[發明專利]高熱效率中低溫余熱有機郎肯動力循環發電機系統

在審

• 申請號: 201410435945.6
• 申請日: 2014-09-01
• 公開（公告）號: CN104329130A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 黃守道;郭超;王家堡;羅德榮;王輝;高劍;黃晟;廖武
• 申請（專利權）人: 黃守道
• 主分類號: F01K25/08
• 分類號: F01K25/08;F01K11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于新型的中低溫余熱回收和高效率轉換領域，具體涉及一種高熱效率中低溫余熱有機郎肯動力循環發電機系統。

背景技術

我國工業的快速發展是建立在能源的一次利用的基礎上，但是很多能源的利用率并不高。中低溫余熱有機郎肯動力循環發電機系統熱能回收利用的一種方式，將利用生產過程中多余的廢氣、廢液以及地熱等的熱能轉換為電能的技術，但是目前對中溫(溫度介于200℃-650℃之間)、低溫(溫度在230℃以下)的余熱的熱利用率較低，不僅造成了大量能源資源的浪費，也給環境造成了很大的污染和破壞。

發明內容

本發明的目的是針對目前現有中低溫余熱有機郎肯動力循環發電機系統熱利用率較低的問題，提供一種高熱效率中低溫余熱有機郎肯動力循環發電機系統發電系統，通過增加一套回熱裝置，使發電系統實現高效率、可靠性更高的運行。

為了實現以上目的，本發明采用以下技術方案：

高熱效率中低溫余熱有機郎肯動力循環發電機系統，包括：冷凝器、回熱器、膨脹機、變流裝置、發電機、蒸發器、工質泵和儲液罐；所述冷凝器的出口連接儲液罐再經工質泵連接到回熱器；所述渦輪膨脹機的入口經管路與蒸發器出口相連，渦輪膨脹機的出口通過管路接入到回熱器，所述回熱器設置有兩個出口并分別連接到冷凝器、蒸發器；所述渦輪膨脹機緊固在發電機軸伸端，變流裝置與發電機連接，渦輪膨脹機驅動發電機轉子旋轉進行能量轉換，再經變流裝置變換后對外輸出電能。

進一步，所述工質泵將儲液罐中的低溫低壓有機工質高壓泵入到回熱器中與已做功乏氣的余熱進行能量交換；所述蒸發器通過定壓吸熱方式將有機工質加熱，有機工質通過吸熱發生相變由液態變為氣態；渦輪膨脹機里的有機工質發生的是膨脹過程，氣態的有機工質急速膨脹驅動渦輪膨脹機旋轉，進而驅動發電機的旋轉轉換成電能，再經變流裝置對外輸出所需的電能；回熱器中泵入的高壓做功介質與已做功乏氣的余熱進行熱能轉換，最后回到冷凝器內部定壓放熱，由氣態恢復到液態。

本發明與現有技術相比，具有如下優點：

本發明提供的高熱效率中低溫余熱有機郎肯動力循環發電機系統，通過回熱器再次利用已做功的乏氣余溫對泵入的高壓低溫做功介質進行預熱，進行熱能量的交換，從而使進入蒸發器的做功介質溫度升高，減少了蒸發器的換熱面積和制造成本；另外已做功的乏氣余溫在回熱器中還與泵入的高壓做功介質進行能量交換，使進入冷凝器的做功介質溫度也降低了，從而提高了冷凝器的冷凝效果；已做功的乏氣和將要做功的介質發生熱能量相互交換和利用，不僅降低了回熱器和冷凝器的制造成本，也提高了整個系統的熱利用率。

附圖說明

圖1高熱效率中低溫余熱有機郎肯動力循環發電機系統的示意圖。

圖中：1、冷凝器，2、回熱器，3、渦輪膨脹機，4、變流裝置，5、發電機，6、蒸發器，7、工質泵，8、儲液罐。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明的內容做進一步詳細說明。

如圖1所示，本發明實施例的高熱效率中低溫余熱有機郎肯動力循環發電機系統，包括：冷凝器1、回熱器2、膨脹機3、變流裝置4、發電機5、蒸發器6、工質泵7和儲液罐8；冷凝器1的出口連接儲液罐8再經工質泵7連接到回熱器2；所述渦輪膨脹機3的入口經管路與蒸發器6出口相連，渦輪膨脹機3的出口通過管路接入到回熱器2，所述回熱器2設置有兩個出口并分別連接到冷凝器1、蒸發器6；所述渦輪膨脹機3緊固在發電機5軸伸端，變流裝置4與發電機5連接，渦輪膨脹機3驅動發電機5轉子旋轉進行能量轉換，再經變流裝置4變換后對外輸出電能，渦輪膨脹機的結構型式為徑向軸流式結構。

工質泵7將儲液罐8中的低溫低壓有機工質高壓泵入到回熱器2中與已做功乏氣的余熱進行能量交換；蒸發器6通過定壓吸熱方式將有機工質加熱，有機工質通過吸熱發生相變由液態變為氣態；渦輪膨脹機3里的有機工質發生的是膨脹過程，氣態的有機工質急速膨脹驅動渦輪膨脹機3旋轉，進而驅動發電機5的旋轉轉換成電能，再經變流裝置4對外輸出所需的電能；回熱器2中泵入的高壓做功介質與已做功乏氣的余熱進行熱能轉換，最后回到冷凝器1內部定壓放熱，由氣態恢復到液態。

本發明實施例的循環發電機系統的工作過程如下：工質泵7將儲液罐8中的有機工質加壓泵入到回熱器2中對工質進行預熱，再進入蒸發器6里；從蒸發器6出來高溫高壓的工質進入渦輪膨脹機3里，然后從排氣口出來進入回熱器2中與泵入的工質進行熱交換，再回到冷凝器1，最后回到儲液罐8，從而完成一個循環。

上列詳細說明是針對本發明可行實施例的具體說明，該實施例并非用以限制本發明的專利范圍，凡未脫離本發明所為的等效實施或變更，均應包含與本案的專利范圍中。