[實用新型]一種防止ORC發電系統泵汽蝕的防護裝置

有效

• 申請號: 201720737041.8
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN206816566U
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 欒海峰;吳哲;宋月杰;張海瓊
• 申請（專利權）人: 哈爾濱廣瀚新能動力有限公司
• 主分類號: F04D29/66
• 分類號: F04D29/66;F04D29/58
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙)23209
• 代理人: 張偉

技術領域

本實用新型涉及發電系統的泵汽蝕防護技術領域，尤其涉及一種防止ORC發電系統泵汽蝕的防護裝置。

背景技術

為提高能源利用率，國家提出了“十三五”節能環保發展規劃，積極鼓勵余熱能源的開發與利用。作為國內新興熱電轉換技術，有機朗肯循環(簡稱ORC)發電系統具有利用熱源溫度低、系統工作壓力低、系統占地空間小、撬裝體方便運輸與安裝、較好的適應性及高效環保等優點，目前已成為國內余熱回收領域研究的熱點；

泵作為有機工質動力的來源，是ORC發電系統中重要設備之一；實際的使用過程中，由于轉速高流量大，容易出現汽蝕現象；泵的汽蝕現象是指，泵入口介質在葉輪進口處因壓力低于該處溫度對應的汽化壓力而汽化成為小氣泡，在流動中壓力變化使氣泡破裂、凝結，同時液體填充空穴發生碰撞形成水擊，導致葉片表面被沖蝕損壞；

對于汽蝕現象，其解決方法通常為降低泵高度，提升液位高度來增加泵入口的壓力，從而提升有效汽蝕余量，來避免汽蝕發生，但此方法對空間需求較大,1-2m的高度差才能起到防止汽蝕的作用，提高了土建成本，影響了ORC發電裝置小型撬裝體的布置方式，且往往因為受施工空間條件制約而無法實施；

此外，對過流部件表面進行處理，采用噴涂不銹鋼和環氧云鐵防腐涂料進行抗汽蝕修補，噴涂后漆膜堅韌、耐磨，表面硬度可達HRC60-70；這種方法雖然提高了泵的使用壽命，但無法解決泵發生汽蝕現象這一根本問題，無法解決汽蝕過程中泵的振動、噪聲及對系統穩定性的影響。

發明內容

本實用新型克服了上述現有技術的不足，提供了一種防止ORC發電系統泵汽蝕的防護裝置；本實用新型通過調節冷卻水流量改變換熱效果對有機工質溫度進行控制，來實現對有效汽蝕余量的控制，冷卻水使有機工質溫度降低，以保證有效汽蝕余量NPSH_a升高，解決泵的汽蝕問題，并且避免了改造空間的限制問題。

本實用新型的技術方案：

一種防止ORC發電系統泵汽蝕的防護裝置，包括冷凝器、工質儲液罐、冷卻水循環泵、工質泵、泵前冷卻換熱裝置；所述冷凝器和泵前冷卻裝置分別包括工質側流道和冷卻水流道，按照工質流動方向，所述冷凝器的工質側流道分別通過管路與系統工質側入口及工質儲液罐連接，所述工質儲液罐通過管路與泵前冷卻換熱裝置連接，所述泵前冷卻換熱裝置通過管路依次與所述工質泵和所述系統工質側出口連接，按照冷卻水流動方向，所述冷凝器的冷卻水流道通過管路分別與系統冷卻水側出口和泵前冷卻換熱裝置連接，所述泵前冷卻換熱裝置通過管路依次與所述冷卻水循環泵和系統冷卻水側入口連接。

進一步的，所述泵前冷卻換熱裝置與所述工質泵之間的管路上設置有壓力檢測單元和溫度檢測單元。

進一步的，所述工質泵與所述系統工質側出口之間的管路上設置有流量檢測單元。

進一步的，所述泵前冷卻換熱裝置為一組換熱器。

進一步的，所述壓力檢測單元為一組壓力傳感器。

進一步的，所述溫度檢測單元為一組溫度傳感器。

進一步的，所述流量檢測單元為一組體積流量計。

本實用新型相對于現有技術具有以下有益效果：

本實用新型通過調節冷卻水流量改變換熱效果對有機工質溫度進行控制，來實現對有效汽蝕余量的控制，冷卻水使有機工質溫度降低，以保證有效汽蝕余量NPSHa升高，解決泵的汽蝕問題，并且避免了改造空間的限制問題；

本實用新型通過設置溫度檢測單元、壓力檢測單元、流量檢測單元，通過測量信號計算產生冷卻水流量控制信號，實時調整冷卻水流量；

本實用新型能夠在ORC發電系統原有設備條件下，直接替換原有工質儲液罐，加裝泵前冷卻裝置，不僅可以對新建機組的泵進行設置，也可以對已經建成的系統進行加裝改造；

本實用新型的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過發明的實踐了解到。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖中：1-系統工質側入口；2-工質儲液罐；3-冷凝器；4-系統冷卻水側出口；5-系統冷卻水側入口；6-冷卻水循環泵；7-泵前冷卻換熱裝置；8-溫度檢測單元；9-壓力檢測單元；10-工質泵；11-流量檢測單元；12-系統工質側出口。

具體實施方式

以下將結合附圖對本實用新型進行詳細說明。