排熱回收裝置、加熱系統(tǒng)、蒸汽鍋爐以及除臭系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及排熱回收裝置。另外，本發(fā)明涉及具備該排熱回收裝置的加熱系統(tǒng)、蒸汽鍋爐以及除臭系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，作為有效地利用排熱的手段，已知通過具有排熱的高溫?zé)嵩磁c需要預(yù)熱的低溫?zé)嵩吹臏囟炔顏慝@取功的朗肯循環(huán)。例如，已知一種具有朗肯循環(huán)的排熱回收裝置，所述朗肯循環(huán)，使用從以可燃性氣體為燃料的車輛用內(nèi)燃機(jī)排出的排氣作為高溫?zé)嵩?，使用從液體狀態(tài)的燃料氣化的可燃性氣體作為低溫?zé)嵩础?br>[0003]在專利文獻(xiàn)I中，記載了如圖9所示的排熱回收裝置500。在冷凝器520中，利用從罐516向內(nèi)燃機(jī)510供給的可燃性氣體的氣化熱，朗肯循環(huán)的工作流體(例如氟利昂)通過等壓冷卻而冷凝。泵532將工作流體絕熱壓縮。通過熱交換器514中的熱交換而利用排氣的熱，將工作流體等壓加熱從而使其蒸發(fā)。通過渦輪526使蒸發(fā)了的工作流體絕熱膨脹，從而將排氣具有的排熱作為功獲取。
[0004]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特開2003-278598號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]專利文獻(xiàn)I中記載的排熱回收裝置，從提高朗肯循環(huán)的工作效率、高效地利用排熱的觀點來看，具有改良的余地。
[0007]鑒于上述情況，非限定的例示性的一實施方式(One non-limiting and exemplaryembodiment provides),提供一種與以往相比，朗肯循環(huán)的工作效率高、能夠高效地利用排熱的排熱回收裝置。
[0008]所公開的實施方式的其它益處和優(yōu)點在說明書和附圖中顯而易見。其益處和/或優(yōu)點可以通過在說明書和附圖中公開的各實施方式和特征而單獨提供，并且不需要為了獲得一個或多個相同的益處和/或優(yōu)點而全部設(shè)置。
[0009]本發(fā)明提供一種排熱回收裝置，具備:排熱流路，其用于使具有排熱的第I熱介質(zhì)流動；第2熱介質(zhì)流路，其用于使具有比上述第I熱介質(zhì)的溫度低的溫度的第2熱介質(zhì)流動；朗肯循環(huán)，其包含泵、蒸發(fā)器、膨脹機(jī)、和冷凝器，在上述蒸發(fā)器中通過使在上述排熱流路中流動的上述第I熱介質(zhì)與工作流體熱交換而使上述工作流體蒸發(fā)，蒸發(fā)了的上述工作流體利用上述膨脹機(jī)進(jìn)行膨脹而產(chǎn)生動力；和排熱回收熱交換器，其用于通過使在上述排熱流路中流動的上述第I熱介質(zhì)與在上述第2熱介質(zhì)流路中流動的上述第2熱介質(zhì)熱交換來加熱上述第2熱介質(zhì)，從而將上述第I熱介質(zhì)具有的排熱回收。
[0010]這些一般性的和具體的方面可以通過使用系統(tǒng)、方法、以及它們的任意組合來實現(xiàn)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種與以往相比，朗肯循環(huán)的工作效率高、能夠高效地利用排熱的排熱回收裝置。
【附圖說明】
[0012]圖1是第I實施方式涉及的排熱回收裝置的構(gòu)成圖。
[0013]圖2是第I變形例涉及的排熱回收裝置的構(gòu)成圖。
[0014]圖3是第2變形例涉及的排熱回收裝置的構(gòu)成圖。
[0015]圖4是第3變形例涉及的排熱回收裝置的構(gòu)成圖。
