[發明專利]一種用于小溫差發電的熱力循環系統

無效

• 申請號: 201310408227.5
• 申請日: 2013-09-10
• 公開（公告）號: CN103410691A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 劉偉民;陳鳳云
• 申請（專利權）人: 國家海洋局第一海洋研究所
• 主分類號: F03G7/04
• 分類號: F03G7/04
• 代理公司: 青島海昊知識產權事務所有限公司 37201
• 代理人: 曾慶國

技術領域

本發明屬于發電設備技術領域，具體涉及一種用于小溫差發電的熱力發電系統，即一種適用于地熱、工業余熱、海洋溫差等小溫差發電的熱力循環系統。

背景技術

開發及回收低溫熱能資源，不僅能夠為人類提供寶貴的能源，且有利于保護環境，具有促進人類社會可持續發展的重要意義。目前利用熱源發電的熱力循環方法主要有：Rankine循環、Kalina循環，Uehara循環。

Rankin循環是最簡單的蒸汽動力循環，由泵、蒸發器、冷凝器、汽輪機組成。而對于地熱、工業余熱、海洋溫差能等均屬于低品位能源，若采用有機Rankine循環來發電，則系統發電效率較低。

Kalina循環技術是20世紀80年代提出的專利技術，由于循環中采用非共沸混合工質，蒸發過程中溫度不斷變化，使得蒸發過程中的不可逆熱損失大大降低，則提高了熱力循環效率，但循環中的仍有部分熱量未被充分回收利用。

對適用于小溫差發電，發電過程中存在工質熱量未被回收利用的問題，因此采用高效的熱力循環方法回收利用其中熱量，減少冷凝負荷，使得發電效率提高，發電成本大幅度降低，對于開發利用低品位能源及使其產業化尤為重要。

發明內容

本發明的目的是提供一種適用于地熱、工業余熱、海洋溫差等小溫差發電的熱力循環發電系統，包括一個主循環和兩個回熱支路，循環工質為氨水混合工質，氨水工質經分離器分離為氨氣和貧氨溶液，氨氣進入兩級透平膨脹做功發電，貧氨溶液分別預熱經過冷凝器和混合器之后的氨水溶液，減少了冷凝器的冷負荷，使熱力系統的循環效率得到提高。

本發明的用于小溫差發電的熱力循環系統，包括有主循環系統，所述的主循環系統為由氨儲液筒、蒸發器、分離器、帶有發電機的透平、吸收器和冷凝器組成的循環回路。

所述的透平為第一級透平和第二級透平。

所述的主循環系統，在循環回路上還安裝有不少于一個的回熱器；

上述的回熱器，為第一回熱器、第二回熱器和第三回熱器，其中第一回熱器安裝在氨儲液筒和蒸發器之間，第二回熱器安裝在氨儲液筒和第一回熱器之間，第三回熱器安裝在氨儲液筒和第二回熱器之間。

在主循環系統回路的第一回熱器和第二回熱器之間安裝有氨儲液混合筒；

在氨儲液筒和第三回熱器之間安裝有氨泵；

在氨儲液混合筒和第一回熱器之間安裝有氨工質泵；

為了增加效率，在本發明的小溫差發電的熱力循環系統中還安裝有第一回熱之路或第二回熱之路；

所述的第一回熱之路，是從分離器進入第一回熱器和第三回熱器，最后進入吸收器的通路。

第二回熱支路，是從第一級透平進入第二回熱器，最后進入氨儲液混合筒的通路。

本發明的用于小溫差發電的熱力循環系統的使用方法，是氨水工質在蒸發器中吸熱蒸發、進入分離器分離為氨氣和貧氨溶液，氨氣先后進入第一級透平和第二級透平做功，帶動發電機發電，做功后的乏汽與貧氨溶液混合進入吸收器，然后進入冷凝器被冷海水冷凝為液態進入氨儲液筒，氨儲液筒內的液態氨進入第三回熱器，吸收貧氨溶液熱量，然后進入第二回熱器，在此與回熱支路中第一級透平后抽出的乏汽混合形成主循環中的氨水工質進入氨儲液筒，氨水工質又相繼通過第一回熱器和蒸發器中吸熱蒸發，完成一個封閉循環；第一回熱支路開始于分離器，貧氨溶液進入第一回熱器和第三回熱器，完成一次回熱進入吸收器，與透平乏汽混合；第二回熱支路則開始于第一級透平的出口，第一級透平后抽出小部分乏汽在第二回熱器中與冷凝器中出來的工質混合，成為主循環中的氨水工質溶液完成循環。

本發明的用于小溫差發電的熱力循環系統通過第一回熱器、第二回熱器后，采用的第三回熱器能更好的充分回收貧氨溶液中的熱量，從而能提高系統熱量利用率，提高發電效率。

附圖說明

圖1：本發明的熱力循環系統的流程圖。

其中：1、氨儲液筒2、氨泵3、第三回熱器4、第二回熱器5、第一級透平6、氨儲液混合筒7、氨工質泵8、第一回熱器9、蒸發器10、分離器11、第二級透平12、發電機13、吸收器14、冷凝器。

具體實施方式

首先對于本發明用于小溫差發電的熱力循環系統所使用的部件進行描述。

1、氨儲液筒，用于儲存被冷凝器之后的氨水工質的金屬罐。

2、氨泵，提供動力使氨水工質由氨儲液筒1進入第三回熱器3，完成循環。

3、第三回熱器，即熱交換器，用于氨水工質與貧氨溶液的熱量交換，吸收貧氨溶液熱量。