一種小溫差熱力發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種小溫差熱力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于采用了氨水混合工質(zhì)，兩級透平，循環(huán)系統(tǒng)中設(shè)有兩個回?zé)嶂?，其中貧氨溶液回?zé)嶂吩O(shè)有兩臺回?zé)崞?，抽氣回?zé)嶂分性O(shè)有一臺回?zé)崞鳌Ｘ毎比芤夯責(zé)嶂烽_始于氣液分離器，終止于透平后的吸收器，經(jīng)氣液分離器分離出的貧氨溶液通過蒸發(fā)器之前的第三回?zé)崞黝A(yù)熱進(jìn)入蒸發(fā)器的氨工質(zhì)，后又通過第一回?zé)崞黝A(yù)熱被冷凝器冷凝之后的氨工質(zhì)，從而更能充分回收利用貧氨溶液的熱量；抽氣回?zé)嶂烽_始于第一級氨透平和第二級氨透平之間，終止于吸收器，通過該回?zé)嶂分械牡诙責(zé)崞鞒浞治盏谝患壨钙阶龉蟊怀槌龅姆ζ臒崃俊Ｒ虼送ㄟ^三臺回?zé)崞鲗ω毎比芤簾崃考俺闅夥ζ麩崃康幕厥赵倮?，更有效提高了熱力循環(huán)效率。
【專利說明】一種小溫差熱力發(fā)電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)電設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于小溫差發(fā)電的熱力發(fā)電系統(tǒng)，即一種適用于地?zé)?、工業(yè)余熱、海洋溫差等小溫差發(fā)電的熱力循環(huán)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]開發(fā)及回收低溫?zé)崮苜Y源，不僅能夠為人類提供寶貴的能源，且有利于保護(hù)環(huán)境，具有促進(jìn)人類社會可持續(xù)發(fā)展的重要意義。目前利用熱源發(fā)電的熱力循環(huán)方法主要有:Rankine 循環(huán)、Kalina 循環(huán)，Uehara 循環(huán)。
[0003]Rankin循環(huán)是最簡單的蒸汽動力循環(huán)，由泵、蒸發(fā)器、冷凝器、汽輪機組成。而對于地?zé)帷⒐I(yè)余熱、海洋溫差能等均屬于低品位能源，若采用有機Rankine循環(huán)來發(fā)電，則系統(tǒng)發(fā)電效率較低。
[0004]Kalina循環(huán)技術(shù)是20世紀(jì)80年代提出的專利技術(shù)，由于循環(huán)中采用非共沸混合工質(zhì)，蒸發(fā)過程中溫度不斷變化，使得蒸發(fā)過程中的不可逆熱損失大大降低，則提高了熱力循環(huán)效率，但循環(huán)中的仍有部分熱量未被充分回收利用。
[0005]因此，采用高效的熱力循環(huán)方法回收利用其中熱量，減少冷凝負(fù)荷，使得發(fā)電效率提高，發(fā)電成本大幅度降低，對于開發(fā)利用低品位能源及使其產(chǎn)業(yè)化尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種適用于地?zé)帷⒐I(yè)余熱、海洋溫差等小溫差發(fā)電的熱力循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，包括一個主循環(huán)和兩個回?zé)嶂?，循環(huán)工質(zhì)為氨水混合工質(zhì)，氨水工質(zhì)經(jīng)分離器分離為氨氣和貧氨溶液，氨氣進(jìn)入兩級透平膨脹做功發(fā)電，貧氨溶液分別預(yù)熱經(jīng)過冷凝器和混合器之后的氨水溶液，減少了冷凝器的冷負(fù)荷，使熱力系統(tǒng)的循環(huán)效率得到提高。
[0007]本發(fā)明用于小溫差發(fā)電的熱力循環(huán)系統(tǒng)，包括有主循環(huán)系統(tǒng)，所述的主循環(huán)系統(tǒng)是由氨儲液筒、回?zé)崞鳌⒄舭l(fā)器、分離器、帶有第一級發(fā)電機的第一級透平、帶有第二級發(fā)電機的第二級透平、吸收器和冷凝器串聯(lián)組成的循環(huán)回路。
[0008]所述的回?zé)崞靼惭b在氨儲液筒和蒸發(fā)器之間；
[0009]回?zé)崞饔傻谝换責(zé)崞鳌⒌诙責(zé)崞骱偷谌責(zé)崞鹘M成。
[0010]在氨儲液筒和第一回?zé)崞髦g還安裝有氨泵。
[0011]為了提高熱的利用率，本發(fā)明的熱力循環(huán)系統(tǒng)還包括有貧氨溶液回?zé)嶂泛?或抽氣乏汽回?zé)嶂罚?br> [0012]所述的貧氨溶液回?zé)嶂窂姆蛛x器進(jìn)入第三回?zé)崞骱偷谝换責(zé)崞?，最后進(jìn)入吸收器。
