[發明專利]一種可移動式聯合循環發電系統

在審

• 申請號: 202010972942.1
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112112735A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 邢暢;劉栗;邱朋華;沈聞凱;陳希葉;張林瑤;呂亞錦;胡啟明;劉健;盧成
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: F02C6/00
• 分類號: F02C6/00;F02C3/04;F01K23/10;F01K11/02;F01D15/10;F04D25/16;F23R3/12;F23R3/28;H02K7/18
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 王海婷

本發明創造提供了一種可移動式聯合循環發電系統，包括單級微型燃氣輪機發電子系統、雙級有機朗肯循環發電子系統和電池組，單級微型燃氣輪機發電子系統包括Ⅰ級壓氣機、Ⅱ級壓氣機、燃燒室、透平、回熱器、換熱器一、換熱器二、空冷發電機一、轉子一和燃料泵；雙級有機朗肯循環發電子系統包括Ⅰ級驅動泵、Ⅱ級驅動泵、Ⅰ級循環工質、Ⅱ級循環工質、蒸發器、Ⅰ級膨脹機、Ⅱ級膨脹機、冷凝器、冷凝泵、燃料箱、轉子二和空冷發電機二；空冷發電機一和空冷發電機二均向電池組供電，電池組向用電側供電。本發明創造系統流程簡單，具有高度集成化特性，操作方便，調節范圍廣，污染物排放低，可針對不同的燃料和環境條件，實現發電效率的提高。

技術領域

本發明創造屬于發電技術領域，尤其是涉及一種可移動式聯合循環發電系統。

背景技術

電能在能源梯級利用中屬于高階能源，提高發電效率是每個發電系統所追求的目標。受限于裝備尺寸和重量，可移動式發電系統的發電功率普遍在百千瓦級別，并且由于可移動式發電系統的運行溫度和壓力比固定式發電系統低很多，這導致了可移動式發電系統的發電效率很低，各可移動式發電系統在簡單循環條件下的發電效率很難超過20％。因此，針對可移動式發電系統較低的運行溫度和壓力條件，考慮其系統高度集成化要求，有必要提出一種在保證系統移動性的基礎上實現發電效率提高的一種可移動式聯合循環發電系統。

發明內容

有鑒于此，本發明創造旨在提出一種可移動式聯合循環發電系統，系統流程簡單，具有高度集成化特性，操作方便，調節范圍廣，污染物排放低，可針對不同的燃料和環境條件，實現發電效率的提高。

為達到上述目的，本發明創造的技術方案是這樣實現的：

一種可移動式聯合循環發電系統，包括單級微型燃氣輪機發電子系統、雙級有機朗肯循環發電子系統和電池組，所述的單級微型燃氣輪機發電子系統包括Ⅰ級壓氣機、Ⅱ級壓氣機、燃燒室、透平、回熱器、換熱器一、換熱器二、空冷發電機一、轉子一和燃料泵；所述雙級有機朗肯循環發電子系統包括Ⅰ級驅動泵、Ⅱ級驅動泵、Ⅰ級循環工質、Ⅱ級循環工質、蒸發器、Ⅰ級膨脹機、Ⅱ級膨脹機、冷凝器、冷凝泵、燃料箱、轉子二和空冷發電機二；

所述的Ⅰ級壓氣機、Ⅱ級壓氣機、透平和空冷發電機一依次排布并共用轉子一；所述Ⅰ級膨脹機、Ⅱ級膨脹機和空冷發電機二依次排布并共用轉子二；

Ⅰ級壓氣機的進氣口連通空氣，加壓后的空氣分成冷卻空氣和做功空氣，Ⅰ級壓氣機的出氣口分別與換熱器一的熱流體入口和換熱器二的熱流體入口連通；換熱器一的熱流體出口排出降溫后的冷卻空氣，換熱器一的冷流體入口與燃料泵出口連通，換熱器一的冷流體出口與燃燒室連通；換熱器二的熱流體出口與Ⅱ級壓氣機的進氣口連通，Ⅱ級壓氣機的出氣口與回熱器的冷流體入口連通，回熱器的冷流體出口與燃燒室連通，燃燒室所生成的高溫燃氣進入透平做功，透平的出氣口與回熱器的熱流體入口連通，回熱器的熱流體出口與蒸發器的熱流體入口連通，蒸發器的熱流體出口與大氣連通；

燃料箱給燃料泵提供燃料，所述燃料箱與冷凝泵連通，所述冷凝泵與冷凝器的冷流體入口連通，經過冷凝泵的燃料為冷凝工質，冷凝器的冷流體出口與燃料箱的入口連通，冷凝器的高溫冷凝段與Ⅰ級驅動泵、換熱器二的高溫換熱段、蒸發器的高溫蒸發段和Ⅰ級膨脹機依次連通構成Ⅰ級循環工質的循環回路，冷凝器的低溫冷凝段與Ⅱ級驅動泵、換熱器二的低溫換熱段、蒸發器的低溫蒸發段和Ⅱ級膨脹機依次連通構成Ⅱ級循環工質的循環回路；

所述空冷發電機一和空冷發電機二均向電池組供電，所述電池組向用電側供電。

進一步的，所述換熱器一內的熱流體為冷卻空氣，冷流體為燃料；所述換熱器二內的熱流體為做功空氣，高溫換熱段的冷流體為Ⅰ級循環工質，低溫換熱段的冷流體為Ⅱ級循環工質；所述回熱器內的熱流體為高溫燃氣，冷流體為做功空氣；所述蒸發器內的熱流體為高溫燃氣，高溫蒸發段的冷流體為Ⅰ級循環工質，低溫蒸發段的冷流體為Ⅱ級循環工質；所述的冷凝器內高溫冷凝段的熱流體為Ⅰ級循環工質，低溫冷凝段的熱流體為Ⅱ級循環工質，冷流體為冷凝工質。