[發明專利]圓筒式有機介質蒸發中低溫煙氣余熱發電系統

無效

• 申請號: 201110371057.9
• 申請日: 2011-11-21
• 公開（公告）號: CN102401592A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 王輝濤;陳蓉;王華;張竹明;葛眾
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02;F01K27/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種圓筒式有機介質蒸發中低溫煙氣余熱發電系統，屬于能源與環境技術領域。

背景技術

目前，中低溫煙氣余熱發電系統通過鍋爐的上升管和下降管進行換熱，其在使用一定時間后，會因與煙氣的長時間接觸而發生腐蝕和破裂，使有機工質泄露到煙道中，導致有機工質的浪費和換熱效率的下降，而鍋爐的上升管和下降管的更換非常困難，不利于系統的正常運行和成本控制。

熱管是熱管換熱器的最基本元件，從其外觀來看，通常是一根有翅片或無翅片的普通圓管，其主要結構特點表現在管內。熱管由管殼、毛細多孔材料（管芯）和蒸汽腔（蒸汽通道）所組成。從傳熱狀況看，熱管沿軸向可分為蒸發段、絕熱段和冷凝段三部分。工作時，蒸發段因受熱而使其毛細材料中的工作液體蒸發，蒸汽流向冷凝段，在這里由于受到冷卻使蒸汽凝結成液體，液體再沿多孔材料靠毛細力作用流回蒸發段。如此循環不已，熱量由熱管的一端傳至另一端。由于汽化潛熱大，所以在極小的溫差下就能把大量的熱量從熱管的蒸發段傳至冷凝段。

熱管的管芯是一種緊貼管殼內壁的毛細結構，通常用多層金屬絲網或纖維、布等以襯里形式緊貼內壁以減少接觸熱阻，襯里也可由多孔陶瓷或燒結金屬構成。性能優良的管芯應具有：????????????????????????????????????????????????足夠大的毛細抽吸壓頭；較小的液體流動阻力，既有較高的滲透率；良好的傳熱特性，即有較小的徑向熱阻。因而，管芯的結構有很多種，大致可分為以下幾類：緊貼管壁的單層及多層網芯；燒結粉末管芯，它是由一定目數的金屬粉末或金屬絲網燒結在管內壁面而成；軸向槽道式管芯，它是在管殼內壁開軸向細槽，以提供毛細壓頭及液體回流通道，槽的截面形狀可有矩形，梯形等多種；組合管芯。一般管芯往往不能同時兼顧毛細抽吸力及滲透率，組合管芯既能兼顧毛細力和滲透率，從而獲得高的軸向傳熱能力，而且大多數管芯的徑向熱阻甚小。他基本上把管芯分成兩部分，一部分起毛細抽吸作用，一部分起液體回流通道作用。

熱管的工作液要有較高的汽化潛熱、導熱系數，合適的飽和壓力及沸點，較低的粘度及良好的穩定性。工作液體還應有較大的表面張力和潤濕毛細結構的能力，使毛細結構能對工作液作用并產生必須的毛細力。工作液還不能對毛細結構和管壁產生溶解作用，否則被溶解的物質將積累在蒸發段破壞毛細結構。

由于熱管結構和工作液工作的優點，將其用于替代鍋爐的上升管和下降管，不僅可以大大提高鍋爐的工作效率，使蒸汽溫度更高，而且能夠避免煙道內有機工質管子因長期受煙氣沖刷而腐蝕破裂、導致有機工質泄露和換熱效率下降等問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種圓筒式有機介質蒸發中低溫煙氣余熱發電系統，采用經隔板分為鍋筒和煙氣換熱器的一體化圓筒狀結構，并用熱管替代鍋爐的上升管和下降管，解決鍋爐換熱管道易受煙氣沖刷腐蝕、換熱效率不高等問題。

解決本發明的技術問題所采用的方案是：圓筒式有機介質蒸發中低溫煙氣余熱發電系統，包括熱管換熱系統，有機工質朗肯循環回路，中低溫煙氣排煙管路，供熱熱水回路和冷卻水回路；熱管換熱系統包括替代鍋爐上升管及下降管的熱管2、煙氣換熱器4和鍋筒1，煙氣換熱器4和鍋筒1為水平設置的一體化圓筒狀結構，其中間由兩層絕熱隔板3分隔為上部的鍋筒1和下部的煙氣換熱器4，熱管2立式設置于一體化筒狀結構中，其下段置于煙氣換熱器4中、上段置于鍋筒1中；有機工質朗肯循環回路由儲液罐18、工質加壓泵14、排氣回熱加熱器9、有機工質循環泵5、鍋筒1、透平6、三通調節閥8、熱水加熱器10、凝結器12、以及將它們連接的管道構成，工質加壓泵14經管道連接于儲液罐18出口與排氣回熱加熱器9內換熱管入口之間，循環泵5經管道連接于排氣回熱加熱器9內換熱管出口與鍋筒1入口之間，鍋筒1上部經管道與透平6進口連接，透平6出口經三通調節閥8分別與排氣回熱加熱器9進氣口和熱水加熱器10進氣口連接，凝結器12的進氣口和出氣口經管道分別與熱水加熱器10出氣口和儲液罐18入口連接；中低溫煙氣排煙管路由煙氣換熱器4、熱水預熱器15、排煙風機17、以及將它們連接的管道構成，煙氣換熱器4入口接中低溫煙氣管道、出口經管道接熱水預熱器15進氣口，熱水預熱器15出氣口經排煙風機17和管道與煙囪連接；供熱熱水回路由熱水預熱器15內換熱管、回水泵16、熱用戶、熱水加熱器10內換熱管、以及將它們依次連接的管道構成；冷卻水回路由冷卻塔11、冷卻水循環泵13、凝結器12、以及將它們連接的管道構成，冷卻水循環泵13經管道連于凝結器12內換熱管入口和冷卻塔11底部出口之間，凝結器12內換熱管出口與冷卻塔11上端布水管連接。