[0016]圖5是具備排熱回收裝置的加熱系統(tǒng)的構(gòu)成圖。
[0017]圖6是具備排熱回收裝置的蒸汽鍋爐的構(gòu)成圖。
[0018]圖7是具備排熱回收裝置的除臭系統(tǒng)的構(gòu)成圖。
[0019]圖8是變形例涉及的除臭系統(tǒng)的構(gòu)成圖。
[0020]圖9是以往的排熱回收裝置的構(gòu)成圖。
[0021]附圖標(biāo)記說明
[0022]100加熱系統(tǒng)
[0023]102加熱空間
[0024]105燃燒部
[0025]107再熱流路
[0026]110排熱流路
[0027]112第2熱介質(zhì)流路
[0028]120排出流路
[0029]130吸氣流路
[0030]150A-150D排熱回收裝置
[0031]151 泵
[0032]152蒸發(fā)器
[0033]153膨脹機(jī)
[0034]154冷凝器
[0035]155朗肯循環(huán)
[0036]156排熱回收熱交換器
[0037]170發(fā)電機(jī)
[0038]200蒸汽鍋爐
[0039]202蒸氣發(fā)生器
[0040]205燃燒器
[0041]250供液流路
[0042]300A.300B 除臭系統(tǒng)
[0043]310排氣流路
[0044]320供給流路
[0045]340濃縮部
[0046]350過程流體流路
[0047]360燃燒部
[0048]360A 預(yù)熱部
[0049]360B催化燃燒部
【具體實施方式】
[0050]通過朗肯循環(huán)來產(chǎn)生動力的情況下，例如，通過朗肯循環(huán)來進(jìn)行發(fā)電的情況下，朗肯循環(huán)的發(fā)電端的發(fā)電效率，通過來自發(fā)電機(jī)的發(fā)電輸出除以在蒸發(fā)器中回收的熱量而求出。通過在蒸發(fā)器中被加熱而蒸發(fā)了的高溫的工作流體向壓力低的冷凝器流動，使膨脹機(jī)或渦輪中的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生動力(功)。由此，發(fā)電機(jī)被驅(qū)動而進(jìn)行發(fā)電。即，蒸發(fā)器中的工作流體的壓力與冷凝器中的工作流體的壓力之差越大，發(fā)電機(jī)的發(fā)電輸出越大。
[0051]蒸發(fā)器中的工作流體的壓力和冷凝器中的工作流體的壓力，分別由在蒸發(fā)器中工作流體蒸發(fā)的溫度和在冷凝器中工作流體冷凝的溫度決定。工作流體蒸發(fā)的溫度，受到高溫?zé)嵩吹淖畹偷臏囟群驼舭l(fā)器的熱交換性能的影響。工作流體冷凝的溫度，受到低溫?zé)嵩吹淖罡叩臏囟群屠淠鞯臒峤粨Q性能的影響。在如專利文獻(xiàn)I中記載的排熱回收裝置500那樣僅利用朗肯循環(huán)進(jìn)行作為高溫?zé)嵩吹呐艢饩哂械呐艧岬幕厥盏那闆r下，如果要增加熱交換器514中的排熱的回收量，則熱回收后的排氣的溫度下降，工作流體蒸發(fā)的溫度下降。因此，蒸發(fā)器中的工作流體的壓力與冷凝器中的工作流體的壓力之差變小，發(fā)電輸出變小。其結(jié)果，以往的排熱回收裝置，具有在朗肯循環(huán)的動力生成的效率低的狀態(tài)下工作的可能性。另外，如果高溫?zé)嵩吹臏囟冗^高，則朗肯循環(huán)的泵所要求的動力變大，朗肯循環(huán)的效率下降。
[0052]另外，在專利文獻(xiàn)I的排熱回收裝置500中，如果要較高地維持熱交換器514中的排氣的溫度，則排氣具有的排熱的回收量減少，難以高效地利用排氣具有的排熱。
[0053]而且，以往的排熱回收裝置，由于利用朗肯循環(huán)進(jìn)行全部的排熱回收，因此相對于發(fā)電量的熱交換量變大，具有朗肯循環(huán)大型化，從而難以低成本化的問題。
