[發明專利]流化小球儲熱的高爐沖渣水余熱發電系統

有效

• 申請號: 202011448740.3
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112746140B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 周托;張楊鑫;王志寧;黃德洪;張揚;張海
• 申請（專利權）人: 清華大學山西清潔能源研究院;清華大學
• 主分類號: C21B3/08
• 分類號: C21B3/08;F27D17/00;F01D15/10
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃玉霞

1.一種流化小球儲熱的高爐沖渣水余熱發電系統，其特征在于，包括：

高爐沖渣單元，所述高爐沖渣單元包括依次連接的沖渣冷水池、沖渣裝置、沖渣熱水池；

儲熱及換熱單元，所述儲熱及換熱單元包括流化小球儲熱器、換熱器、蒸發器、過熱器，所述沖渣熱水池出口與所述流化小球儲熱器和所述過熱器的水進口相連，所述流化小球儲熱器和所述過熱器的水出口匯合后與所述蒸發器水進口相連，所述蒸發器水出口與沖渣冷水池相連，所述流化小球儲熱器水出口還與所述換熱器的水進口相連，所述換熱器水出口還與所述流化小球儲熱器水進口相連，所述換熱器的工質出口與所述蒸發器工質進口相連，所述蒸發器工質出口與所述過熱器工質進口相連；

有機工質膨脹發電單元，所述有機工質膨脹發電單元包括膨脹機和發電機，所述過熱器工質出口與膨脹機工質進口相連；

有機工質冷卻及壓縮單元，所述有機工質冷卻及壓縮單元包括回熱器、冷凝器、壓縮泵，所述膨脹機的工質出口連接至所述回熱器高溫側的入口，所述回熱器高溫側的出口連接至所述冷凝器的入口，所述冷凝器的出口與所述壓縮泵的入口連接，所述壓縮泵的出口連接至回熱器低溫側的進口且還與所述換熱器的工質進口相連，所述回熱器低溫側的出口連接至所述換熱器的工質進口。

2.根據權利要求1所述的流化小球儲熱的高爐沖渣水余熱發電系統，其特征在于，所述流化小球儲熱的高爐沖渣水余熱發電系統具有高爐沖渣運行模式和沖渣間歇運行模式：

在所述高爐沖渣運行模式時，有機工質在所述壓縮泵中壓縮后依次經過所述回熱器的低溫側、所述蒸發器、所述過熱器后進入到所述膨脹機中做功，做功后的有機工質依次進入所述回熱器的高溫側、所述冷凝器后，返回至所述壓縮泵；并且所述沖渣熱水池中的熱水分別送入所述流化小球儲熱器和所述過熱器，從所述流化小球儲熱器和所述過熱器流出的熱水再進入所述蒸發器后流回至所述沖渣冷水池；

在所述沖渣間歇運行模式時，有機工質在所述壓縮泵中壓縮后進入所述換熱器后再進入到所述膨脹機做功，做功后的有機工質進入所述冷凝器后返回至所述壓縮泵，并且熱水在所述流化小球儲熱器和所述換熱器之間循環，從而加熱所述換熱器內的有機工質。

3.根據權利要求1所述的流化小球儲熱的高爐沖渣水余熱發電系統，其特征在于，所述流化小球儲熱器包括：罐體和設置在所述罐體內的儲熱小球。

4.根據權利要求3所述的流化小球儲熱的高爐沖渣水余熱發電系統，其特征在于，所述罐體的底部設置有水進口，所述罐體的頂部設置有水出口。

5.根據權利要求4所述的流化小球儲熱的高爐沖渣水余熱發電系統，其特征在于，所述罐體內還設置有上隔離部和下隔離部，所述上隔離部位于所述罐體的水出口的下方，所述下隔離部位于所述罐體的水進口的上方，所述儲熱小球設置在所述上隔離部和所述下隔離部之間，所述上隔離部和所述下隔離部中的每一個均設置有比所述儲熱小球小的過水孔。

6.根據權利要求5所述的流化小球儲熱的高爐沖渣水余熱發電系統，其特征在于，所述儲熱小球的填充高度是所述上隔離部和所述下隔離部之間高度的1/3至2/3。

7.根據權利要求3所述的流化小球儲熱的高爐沖渣水余熱發電系統，其特征在于，所述儲熱小球具有封閉的球殼和設置在所述球殼內的儲熱材料。

8.根據權利要求7所述的流化小球儲熱的高爐沖渣水余熱發電系統，其特征在于，所述儲熱材料為低溫相變材料。

9.根據權利要求5所述的流化小球儲熱的高爐沖渣水余熱發電系統，其特征在于，所述上隔離部和所述下隔離部中的每一個構造為隔離板或者隔離絲網。

10.根據權利要求1所述的流化小球儲熱的高爐沖渣水余熱發電系統，其特征在于，所述流化小球儲熱器和所述過熱器的水進口分別設置有流量可調的流量閥。