[發明專利]一種有機朗肯循環發電裝置

在審

• 申請號: 201710664364.3
• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN109386332A
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 張涌;張立文
• 申請（專利權）人: 北京歐華綠色科技有限公司
• 主分類號: F01K25/10
• 分類號: F01K25/10;F01K9/00;F01K13/00
• 代理公司: 北京慧誠智道知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11539
• 代理人: 殷炳蕾

本發明涉及一種有機朗肯循環發電裝置，包括蒸發器、氣液分離器、膨脹機、發電機、回熱器、蒸發式冷凝器組件、儲液器、和工質泵；蒸發式冷凝器組件由大流量軸流風機、高效脫水器、帶大流量噴淋嘴的水分配器、外套親水鋁翅片的高效內螺紋冷凝盤管、PVC耦合濕簾熱交換層、循環水泵、自動補水裝置、集水器、防濺水進風格柵、箱體組成。本發明通過采用蒸發式冷凝器組件，使裝置的ORC理論效率提高5％以上，同時大大降低了冷卻水循環水泵功耗以及風機功耗。蒸發冷凝器組件的耗水率也僅為傳統裝置冷卻塔耗水率的10％以下，由于一體化設計，使得系統占地面積減小。提高了凈發電量，減少了水資源消耗，大大縮短投資回收期。

技術領域

本發明涉及有機朗肯循環(Organic Rankine Cycl e，ORC)發電技術領域，具體涉及一種有機朗肯循環發電裝置

背景技術

能源短缺、環境污染已發展為世界范圍的問題，節能減排、降低能耗、提高能源的綜合利用率，是解決能源問題的根本途徑。如何合理高效利用工業余熱、地熱能、太陽能、生物質能及海洋能，已成為節能減排工作的重要內容。在工業余熱、地熱能、太陽能、生物質能及海洋能中，其中的品位較低的低溫能源占了其中很大一部分，目前國際上對于利用300℃以下甚至更低的低溫熱能，一般采用的方法是有機朗肯循環(Organic Rankine Cycle，ORC)發電技術。有機朗肯循環是以低沸點有機物為工質的朗肯循環，其工作原理如圖3所示；有機工質在蒸發器2中蒸發，從熱源1(工業余熱、地熱能、太陽能、生物質能及海洋能)中吸收熱量，生成具有一定壓力和溫度的蒸氣，經過氣液分離器3后，確保蒸氣不帶液進入膨脹機4膨脹做功，從而帶動發電機5發電，從透平排出的降壓降溫后的蒸氣先經過回熱器6預冷，再在冷凝器21中向冷卻水放熱，凝結成液態，進入到儲液器8，最后再通過工質泵9加壓后重新回到蒸發器2，如此不斷地循環，從而實現利用較低溫度熱能發電的目的，其中冷卻水通過冷卻水循環泵22送至冷卻塔23，并通過冷卻塔水的蒸發最終將熱量散至空氣10中，冷卻后的水回到冷凝器21中。

有機朗肯循環發電裝置的凈發電量，受冷熱源溫度的影響(對同一工質來說，溫差越大，發電效率越高)，同時還需要扣除裝置的自耗功。系統凈發電量越高，其他消耗越少，則整個系統的投資回收期越短。傳統的有機朗肯循環裝置，由于采用冷卻塔進行冷卻，其冷卻水溫度將受空氣濕球溫度的影響，一般冷卻塔濕球逼近溫度大于4℃，則冷卻水進入冷凝器的溫度至少高于空氣濕球溫度4℃，若冷凝器冷卻水設計溫升為8℃，再考慮冷凝器的換熱溫差，則有機工質的冷凝溫度至少要高于空氣濕球溫度15℃。裝置的自耗功包括工質泵、冷卻水循環泵和冷卻塔風機的功耗，一般傳統有機朗肯循環裝置冷卻水循環量大，且冷卻塔放置由于現場原因離冷凝器較遠，冷卻水泵揚程高，冷卻水泵的功耗較大，同時，耗水率約為冷卻水循環量的1.5％。

發明內容

本發明的目的是提高傳統有機朗肯循環發電裝置的效率及凈發電量。

為實現上述目的，本發明提供了一種有機朗肯循環發電裝置。

一種有機朗肯循環發電裝置，包括蒸發器、氣液分離器、膨脹機、發電機、回熱器、蒸發式冷凝器組件、儲液器和工質泵，其中熱源和蒸發器的熱源流入口相連，蒸發器的熱源流出口與氣液分離器相連，氣液分離器與膨脹機相連，膨脹機帶動發電機發電，同時，膨脹機與回熱器第一端相連，回熱器第二端蒸發器相連，回熱器的第三端與蒸發式冷凝器組件的一端相連，蒸發式冷凝器組件的另一端與儲液器相連，儲液器通過工質泵與回熱器的第四端相連；

其中，所述蒸發式冷凝器組件包括:軸流風機、脫水器、水分配器、冷凝盤管、PVC耦合濕簾熱交換層、循環水泵、自動補水裝置、集水器、防濺水進風格柵、箱體；所述箱體內，從頂部向下依次安裝有軸流風機、脫水器、水分配器、冷凝盤管、PVC耦合濕簾熱交換層以及集水器，所述集水器通過循環水泵與水分配器相連，所述集水器頂部兩側裝有防濺水進風格柵；