[發(fā)明專利]低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210244845.6
• 申請日: 2012-07-16
• 公開（公告）號: CN102733871A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏新利;馬新靈;孟祥睿;王慧
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州大學(xué)
• 主分類號: F01K25/10
• 分類號: F01K25/10
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41117
• 代理人: 黃軍委

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)，具體的說，涉及了一種低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)

有機(jī)朗肯循環(huán)是以低沸點(diǎn)有機(jī)物為工質(zhì)的閉式朗肯循環(huán)，由于其蒸發(fā)和冷凝溫度較低、熱效率高及設(shè)備相對簡單，被認(rèn)為是一種有效的低溫余熱發(fā)電技術(shù)。如圖1所示：傳統(tǒng)的有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)由蒸發(fā)器1、膨脹機(jī)3、與所述膨脹機(jī)3連接的發(fā)電機(jī)4、冷凝器6和工質(zhì)泵7五個主要設(shè)備組成。液態(tài)工質(zhì)在蒸發(fā)器中從低溫?zé)嵩?中吸收熱量產(chǎn)生有機(jī)蒸氣，有機(jī)蒸氣推動膨脹機(jī)旋轉(zhuǎn)做功，帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，在膨脹機(jī)內(nèi)做完功的乏氣進(jìn)入冷凝器中重新被冷卻為液體，由工質(zhì)泵升壓后打入蒸發(fā)器，完成一個動力循環(huán)。由于回收的是低溫?zé)嵩吹臒崃浚@種循環(huán)系統(tǒng)的效率較低。

傳統(tǒng)的有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的熱效率：

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其中，w_e表示膨脹機(jī)輸出功量，w_p表示工質(zhì)泵消耗功量，h₁表示工質(zhì)進(jìn)入蒸發(fā)器前的焓值，h₂表示工質(zhì)經(jīng)過蒸發(fā)器后的焓值，表示工質(zhì)經(jīng)過膨脹機(jī)后的焓值，h₅表示工質(zhì)進(jìn)入冷凝器后的焓值，η₁表示循環(huán)系統(tǒng)的熱效率。

根據(jù)傳統(tǒng)有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的研究情況，工質(zhì)泵消耗的功量w_p相比膨脹機(jī)輸出的功w_e來說，要小得多，可忽略不計(jì)。所以，上述式子可簡化為：

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對于120℃的熱源，系統(tǒng)的熱效率只有8%左右。為了解決循環(huán)系統(tǒng)效率低下的問題，人們一直在尋求理想的技術(shù)解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供一種設(shè)計(jì)科學(xué)、實(shí)用性強(qiáng)、發(fā)電效率高和低溫余熱利用率高的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)，包括蒸發(fā)器、膨脹機(jī)、與所述膨脹機(jī)連接的發(fā)電機(jī)、冷凝器、工質(zhì)泵和噴射器，其中，所述工質(zhì)泵的出口連接所述蒸發(fā)器的進(jìn)口，所述蒸發(fā)器的出口與所述膨脹機(jī)的入口連接，所述工質(zhì)泵的出口或所述蒸發(fā)器的出口連接所述噴射器的高壓入口，所述膨脹機(jī)的出口與所述噴射器的低壓入口連接，所述噴射器的中壓出口與所述冷凝器的入口連接，所述冷凝器的出口與所述工質(zhì)泵的入口連接。

本發(fā)明相對現(xiàn)有技術(shù)具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步，具體的說，本發(fā)明在傳統(tǒng)的有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加了噴射器，所述噴射器的高壓入口連接所述工質(zhì)泵的出口或所述蒸發(fā)器的出口，所述噴射器的低壓入口連接所述膨脹機(jī)的出口，所述噴射器的中壓出口連接所述冷凝器的入口，利用該噴射器使得膨脹機(jī)出口乏氣的壓力低于傳統(tǒng)有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)膨脹機(jī)出口乏氣的壓力，從而使膨脹機(jī)的膨脹比變大，膨脹機(jī)出口的工質(zhì)焓值降低，單位工質(zhì)的做功能力變大；另一方面，通過噴射器中壓出口的混合流體的壓力也會升高，即，進(jìn)入冷凝器的工質(zhì)的壓力升高，則工質(zhì)在工質(zhì)泵中的壓升降低，使得工質(zhì)泵的耗功量減少，單位質(zhì)量工質(zhì)的凈做功量增加，進(jìn)而，提高了整個系統(tǒng)的工作效率；其具有設(shè)計(jì)科學(xué)、實(shí)用性強(qiáng)、發(fā)電效率高和低溫余熱利用率高的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是傳統(tǒng)有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是實(shí)施例1中本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是實(shí)施例2中本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

如圖2所示，一種低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)，它包括蒸發(fā)器1、膨脹機(jī)3、冷凝器6、工質(zhì)泵7和噴射器5，其中，所述工質(zhì)泵7的出口分別連接所述蒸發(fā)器1的工質(zhì)進(jìn)口和所述噴射器5的高壓入口，所述蒸發(fā)器1的工質(zhì)出口與所述膨脹機(jī)3的入口連接，所述膨脹機(jī)3的出口與所述噴射器5的低壓入口連接，所述膨脹機(jī)3連接發(fā)電機(jī)4，所述噴射器5的中壓出口與所述冷凝器6的入口連接，所述冷凝器6的出口與所述工質(zhì)泵7的入口連接。

該系統(tǒng)采用閉式朗肯循環(huán)，使用有機(jī)物液態(tài)R245fa代替水作為循環(huán)工質(zhì)，提高換熱效率，有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入所述蒸發(fā)器1從所述低溫?zé)嵩?中迅速吸熱汽化。