[發明專利]一種背壓式ORC熱電聯產系統

在審

• 申請號: 202011067642.5
• 申請日: 2020-10-06
• 公開（公告）號: CN112096471A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 林紅良
• 申請（專利權）人: 中國長江動力集團有限公司
• 主分類號: F01K25/10
• 分類號: F01K25/10;F01K7/16;F01K13/00;F01K17/02;F01D15/10
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 方菲

本發明公開了一種背壓式ORC熱電聯產系統，包括透平膨脹機，在所述透平膨脹機的接入口連接有蒸發器，在所述透平膨脹機的出口處分別連接有發電機和板式換熱器；所述板式換熱器的一端與供暖系統相連通，另一端通過工質泵與蒸發器相連接。本發明所述的背壓式ORC熱電聯產系統，透平膨脹機采用背壓式透平膨脹機，取消了傳統ORC發電裝置中的冷凝器，通過增加板式換熱器加熱供暖系統進行回水，極大減少了冷源的熱損失，實現了熱電聯產，同時無工業冷卻系統，無冷卻水消耗和泵、風機電耗、無冷源損失，大大的提高了系統循環熱效率。

技術領域

本發明涉及工業余熱回收和清潔能源技術領域，具體涉及一種背壓式ORC熱電聯產系統。

背景技術

有機朗肯循環(ORC)是采用低沸點有機工質(如制冷劑)，利用較低溫度的熱源完成有機工質相變，實現朗肯循環發電的技術。液態有機工質在蒸發器(有時稱為余熱換熱器)中被低溫余熱加熱，產生高溫高壓氣體，經過膨脹機膨脹驅動發電機產生電能，經過膨脹機后的低溫低壓氣態工質在冷凝器中冷卻成液體，經冷媒泵加壓送回到蒸發器，完成一個循環。

ORC技術的發展使得低溫余熱的利用成為可能，但是由于熱源溫度低，導致循環熱效率低，其中最大的熱損失為透平排氣在冷凝器釋放到冷卻水中的熱量，稱為冷源損失。因此如何提高能源的利用效率，盡量減小冷源損失，是目前行業內亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種背壓式ORC熱電聯產系統，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種背壓式ORC熱電聯產系統，包括透平膨脹機，在所述透平膨脹機的接入口連接有蒸發器，在所述透平膨脹機的出口處分別連接有發電機和板式換熱器；所述板式換熱器的一端與供暖系統相連通，另一端通過工質泵與蒸發器相連接。

作為本發明實施例的優選，所述蒸發器的內部分為上下兩個部分；上部為上部為滿液式蒸發段，下部為工質預熱段。

作為本發明實施例的優選，所述蒸發器的內部設置分隔板，所述分隔板上均勻排布有若干個均液孔；所述分隔板將滿液式蒸發段和工質預熱段分開。

作為本發明實施例的優選，所述透平膨脹機為背壓式透平膨脹機，在所述背壓式透平膨脹機的接入口和輸出口均設有溫度傳感器和壓力傳感器。

作為本發明實施例的優選，所述工質泵為工頻工質泵。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

(1)本發明提所述的背壓式ORC熱電聯產系統，透平膨脹機采用背壓式透平膨脹機，取消了傳統ORC發電裝置中的冷凝器，通過增加板式換熱器加熱供暖系統進行回水，極大減少了冷源的熱損失，提高了系統循環熱效率，同時實現了熱電聯產。

(2)本發明所述的背壓式ORC熱電聯產系統，無工業冷卻系統，無冷卻水消耗和泵、風機電耗、無冷源損失，大大的提高了系統循環熱效率。

(3)本發明所述的背壓式ORC熱電聯產系統，通過在透平膨脹機的接入口和輸出口設置溫度傳感器和壓力傳感器，根據費留蓋爾公式計算流量，可實現實時在線監測透平膨脹機通流部分的工作狀態，診斷透平通流部分是否損壞或結垢。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明實施例背壓式ORC熱電聯產系統的結構示意圖；

圖2是本發明實施例中蒸發器的結構簡圖。

附圖標記：