[發明專利]一種利用低溫余熱回收的發電裝置

無效

• 申請號: 201110279109.X
• 申請日: 2011-09-20
• 公開（公告）號: CN102312688A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 簡棄非;邱小亮;鄧宏杰
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;廣州賽唯熱工設備有限公司
• 主分類號: F01K27/02
• 分類號: F01K27/02;F01D15/10;F28D7/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 齊榮坤

技術領域

本發明涉及一種發電的生產設備，具體涉及一種利用低溫余熱回收的發電裝置。通過熱交換器加熱使工質達變為過熱蒸汽，特別適用于大型中央空調機組余熱回收以及印染廠污水中低溫廢熱回收。

背景技術

據統計，全球現在被排棄的能量約占總用能量的74％，從能量品位看約占2/3甚至更多是低溫余熱。現有低溫余熱回收裝置，大部分是單純的熱回收，只有小部分是余熱回收發電裝置。就是這一小部分余熱回收發電裝置，也大部分集中在像水泥、鋼鐵行業這種傳統的高耗能行業。雖然低溫余熱的動力回收比單純的熱回收復雜的多，難度也高，但是隨著世界能源的短缺，進行低溫發電技術研究是必然趨勢。這樣就不讓大量低溫廢熱排入環境，既節約了能源，有保護了環境。

中國發明專利200510032362.X公開了一種利用中央空調余熱加工熱水的方法，該方法包括如下步驟：(1)在中央空調冷凝器高溫區2處加裝一隔水器，隔水器包容高溫區50％～100％的冷凝管并形成獨立封閉的換熱區間；(2)將隔水器輸出端管接熱水箱輸入端，熱水箱輸出端管接隔水器輸入端，使熱水箱內盛水由隔水器輸入端進入冷凝器高溫區經冷凝管散發之余熱加熱后，再由隔水器輸出端返回熱水箱形成循環水加熱。由于發明專利200510032362.X存在改動原空調機組冷凝器和加裝設備后易造成發電工質泄露的缺陷，所以此發明專利所涉及的設備不宜作為發電裝置。再例如：中國實用新型專利200520063267.1公開了一種印染廢水余熱回收裝置，該裝置在印染機熱水池的溢水口的廢水經過廢水過濾池過濾，然后送到熱交換器，把熱量傳給從入水口來的清水，溫度上升的清水進入熱水池減少了蒸汽的消耗。由于帶有余熱的廢水跟發電工質的流量不是相等的，采用的常規板式換熱器會使板兩側流體流速不相等，容易使換熱器變形，所以也不宜采用此實用新型公布的余熱回收裝置來進行發電。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種高效、穩定、可靠的低溫余熱回收發電裝置，解決現有設備難以有效回收的低溫余熱形成的巨大能源浪費和嚴重的熱污染，而將廢熱進行動力回收，提高能量利用的靈活性。

本發明的目的通過如下技術方案實現：

一種利用低溫余熱回收的發電裝置，包括熱轉換器、透平、冷凝器、儲液器、第一工質泵、回熱器和第二工質泵；熱轉換器通過出液管連接透平，透平與冷凝器連接，冷凝器與儲液器連接，儲液器通過并聯管路與回熱器連接，并聯管道的支路一設有閥門，并聯管路的支路二設有閥門和第一工質泵；回熱器通過第二工質泵與熱轉換器連接；透平還與回熱器連接，熱轉換器還與冷凝器連接，透平輸出軸與發電機連接，帶動發電機發電；

所述熱交換器為下大上小的錐形空腔結構，包括不銹鋼外殼、排氣管道和保溫材料；內壁涂有保溫材料的不銹鋼外殼形成上頂面是半圓形的錐形空腔，錐形空腔上部半圓形的直徑和下底面的直徑長度比為1∶2～3；空心結構上頂面和下底面密封；在錐形空腔上部半圓形上設有發電工質出口，發電工質出口為下端開口大，上端開口小的喇叭狀，開口朝下；換熱器的下底面開有發電工質進口，排氣管直接穿過錐形空腔中心；熱交換器的不銹鋼外殼內壁的上半部為波紋結構。

為進一步實現本發明目的，所述錐形空腔的容量優選為4～6升。

所述排氣管外表面優選涂有導熱材料。

所述導熱材料優選為導熱硅質。

所述錐形空腔上部半圓形的直徑和下底面的直徑長度比優選為1∶2。

本發明相對于現有技術具有如下優點和有益效果：

本發明通過熱轉換器內設置錐形的空心結構，并且將空心結構的容量控制在4～6升的范圍，熱交換器空心結構上頂面的直徑和下底面的直徑比例為1∶2～3，使通過熱交換器加熱的工質變為蒸汽，熱交換器內壁上半部分波紋狀的設計、上表面半圓形的設計和蒸汽出口端喇叭狀的設計都是為了使氣液分離，避免液體進入透平，影響發電和透平的性能。本發明對于中央空調機組、鋼鐵廠等地方的以往難以回收的低溫廢熱進行動力回收，提高了能量利用的靈活性。安裝在中央空調機組上時，還可有效地促進壓縮機排氣管的散熱，降低了壓縮機的排氣口溫度，降低了壓縮機的排氣壓力，使壓縮機工作在正常工作狀態(排氣溫度、壓力保持最佳工況)，達到中央空調壓縮機節能降耗的效果(冷凝溫度降低1℃，空調電耗降低4％)。本發明裝置是一種節能而又實用的加熱低溫余熱回收發電裝置。

附圖說明

圖1為低溫余熱回收發電裝置的結構示意圖。

圖2為圖1中熱交換器的結構示意圖。

圖3是圖2的A處的局部放大圖。