[實用新型]串級式有機朗肯循環發電系統

有效

• 申請號: 201821288525.X
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN208702471U
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 湯炎;江振斌
• 申請（專利權）人: 浙江開山能源裝備有限公司
• 主分類號: F01K13/02
• 分類號: F01K13/02;F01K11/02;F01K25/10;F01K27/02;F01D15/10
• 代理公司: 上海金盛協力知識產權代理有限公司 31242
• 代理人: 王松

本實用新型揭示了一種串級式有機朗肯循環發電系統，包括液體泵、壓力變送器、第一調節閥、第一預熱器、第一蒸發器、第一膨脹機、發電機、冷凝器、第二調節閥、第二預熱器、第二蒸發器、第二膨脹機；所述發電機為雙輸出軸發電機，發電機分別連接第一膨脹機、第二膨脹機。本實用新型采用一臺工質泵，工質泵由變頻電動機驅動，PLC通過工質泵出口的壓力變送器信號，控制變頻電動機的頻率來保證工質泵的出口壓力穩定。PLC根據高溫蒸發器和低溫蒸發器各自的液位變送器信號分別控制兩個流量調節閥開度來實現液位穩定。本實用新型提出的串級式有機朗肯循環發電系統，通過一個液體泵為兩個子循環系統提供動力，可有效節約成本。

技術領域

本實用新型屬于余熱發電技術領域，涉及一種發電系統，尤其涉及一種串級式有機朗肯循環發電系統。

背景技術

請參閱圖2，圖2為一個典型的有機朗肯循環(Organic Rankin Cycle，ORC)系統，包括膨脹機1’、發電機2’、蒸發器3’、液體泵4’、冷凝器5’。

低溫低壓的液體制冷工質在液體泵4’中被升壓；然后進入蒸發器3’被加熱汽化，直至成為過熱氣體(高溫高壓)后，進入膨脹機1’膨脹做功，驅動發電機2’發電。做功后的低溫低壓氣體進入冷凝器5’被冷卻凝結成液體；再回到液體泵4’中，完成一個循環。

對于有機朗肯循環而言，熱流體和環境溫度之間的溫差越大，熱效率越高。然而，現有有機朗肯循環系統，只包括一組有機朗肯循環單元(即僅包括一個膨脹機、一個發電機、一個蒸發器、一個液體泵、一個冷凝器)；熱源通常只連接一個蒸發器，系統的熱效率還有待進一步提高。

此外，由于膨脹機的大小有一定限制，為了能充分利用熱源的能量，一些系統中將若干組有機朗肯循環單元并聯，如圖3所示，但依然沒有解決系統熱效率較低的問題。

而后，為了克服上述缺陷，本申請人設計了一種串級式有機朗肯循環發電方式，如中國專利CN2016200112707，揭示了一種串級式有機朗肯循環系統，包括：第一ORC子系統、第二ORC子系統；第一ORC子系統、第二ORC子系統均包括蒸發器、預熱器、液體泵、冷凝器、膨脹機、發電機；所述發電機為同步或者為異步雙出軸電機，第一ORC子系統與對應的第二ORC子系統共用一部發電機；第一ORC子系統與對應的第二ORC子系統共用同一個冷凝器；有機朗肯循環系統采用高溫熱流體作為熱源，熱流體經過第一蒸發器后，一部分經過第一預熱器流出；另一部分進入第二ORC子系統，并依次通過第二ORC子系統的第二蒸發器與第二預熱器。本實用新型提出的串級式有機朗肯循環系統，可大幅提高系統熱效率。具體組成可參閱圖4。然而，申請人在生產過程中，認為上述系統的成本較高，在一定程度上影響了其的廣泛應用。

有鑒于此，如今迫切需要設計一種新的發電方式，以便克服現有發電方式存在的上述缺陷。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種串級式有機朗肯循環發電系統，可有效節約成本。

為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：

一種串級式有機朗肯循環發電系統，所述發電系統包括：PLC系統、液體泵、第一調節閥、第一預熱器、第一蒸發器、第一膨脹機、發電機、冷凝器、第二調節閥、第二預熱器、第二蒸發器、第二膨脹機；所述發電機為雙輸出軸發電機，發電機分別連接第一膨脹機、第二膨脹機；

所述液體泵出口管路上安裝有壓力變送器，低溫低壓的液體制冷工質經過液體泵的壓力變送后升壓；

所述壓力變送器連接所述PLC系統，所述PLC系統根據壓力變送器數值大小來控制驅動液體泵的變頻電機的頻率，從而控制液體泵的出口壓力；

所述第一管路連接第一預熱器，第一預熱器連接第一蒸發器；所述第一蒸發器連接第一膨脹機，將經過氣化的過熱氣體輸送至第一膨脹機膨脹做功，驅動雙輸出軸發電機發電；所述第一膨脹機連接冷凝器，冷凝器連接液體泵；