[發明專利]一種基于蒸發冷卻裝置的余熱發電系統

在審

• 申請號: 201711406279.3
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN107910985A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 王宇;阮琳;李振國
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: H02K7/18
• 分類號: H02K7/18;H02K16/04;H02K9/20;F25B27/02
• 代理公司: 北京君泊知識產權代理有限公司11496
• 代理人: 王程遠,胡玉章

1.一種基于蒸發冷卻裝置的余熱發電系統，其特征在于，包括：

冷凝器(40)、蒸氣發生裝置(20)、發電裝置(30)、循環主管路(10)；其中，所述循環主管路(10)將冷凝器(40)、蒸氣發生裝置(20)和發電裝置(30)串聯成回路，且冷卻介質依次從冷凝器(40)流入蒸氣發生裝置(20)和發電裝置(30)，再返回至冷凝器(40)；

所述冷凝器(40)，分別連接所述循環主管路(10)的入口、出口和冷卻水管路的入口、出口；所述冷凝器(40)用于對冷卻介質進行冷卻；

所述蒸氣發生裝置(20)，包括發熱元件與冷卻設備；所述冷卻設備內部具有冷卻介質，所述冷卻設備與發熱元件進行換熱，同時產生蒸氣；所述發電裝置(30)利用產生的蒸氣發電。

2.根據權利要求1所述基于蒸發冷卻裝置的余熱發電系統，其特征在于，所述蒸氣發生裝置(20)與所述發電裝置(30)之間串聯再熱器(50)，再熱器(50)與發熱元件中的高溫部件緊密結合。

3.根據權利要求2所述基于蒸發冷卻裝置的余熱發電系統，其特征在于，在循環主管路(10)上還設置有回熱管路(70)，所述回熱管路(70)與所述蒸氣發生裝置(20)并聯。

4.根據權利要求3所述基于蒸發冷卻裝置的余熱發電系統，其特征在于，在循環主管路(10)上還設置有發電機保護管路(60)，所述發電機保護管路(60)與所述發電裝置(30)并聯。

5.根據權利要求1所述基于蒸發冷卻裝置的余熱發電系統，其特征在于，所述發電裝置(30)包括依次連接的發電機(310)、整流器(320)和蓄電池(330)。

6.根據權利要求5所述基于蒸發冷卻裝置的余熱發電系統，其特征在于，所述發電機(310)為盤式永磁發電機，其設有三個獨立腔室：中間腔室、左腔室和右腔室；所述中間腔室中包含有轉子(3170)、左側定子(3130)和右側定子(3180)，所述左側定子(3130)和右側定子(3180)上均設有定子繞組，為繞線結構；所述中間腔室連接排氣管(3140)和進氣管(3150)，所述中間腔室還作為余熱發電系統主回路的一部分，流過的過熱蒸氣推動所述轉子(3170)旋轉，使兩側定子繞組產生感應電流，所述感應電流通過定子引接線從兩側定子繞組引出至密封轉接端子(3190)，進而引出發電機，進入所述整流器(320)；所述左腔室和右腔室為定子冷卻腔室，其出入口分別連接定子冷卻出氣管(3120)和定子冷卻進液管(3160)；發電機冷卻介質通過所述定子冷卻進液管(3160)流入兩個腔室，通過所述定子冷卻出氣管(3120)流出兩個腔室，連接所述發電機(310)的冷卻回路為兩側定子繞組進行冷卻。

7.根據權利要求6所述基于蒸發冷卻裝置的余熱發電系統，其特征在于，所述轉子(3170)由軸(31710)、磁鋼(31720)、轉子鐵芯(31730)和葉片(31740)組成；轉子通過所述軸(31710)被左側定子(3130)和右側定子(3180)軸向固定，轉子鐵芯(31730)嵌套在軸(31710)上，所述轉子鐵芯(31730)中設有若干孔洞以滿足隔磁和輕量化的需求，所述磁鋼(31720)為永磁材料，磁鋼(31720)鑲嵌在轉子鐵芯(31730)中構成磁極；所述轉子鐵芯(31730)的外圓周上固定有葉片(31740)，當過熱蒸氣流入發電機中間腔室時，推動所述葉片(31740)旋轉，帶動轉子(3170)旋轉發電。

8.根據權利要求6所述基于蒸發冷卻裝置的余熱發電系統，其特征在于，所述左側定子(3130)和右側定子(3180)構成發電機的所述中間腔室的腔體和封蓋；在左側定子(3130)和右側定子(3180)上的未設置線圈側加裝翅片以輔助定子散熱。

9.根據權利要求6所述基于蒸發冷卻裝置的余熱發電系統，其特征在于，所述發電機(310)的冷卻回路中設置發電機冷卻用冷凝器(830)或所述發電機(310)的冷卻回路與循環主管路公用的冷凝器(40)。

10.根據權利要求1所述基于蒸發冷卻裝置的余熱發電系統，其特征在于，所述蒸氣發生裝置(20)的發熱元件與冷卻設備貼合，貼合面的間隙加入導熱硅脂；所述蒸氣發生裝置(20)水平放置，或豎直放置，或傾斜放置。