27D17/00;F03G4/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 杜文茹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種雙循環(huán)兩級(jí)螺桿膨脹機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)。特別是涉及一種能夠充分回收利用工業(yè)余熱，地?zé)岙a(chǎn)生動(dòng)力的雙循環(huán)兩級(jí)螺桿膨脹機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)。

背景技術(shù)

由于我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，能源沒(méi)有充分達(dá)到梯級(jí)利用，工業(yè)余熱資源量大而廣泛分布，主要表現(xiàn)在以下幾方面。

(1)大量的工業(yè)窯爐消耗了大量能源。如水泥行業(yè)，由于生產(chǎn)工藝落后，企業(yè)平均熟料能耗是國(guó)外先進(jìn)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(fā)電項(xiàng)目應(yīng)用的一個(gè)巨大的潛在市場(chǎng)，提高余熱利用率對(duì)企業(yè)節(jié)能有重要意義。

(2)我國(guó)現(xiàn)有工業(yè)鍋爐約50萬(wàn)臺(tái)，其中相當(dāng)部分6-10t/h鍋爐的額定蒸汽壓力為1.3MPa，由于生產(chǎn)工藝方面的原因，需降壓運(yùn)行、減溫減壓使用，造成大量浪費(fèi)。

(3)鋼鐵廠的高爐沖渣熱水及高爐煤氣這部分余熱的回收發(fā)電也具有巨大的市場(chǎng)潛力。

(4)其它如大型柴油機(jī)廢氣，石油化工行業(yè)及新能源利用都是該技術(shù)發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)的重要市場(chǎng)。

以上列舉的各項(xiàng)充分說(shuō)明了，我國(guó)加強(qiáng)節(jié)能工作的重要性和緊迫性，而且同時(shí)也體現(xiàn)了螺桿膨脹機(jī)余熱回收系統(tǒng)的應(yīng)用前景。目前，國(guó)內(nèi)一般都采用單循環(huán)單級(jí)螺桿機(jī)系統(tǒng)回收余熱，膨脹比小，壓降小，效率低，對(duì)熱源要求也高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種運(yùn)行簡(jiǎn)單，安全，環(huán)保效率高的雙循環(huán)兩級(jí)螺桿膨脹機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種雙循環(huán)兩級(jí)螺桿膨脹機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)，包括：蒸發(fā)器和冷凝器，形成在蒸發(fā)器和冷凝器之間的工質(zhì)循環(huán)通路，由蒸發(fā)器與熱源入口和熱源出口形成的加熱通路，以及由冷凝器與冷卻水入口和冷卻水出口形成的冷卻通路，在位于蒸發(fā)器的工質(zhì)流出側(cè)與冷凝器的工質(zhì)流入側(cè)之間的工質(zhì)循環(huán)通路上設(shè)置有兩級(jí)螺桿膨脹機(jī)動(dòng)力裝置。

所述的兩級(jí)螺桿膨脹機(jī)動(dòng)力裝置包括有高壓螺桿膨脹機(jī)和與高壓螺桿膨脹機(jī)共用一個(gè)軸的低壓螺桿膨脹機(jī)，所述的高壓螺桿膨脹機(jī)的工質(zhì)流出端和低壓螺桿膨脹機(jī)的工質(zhì)流入端之間設(shè)置有低溫低壓工質(zhì)流通管路，所述的高壓螺桿膨脹機(jī)的工質(zhì)流入端與蒸發(fā)器的工質(zhì)流出口連通，所述的低壓螺桿膨脹機(jī)的工質(zhì)流出端與冷凝器的工質(zhì)流入口連通，所述的低壓螺桿膨脹機(jī)的輸出軸連接發(fā)電機(jī)。

在位于冷凝器的工質(zhì)流出側(cè)與蒸發(fā)器的工質(zhì)流入側(cè)之間的工質(zhì)循環(huán)通路上設(shè)置有工質(zhì)泵。

在蒸發(fā)器的熱源出口側(cè)的加熱通路上設(shè)置有熱源泵。

冷凝器的冷卻水入口側(cè)的冷卻通路上設(shè)置有冷卻泵。

本發(fā)明的雙循環(huán)兩級(jí)螺桿膨脹機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)，具有以下有益效果：

(1)符合節(jié)能環(huán)保要求：二氧化碳排放為零，氮氧化物和硫化物排放為零；

(2)工質(zhì)循環(huán)通路所用的低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)，在閉合回路中，起著介質(zhì)的作用，在密封良好條件下無(wú)消耗；

(3)余熱參數(shù)要求低：可針對(duì)60到250℃常壓下的余熱進(jìn)行設(shè)計(jì)回收利用，無(wú)需為本發(fā)明另行專門設(shè)計(jì)螺桿膨脹機(jī)；

(4)低沸點(diǎn)循環(huán)工質(zhì)與含熱流體，冷卻水的熱交換，都沒(méi)有直接接觸，因此，降溫了的熱源流體以及升溫了的冷卻水品質(zhì)上無(wú)變化還可以用于其它生產(chǎn)生活用途；

(5)采用兩級(jí)螺桿機(jī)后，系統(tǒng)能夠獲得更大膨脹比，壓降和焓降；

(6)循環(huán)效率高：本發(fā)明系統(tǒng)熱效率可達(dá)到15％。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：

1：蒸發(fā)器????????????????????????2：高壓螺桿膨脹機(jī)

2′：低壓螺桿膨脹機(jī)??????????????3：冷凝器

4：工質(zhì)泵????????????????????????5：熱源泵

6：冷卻泵????????????????????????7：低溫低壓工質(zhì)流通管路

8：工質(zhì)循環(huán)通路??????????????????9：加熱通路

10：冷卻通路?????????????????????11：發(fā)電機(jī)

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的雙循環(huán)兩級(jí)螺桿膨脹機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)做出詳細(xì)說(shuō)明。