[實用新型]一種提高有機朗肯循環發電能力的系統

有效

• 申請號: 201920462579.1
• 申請日: 2019-04-08
• 公開（公告）號: CN209875240U
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 李新國;吳曉松;高冠怡;弭慧惠;李志游;李慶
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F01K25/10
• 分類號: F01K25/10;F01K13/00;F01K13/02;F01K27/00
• 代理公司: 12201 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 程小艷

本實用新型公開了一種提高有機朗肯循環發電能力的系統。系統具體連接與工作流程為：預熱器、蒸發器、膨脹機、噴射泵、冷凝器、工質泵串接構成主循環回路。預熱器、噴射泵、冷凝器、工質泵串接構成輔循環回路。預熱器出口工質分為主、輔兩循環回路。通過調節主、輔兩回路工質流量的比例，調節工質吸熱部分傳熱窄點的位置，使傳熱窄點下移，降低熱源的出口溫度，增大熱源的放熱量，以提高循環的做功能力。同時噴射泵出口工質的干度可調，增強工質與冷源之間的傳熱匹配性。該系統增大了有機朗肯循環的發電能力和傳熱過程匹配性，減少了有效能損失。

技術領域

本實用新型屬于中低溫熱源發電技術領域，具體涉及一種在常規有機朗肯循環系統的基礎上增設噴射泵調節傳熱窄點以提高有機朗肯循環發電能力的系統。

背景技術

隨著社會的發展，現代社會對傳統能源的依賴日益加重，但是傳統能源的儲備有限，可持續能源太陽能，地熱能進入人們的視野。同時，人們對自然資源的利用以及傳統能源對環境造成的污染上的認知逐漸提高，將太陽能、風能、水能以及低溫余熱等這類低品位能源用于發電的系統逐漸興起。低品位能源既能保證輸出電能的總量，又可以通過將余熱進行回收從而減少對環境污染，同時提高能源利用率。但是由于低品位能源與環境溫度之間的溫差較小，如將這種系統用于膨脹機做功發電，則循環工質的壓差不能滿足系統運行的需要，從而蒸汽推動膨脹機做功能力低。并且常規有機朗肯循環采用工質的工質曲線和傳熱窄點限制了輸出功的極限，不能將低品位熱源的能量完全利用。于是，本實用新型公開了一種可調節傳熱窄點以提高有機朗肯循環發電能力的系統。

實用新型內容

本實用新型是在常規有機朗肯循環基礎上，提出一種從預熱器出口將工質分為主、輔兩循環回路，調節傳熱窄點以提高有機朗肯循環發電能力的系統。

為實現上述目的，本實用新型提出的技術方案是一種提高有機朗肯循環發電能力的系統，在常規有機朗肯循環基礎上，調節傳熱窄點，在膨脹機與冷凝器之間串接一個噴射泵，預熱器出口工質分為主、輔兩循環回路；

預熱器、蒸發器、膨脹機、噴射泵、冷凝器、工質泵串接構成主循環回路；

預熱器、噴射泵、冷凝器、工質泵串接構成輔循環回路。

本實用新型方法具體流程步驟如下：

1)冷凝器出口的飽和液態工質經由工質泵加壓到蒸發壓力、流經預熱器后將工質加熱到飽和液體狀態或非飽和液體狀態；

2)該狀態下工質分流成兩部分質量流量不同的工質流：

一部分流經主回路通過蒸發器加熱；

另一部分流經輔回路，作為噴射泵的工作流體進入噴射泵；

3)通過蒸發器的流體被加熱到飽和氣體狀態再通過膨脹機等熵膨脹做功帶動發電機發電；經膨脹后的排氣作為被引射蒸汽進入噴射泵吸入口；

上述步驟3)中噴射泵的工作流體與膨脹后的排氣在噴射泵內混合、擴壓后排出；

4)進入冷凝器進行冷卻，再經工質泵加壓流經預熱器形成一個循環過程。

本實用新型的有益效果是：本實用新型使膨脹機背壓降低，工作壓差增大，做功能力增強。另外，將預熱器出口工質分為主、輔兩循環回路。通過調節主、輔兩回路工質流量的比例，調節吸熱部分工質傳熱窄點的位置，使傳熱窄點下移，降低熱源的出口溫度，增大熱源的放熱量和工質與熱源的傳熱匹配性，以提高循環的做功能力。同時噴射泵出口工質的干度可調，增強工質與冷源之間的傳熱匹配性。該系統增強了有機朗肯循環發電能力和傳熱過程匹配性，減少了有效能的損失。

附圖說明

圖1為本實用新型系統示意圖；

圖2為本實用新型系統的工質溫熵圖。