[0054]本發(fā)明的第I方式，提供一種排熱回收裝置，其具備:排熱流路，其用于使具有排熱的第I熱介質(zhì)流動；第2熱介質(zhì)流路，其用于使具有比上述第I熱介質(zhì)的溫度低的溫度的第2熱介質(zhì)流動；朗肯循環(huán)，其包含泵、蒸發(fā)器、膨脹機(jī)、和冷凝器，在上述蒸發(fā)器中通過使在上述排熱流路中流動的上述第I熱介質(zhì)與工作流體熱交換而使上述工作流體蒸發(fā)，蒸發(fā)了的上述工作流體利用上述膨脹機(jī)進(jìn)行膨脹而產(chǎn)生動力；和排熱回收熱交換器，其用于通過使在上述排熱流路中流動的上述第I熱介質(zhì)與在上述第2熱介質(zhì)流路中流動的上述第2熱介質(zhì)熱交換來加熱上述第2熱介質(zhì)，從而將上述第I熱介質(zhì)具有的排熱回收。
[0055]根據(jù)第I方式，能夠利用排熱回收熱交換器回收第I熱介質(zhì)具有的排熱，使作為高溫?zé)嵩丛谶m當(dāng)?shù)臏囟确秶牡贗熱介質(zhì)與工作流體在蒸發(fā)器中熱交換。因此，朗肯循環(huán)的工作效率高。另外，由于能夠利用在朗肯循環(huán)中未被回收的第I熱介質(zhì)具有的排熱來加熱第2熱介質(zhì)，因此能夠高效地利用第I熱介質(zhì)具有的排熱。由于能夠降低朗肯循環(huán)的排熱的回收量，因此能夠使朗肯循環(huán)小型化，也能夠謀求低成本化。
[0056]本發(fā)明的第2方式，提供下述排熱回收裝置:在第I方式中，上述第2熱介質(zhì)流路構(gòu)成為，向規(guī)定的熱過程供給由上述排熱回收熱交換器加熱了的上述第2熱介質(zhì)。根據(jù)第2方式，能夠?qū)⑾蛞?guī)定的熱過程供給的第2熱介質(zhì)，在排熱回收熱交換器中被第I熱介質(zhì)具有的排熱預(yù)熱。
[0057]本發(fā)明的第3方式，提供下述排熱回收裝置:在第I方式或第2方式中，還具備利用上述動力發(fā)電的發(fā)電機(jī)。根據(jù)第3方式,能夠?qū)崮苻D(zhuǎn)換為放射本能(有效能:exergy)大的電能。
[0058]本發(fā)明的第4方式，提供下述排熱回收裝置:在第I方式?第3方式的任一方式中，上述朗肯循環(huán)，通過在上述冷凝器中使由上述膨脹機(jī)進(jìn)行了膨脹的上述工作流體與由上述排熱回收熱交換器加熱之前的在上述第2熱介質(zhì)流路中流動的上述第2熱介質(zhì)熱交換，從而使上述工作流體冷凝。根據(jù)第4方式，能夠利用由排熱回收熱交換器加熱之前的第2熱介質(zhì)使工作流體冷凝。
[0059]本發(fā)明的第5方式，提供下述排熱回收裝置:在第4方式中，上述排熱回收熱交換器，使與上述蒸發(fā)器中的上述工作流體熱交換后的在上述排熱流路中流動的上述第I熱介質(zhì)、和與上述冷凝器中的上述工作流體熱交換后的在上述第2熱介質(zhì)流路中流動的上述第2熱介質(zhì)熱交換。根據(jù)第5方式，由于蒸發(fā)器中的高溫?zé)嵩醇吹贗熱介質(zhì)的溫度與冷凝器中的低溫?zé)嵩醇吹?熱介質(zhì)的溫度之差大，因此朗肯循環(huán)的動力生成效率高。另外，由于能夠利用排熱回收熱交換器回收在蒸發(fā)器中與工作流體熱交換后的第I熱介質(zhì)具有的排熱，因此能夠高效地利用第I熱介質(zhì)具有的排熱。
[0060]本發(fā)明的第6方式，提供下述排熱回收裝置:在第4方式中，上述排熱回收熱交換器，使與上述蒸發(fā)器中的上述工作流體熱交換前的在上述排熱流路中流動的上述第I熱介質(zhì)、和與上述冷凝器中的上述工作流體熱交換后的在上述第2熱介質(zhì)流路中流動的上述第2熱介質(zhì)熱交換。根據(jù)第6方式，在第I熱介質(zhì)的溫度對于朗肯循環(huán)來說過高的情況下，能夠通過在排熱回收熱交換器中與第2熱介質(zhì)的熱交換而使蒸發(fā)器中的工作流體的溫度適當(dāng)?shù)叵陆怠Ｓ纱耍舭l(fā)器中的第I熱介質(zhì)的溫度，處于朗肯循