[0013]所述的抽氣乏汽回?zé)嶂窂牡谝患壨钙竭M(jìn)入第二回?zé)崞?，最后進(jìn)入吸收器。
[0014]本發(fā)明的熱力循環(huán)系統(tǒng)使用方法如下:氨儲液罐中的氨水工質(zhì)通過氨泵依次進(jìn)入第一回?zé)崞?、第二回?zé)崞?、第三回?zé)崞?，在回?zé)崞髦邪彼糠直黄糠直黄蟮陌彼べ|(zhì)進(jìn)入蒸發(fā)器再次汽化，汽化后的氨水工質(zhì)進(jìn)入分離器，在分離器中被分離為貧氨溶液和氨氣兩種，其中貧氨溶液進(jìn)入貧氨溶液回?zé)嶂?，氨氣進(jìn)入第一級透平做功，做功后的部分乏汽被抽離進(jìn)入抽氣乏汽回?zé)嶂?，大部分做功后的乏汽進(jìn)入第二級透平做功，做功后的乏汽進(jìn)入吸收器，和兩回?zé)嶂返墓べ|(zhì)混合，然后進(jìn)入冷凝器，被冷凝為液態(tài)的氨水工質(zhì)進(jìn)入氨儲液罐。
[0015]本發(fā)明的熱力循環(huán)系統(tǒng)通過第一回?zé)崞?、第二回?zé)崞骱?，采用的第三回?zé)崞髂芨玫某浞只厥肇毎比芤褐械臒崃?，從而能提高系統(tǒng)熱量利用率，提高發(fā)電效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1:本發(fā)明的用于小溫差發(fā)電的熱力循環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)流程圖；
[0017]其中:1、氨儲液罐2、氨泵3、第一回?zé)崞?、第二回?zé)崞?、第三回?zé)崞?、蒸發(fā)器7、分離器8、第一級透平9、第一級發(fā)電機10、第二級透平11、第二級電機12、吸收器13、冷凝器。
【具體實施方式】
[0018]首先對于本發(fā)明用于小溫差發(fā)電的熱力循環(huán)系統(tǒng)所使用的部件進(jìn)行描述。
[0019]1、氨儲液筒，用于儲存被冷凝器之后的氨水工質(zhì)的金屬罐。
[0020]2、氨泵，提供動力使氨水工質(zhì)由氨儲液筒I進(jìn)入第一回?zé)崞?，完成循環(huán)。
[0021]3、回?zé)崞?，即熱交換器，用于氨水工質(zhì)與貧氨溶液的熱量交換，吸收貧氨溶液熱量。
[0022]4、透平，氨氣在此內(nèi)膨脹做功，帶動發(fā)電機發(fā)電。
[0023]5、蒸發(fā)器，即熱交換器，在此內(nèi)，工業(yè)余熱、地?zé)?、海洋溫差等小溫差熱源與氨水工質(zhì)換熱，吸收熱源熱量。
[0024]6、分離器，為氣液分離器，在此內(nèi)氨水混合工質(zhì)被分離為氣相和液相，氣相為氨氣，液相為貧氨溶液。
[0025]7、發(fā)電機，透平轉(zhuǎn)動從而帶動發(fā)電機發(fā)電。
[0026]8、吸收器，透平膨脹做功后乏汽與貧氨溶液混合。
[0027]9、冷凝器，即熱交換器，在此內(nèi)，工業(yè)余熱、地?zé)帷⒑Ｑ鬁夭畹刃夭罾湓磁c氨水工質(zhì)換熱，冷源吸收氨水工質(zhì)熱量被冷凝。
[0028]下面結(jié)合附圖1對本發(fā)明的系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0029]本發(fā)明的用于小溫差發(fā)電的熱力循環(huán)系統(tǒng)，包括有主循環(huán)系統(tǒng)，所述的主循環(huán)系統(tǒng)是由氨儲液筒1、回?zé)崞鳌⒄舭l(fā)器6、分離器7、帶有第一級發(fā)電機9的第一級透平8、帶有第二級發(fā)電機11的第二級透平10、吸收器12和冷凝器13串聯(lián)組成的循環(huán)回路。主循環(huán)的氨儲液罐I中的氨水工質(zhì)通過氨泵2進(jìn)入第一回?zé)崞?，其中部分氨水工質(zhì)被汽化，部分汽化后的氨水工質(zhì)隨即進(jìn)入第二回?zé)崞?，在第二回?zé)崞?內(nèi)部分被汽化，再次部分被汽化后的氨水溶液進(jìn)入第三回?zé)崞?，部分氨水工質(zhì)被第三回?zé)崞?中的貧氨溶液汽化,部分被汽化后的氨水工質(zhì)進(jìn)入蒸發(fā)器6，被蒸發(fā)器6中的溫海水汽化，汽化后的氨水工質(zhì)進(jìn)入分離器7，在分離器7中被分離為貧氨溶液和氨氣兩種，其中液相貧氨溶液進(jìn)入其中一回?zé)嶂分醒h(huán)，氨氣進(jìn)入第一級透平8做功，帶動第一級發(fā)電機9發(fā)電，做功后的部分乏汽被抽離進(jìn)入另一回?zé)嶂?，大部分氣體進(jìn)入第二級透平10做功，帶動第二級發(fā)電機11發(fā)電，做功后的乏汽進(jìn)入吸收器12，和兩回?zé)嶂分械陌彼べ|(zhì)混合，然后進(jìn)入冷凝器13，被冷凝為液態(tài)進(jìn)入氨儲液罐I。
