本實(shí)用新型涉及有機(jī)朗肯循環(huán)技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種有機(jī)朗肯循環(huán)裝置。
背景技術(shù):
我國能源短缺和環(huán)境保護(hù)工作的壓力越來越大,探討發(fā)展利用太陽能、地?zé)崮?、生物質(zhì)等可再生能源和低品位工業(yè)余熱的分布式供能系統(tǒng),與大電網(wǎng)結(jié)合,滿足能源需求,是實(shí)現(xiàn)中國經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)可持續(xù)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排、改善生態(tài)環(huán)境的重要措施。低溫?zé)崮苁强稍偕茉吹闹匾M成部分,對中低溫?zé)嵩吹难芯糠衔覈目沙掷m(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。低溫?zé)崮苁侵钙肺惠^低的熱能,一般溫度低于200℃。這些能源種類繁多,能量巨大,包括太陽能,地?zé)崮?,海洋溫差能等可再生能源和工業(yè)余熱。這些能源通過低溫?zé)崮馨l(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換,提供數(shù)量可觀的高品位電能,提高能源的利用效率,同時不對環(huán)境產(chǎn)生污染。
利用低溫?zé)崮艿陌l(fā)電技術(shù)主要是基于朗肯循環(huán)的熱力發(fā)電系統(tǒng),有機(jī)朗肯循環(huán)(Origanic Rankine Cycle,ORC)系統(tǒng)具有效率高、適用性強(qiáng)、簡易方便、使用壽命長、維修費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),它采用低沸點(diǎn)的有機(jī)工質(zhì)代替水,吸收熱源熱量,在低溫條件下獲得較高的蒸氣壓力,推動渦輪機(jī)做功,適合廣泛應(yīng)用于各種低溫?zé)崮馨l(fā)電領(lǐng)域。據(jù)保守估計:每年我國的ORC技術(shù)有數(shù)千億的國內(nèi)市場空間。美國、日本、意大利、德國、法國、以色列等國家投入了大量財力人力,爭相開展ORC技術(shù)的研究工作。
常規(guī)有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)中的儲液罐為加注工質(zhì)位置,在整個系統(tǒng)未加注工質(zhì)時,工質(zhì)有儲液罐位置加入,加注完比后系統(tǒng)啟動,工質(zhì)從儲液罐進(jìn)入到蒸發(fā)器中吸熱;由于系統(tǒng)內(nèi)為正壓(大于環(huán)境壓力),所以不可避免的會出現(xiàn)工質(zhì)泄露現(xiàn)象,當(dāng)在正常運(yùn)行時,如果依然從儲液罐補(bǔ)充工質(zhì),補(bǔ)充的工質(zhì)的溫度一般均小于環(huán)境溫度,儲液罐內(nèi)的溫度一般高于環(huán)境溫度(儲液罐都有保溫層),這樣會導(dǎo)致儲液罐內(nèi)部分熱量被補(bǔ)充工質(zhì)吸收,降低儲液罐溫度,儲液罐中工質(zhì)為過冷狀態(tài)(理論上儲液罐中工質(zhì)為飽和狀態(tài),實(shí)際上應(yīng)為微過冷接近飽和,即使這樣,補(bǔ)充工質(zhì)也會加大儲液罐中工質(zhì)的過冷度),儲液罐中工質(zhì)過冷會使蒸發(fā)器進(jìn)口工質(zhì)溫度下降,蒸發(fā)器吸熱量增大,降低熱效率。
因此,如何提供一種有機(jī)朗肯循環(huán)裝置,以提高熱效率,是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
有鑒于此,本實(shí)用新型的目的在于提供一種有機(jī)朗肯循環(huán)裝置,以提高熱效率。
為了達(dá)到上述目的,本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
一種有機(jī)朗肯循環(huán)裝置,包括凝汽器和與所述凝汽器連通的排汽管,還包括補(bǔ)充工質(zhì)裝置,所述補(bǔ)充工質(zhì)裝置包括工質(zhì)補(bǔ)充入口,所述工質(zhì)補(bǔ)充入口設(shè)置在所述凝汽器上且位于所述排汽管與所述凝汽器的連通處。
優(yōu)選的,上述工質(zhì)補(bǔ)充入口通過連通管與所述凝汽器連通,所述連通管上設(shè)置有補(bǔ)充罐。
優(yōu)選的,在所述連通管上且位于所述補(bǔ)充罐和所述凝汽器之間設(shè)置有補(bǔ)液泵。
優(yōu)選的,在所述連通管上且位于所述補(bǔ)液泵的兩側(cè)各設(shè)置有一個截止閥門。
優(yōu)選的,在所述連通管上且位于所述補(bǔ)液泵與所述凝汽器之間設(shè)置有調(diào)節(jié)閥門。
優(yōu)選的,上述凝汽器上設(shè)置有噴嘴,工質(zhì)經(jīng)所述噴嘴噴射進(jìn)入所述凝汽器內(nèi)。
優(yōu)選的,上述噴嘴為多個。
優(yōu)選的,上述噴嘴環(huán)繞所述排汽管設(shè)置且與從所述排汽管中排出的汽體順向噴射。
本實(shí)用新型提供的有機(jī)朗肯循環(huán)裝置,包括凝汽器和與所述凝汽器連通的排汽管,還包括補(bǔ)充工質(zhì)裝置,所述補(bǔ)充工質(zhì)裝置包括工質(zhì)補(bǔ)充入口,所述工質(zhì)補(bǔ)充入口設(shè)置在所述凝汽器上且位于所述排汽管與所述凝汽器的連通處。由于從排汽管中排出的汽體狀態(tài)的工質(zhì)本身是帶有熱量的,需要通過冷卻塔對其進(jìn)行冷卻后,流入到儲液罐中進(jìn)行下一次的循環(huán)使用,那么現(xiàn)在改為將工質(zhì)補(bǔ)充入口設(shè)置在凝汽器上且位于排汽管與凝汽器的連通處,那么新注入的工質(zhì)就能夠吸收汽體狀態(tài)的工質(zhì)所攜帶的廢熱,那么工質(zhì)就不會吸收儲液罐中的熱量,不會使儲液罐中工質(zhì)變成過冷狀態(tài),蒸發(fā)器吸熱量不會增大,從而提高熱效率,并且,部分排汽與補(bǔ)充工質(zhì)接觸后發(fā)生凝結(jié),減少排汽的冷源損失,提高有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)性,而且由于系統(tǒng)的冷凝部分的參數(shù)較低(小于50℃,壓力一般為0.15-0.8MPa),補(bǔ)充工質(zhì)的質(zhì)量和壓力均較小,所以系統(tǒng)的各部件成本較低。
附圖說明
為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的有機(jī)朗肯循環(huán)裝置的凝汽器的結(jié)構(gòu)示意圖。
上圖1中:
凝汽器1、排汽管2、補(bǔ)液泵3、截止閥門4、調(diào)節(jié)閥門5、補(bǔ)充罐6、噴嘴7。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖,對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
請參考圖1,圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的有機(jī)朗肯循環(huán)裝置的凝汽器的結(jié)構(gòu)示意圖。
本實(shí)用新型實(shí)施例提供的有機(jī)朗肯循環(huán)裝置,包括凝汽器1和與凝汽器1連通的排汽管2,還包括補(bǔ)充工質(zhì)裝置,補(bǔ)充工質(zhì)裝置包括工質(zhì)補(bǔ)充入口,工質(zhì)補(bǔ)充入口設(shè)置在凝汽器1上且位于排汽管2與凝汽器1的連通處。由于從排汽管2中排出的汽體狀態(tài)的工質(zhì)本身是帶有熱量的,需要通過冷卻塔對其進(jìn)行冷卻后,流入到儲液罐中進(jìn)行下一次的循環(huán)使用,那么現(xiàn)在改為將工質(zhì)補(bǔ)充入口設(shè)置在凝汽器上且位于排汽管與凝汽器的連通處,那么新注入的工質(zhì)就能夠吸收汽體狀態(tài)的工質(zhì)所攜帶的廢熱,那么工質(zhì)就不會吸收儲液罐中的熱量,不會使儲液罐中工質(zhì)變成過冷狀態(tài),蒸發(fā)器吸熱量不會增大,從而提高熱效率,并且,部分排汽與補(bǔ)充工質(zhì)接觸后發(fā)生凝結(jié),減少排汽的冷源損失,提高有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)性,而且由于系統(tǒng)的冷凝部分的參數(shù)較低(小于50℃,壓力一般為0.15-0.8MPa),補(bǔ)充工質(zhì)的質(zhì)量和壓力均較小,所以系統(tǒng)的各部件成本較低。