[0030]貧氨溶液回?zé)嶂窞閺姆蛛x器7中分離出的貧氨工質(zhì)先后進(jìn)入第三回?zé)崞?和第一回?zé)崞?，利用貧氨溶液中的熱量，分別來預(yù)熱主循環(huán)中的氨水工質(zhì)，最后進(jìn)入吸收器12進(jìn)入主循環(huán)。
[0031]抽氣乏汽回?zé)嶂窞樵诘谝患壨钙?做功后被抽離出的乏汽進(jìn)入第二回?zé)崞?，利用乏汽的熱量來加熱主循環(huán)中的氨水工質(zhì)，最后進(jìn)入吸收器12進(jìn)入主循環(huán)。
[0032]本發(fā)明的熱力循環(huán)系統(tǒng)使用方法如下:氨儲液罐I中的氨水工質(zhì)通過氨泵2依次進(jìn)入第一回?zé)崞?、第二回?zé)崞?、第三回?zé)崞?，在回?zé)崞髦邪彼糠直黄?，部分被汽化后的氨水工質(zhì)進(jìn)入蒸發(fā)器6再次汽化，汽化后的氨水工質(zhì)進(jìn)入分離器7，在分離器7中被分離為貧氨溶液和氨氣兩種，其中貧氨溶液進(jìn)入貧氨溶液回?zé)嶂?，氨氣進(jìn)入第一級透平8做功，做功后的部分乏汽被抽離進(jìn)入抽氣乏汽回?zé)嶂罚蟛糠肿龉蟮姆ζM(jìn)入第二級透平做功10，做功后的乏汽進(jìn)入吸收器12，和兩回?zé)嶂返墓べ|(zhì)混合，然后進(jìn)入冷凝器13，被冷凝為液態(tài)的氨水工質(zhì)進(jìn)入氨儲液罐。
【權(quán)利要求】
1.一種小溫差熱力發(fā)電系統(tǒng)，包括有主循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所述的主循環(huán)系統(tǒng)是由氨儲液筒(I)、回?zé)崞鳌⒄舭l(fā)器￠)、分離器(7)、帶有第一級發(fā)電機(9)的第一級透平(8)、帶有第二級發(fā)電機(11)的第二級透平(10)、吸收器(12)和冷凝器(13)串聯(lián)組成的循環(huán)回路。
2.如權(quán)利要求1所述的熱力循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于所述的回?zé)崞靼惭b在氨儲液筒(I)和蒸發(fā)器(6)之間。
3.如權(quán)利要求1或2所述的熱力循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于所述的回?zé)崞饔傻谝换責(zé)崞?3)、第二回?zé)崞鳍群偷谌責(zé)崞?5)組成。
4.如權(quán)利要求1所述的熱力循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于所述的氨儲液筒(I)和第一回?zé)崞?3)之間安裝有氨泵(2)。
5.權(quán)利要求1所述的熱力循環(huán)系統(tǒng)，還安裝有貧氨溶液回?zé)嶂泛?或抽氣乏汽回?zé)嶂贰?br> 6.如權(quán)利要求5所述的熱力循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于所述的貧氨溶液回?zé)嶂窂姆蛛x器(7)進(jìn)入第三回?zé)崞?5)和第一回?zé)崞?3)，最后進(jìn)入吸收器(12)。
7.如權(quán)利要求5所述的熱力循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于所述的抽氣乏汽回?zé)嶂窂牡谝患壨钙?8)進(jìn)入第二回?zé)崞?4)，最后進(jìn)入吸收器12。
8.權(quán)利要求5所述的熱力循環(huán) 系統(tǒng)的使用方法，是將氨儲液罐(I)中的氨水工質(zhì)通過氨泵(2)依次進(jìn)入第一回?zé)崞?3)、第二回?zé)崞?4)、第三回?zé)崞?5)，在回?zé)崞髦邪彼糠直黄?，部分被汽化后的氨水工質(zhì)進(jìn)入蒸發(fā)器(6)再次汽化，汽化后的氨水工質(zhì)進(jìn)入分離器(7)，在分離器(7)中被分離為貧氨溶液和氨氣兩種，其中貧氨溶液進(jìn)入貧氨溶液回?zé)嶂罚睔膺M(jìn)入第一級透平(8)做功，做功后的部分乏汽被抽離進(jìn)入抽氣乏汽回?zé)嶂罚蟛糠肿龉蟮姆ζM(jìn)入第二級透平(9)做功，做功后的乏汽進(jìn)入吸收器(12)，和兩回?zé)嶂返墓べ|(zhì)混合，然后進(jìn)入冷凝器(13)，被冷凝為液態(tài)的氨水工質(zhì)進(jìn)入氨儲液罐(I)。
【文檔編號】F03G7/04GK103452783SQ201310408328
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】劉偉民, 陳鳳云 申請人:國家海洋局第一海洋研究所