其中,工質(zhì)補(bǔ)充入口通過連通管與凝汽器1連通,連通管上設(shè)置有補(bǔ)充罐6,在連通管上且位于補(bǔ)充罐6和凝汽器1之間設(shè)置有補(bǔ)液泵3。在連通管上且位于補(bǔ)液泵3的兩側(cè)各設(shè)置有一個截止閥門4。在連通管上且位于補(bǔ)液泵3與凝汽器1之間設(shè)置有調(diào)節(jié)閥門5。那么可以將待補(bǔ)充的工質(zhì)先加注至補(bǔ)充罐6內(nèi),當(dāng)系統(tǒng)需要工質(zhì)補(bǔ)充時,打開連通管上的截止閥門4,啟動補(bǔ)液泵3,補(bǔ)液泵3將補(bǔ)充罐6內(nèi)的工質(zhì)升壓輸送至凝汽器1內(nèi)。同時,還可以在凝汽器1上設(shè)置有噴嘴7,工質(zhì)經(jīng)噴嘴7噴射進(jìn)入凝汽器1內(nèi),噴嘴7為多個。從圖1中可以看出,連通管在凝汽器1外側(cè)接近排汽管2位置時分為兩路,兩路管道分別進(jìn)入凝汽器1,工質(zhì)經(jīng)兩路管道由噴嘴7加速噴射,與排汽混合。那么為避免補(bǔ)充工質(zhì)與排汽混合時擾亂排汽主流方向,補(bǔ)液泵3的出口壓力略高于凝汽器1內(nèi)壓力,補(bǔ)充液的流量和壓力過大時,可由連通管上的調(diào)節(jié)閥門5進(jìn)行調(diào)節(jié)。相對于現(xiàn)有技術(shù)中的儲液罐位置補(bǔ)充,這種補(bǔ)充工質(zhì)方式能夠在補(bǔ)充工質(zhì)的同時回收部分排汽熱量,部分排汽與補(bǔ)充工質(zhì)接觸后發(fā)生凝結(jié),減少排汽的冷源損失,提高有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)性,由于系統(tǒng)的冷凝部分的參數(shù)較低(小于50℃,壓力一般為0.15-0.8MPa),補(bǔ)充工質(zhì)的質(zhì)量和壓力均較小,所以系統(tǒng)的各部件成本較低,補(bǔ)液泵的耗功也較小。
其中,噴嘴7環(huán)繞排汽管2設(shè)置且與從排汽管2中排出的汽體順向噴射。
那么,當(dāng)系統(tǒng)需要補(bǔ)充工質(zhì)時,現(xiàn)有技術(shù)中的儲液罐補(bǔ)充方式不會提高系統(tǒng)熱效率,還可能會降低系統(tǒng)熱效率;而采用本實(shí)用新型提供的凝汽器補(bǔ)充方式,能夠在有效補(bǔ)充工質(zhì)的前提下,使補(bǔ)充工質(zhì)充分與排汽發(fā)生接觸,形成混合換熱,補(bǔ)充工質(zhì)吸收了部分排汽熱量,使部分排汽發(fā)生凝結(jié),減少了凝汽器1的冷源損失,提高了系統(tǒng)熱效率。
在凝汽器1內(nèi)接近排汽管2的位置布置噴嘴補(bǔ)充工質(zhì),能夠在有效補(bǔ)充工質(zhì)的前提下,使補(bǔ)充工質(zhì)充分與排汽發(fā)生接觸,形成混合換熱,補(bǔ)充工質(zhì)吸收了部分排汽熱量,使部分排汽發(fā)生凝結(jié),減少了凝汽器的冷源損失,提高了系統(tǒng)熱效率。
對所公開的實(shí)施例的上述說明,使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的,本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下,在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此,本實(shí)用新型將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例,而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。