內(nèi)燃機兩級有機朗肯循環(huán)余熱回收系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及內(nèi)燃機余熱利用領(lǐng)域，尤其涉及一種內(nèi)燃機兩級有機朗肯循環(huán)余熱回收系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)燃機余熱主要包括廢氣余熱和冷卻水余熱兩大部分，通過回收余熱提高內(nèi)燃機效率是內(nèi)燃機節(jié)能減排的重要途徑之一。有機朗肯循環(huán)技術(shù)是內(nèi)燃機余熱回收的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究表明，采用有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)回收余熱，可以提高內(nèi)燃機綜合熱效率5-15%，節(jié)能減排效果顯著。
[0003]現(xiàn)有用于內(nèi)燃機廢氣及冷卻水余熱回收的有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)主要有兩大類:1)采用一種工質(zhì)、單個循環(huán)回收廢氣余熱，利用冷卻水余熱對有機工質(zhì)預(yù)熱，回收部分冷水余熱，或者完全不回收冷卻水余熱；2)采用兩種工質(zhì)，兩個循環(huán)分別獨立回收內(nèi)燃機廢氣和冷卻水余熱。單工質(zhì)、單循環(huán)系統(tǒng)相對簡單，部件少，成本低，但不能充分回收內(nèi)燃機余熱；雙工質(zhì)、雙循環(huán)系統(tǒng)雖然能夠最大程度回收內(nèi)燃機余熱，但系統(tǒng)復(fù)雜、部件多、成本高，很難在內(nèi)燃機上大規(guī)模應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于【背景技術(shù)】中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)燃機兩級有機朗肯循環(huán)余熱回收系統(tǒng)，其既能充分利用內(nèi)燃機的廢氣及冷卻水又能提高內(nèi)燃機兩級有機朗肯循環(huán)余熱回收系統(tǒng)的空間緊湊性。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種內(nèi)燃機兩級有機朗肯循環(huán)余熱回收系統(tǒng)，其包括有機工質(zhì)儲液罐、壓縮分流機構(gòu)、高壓換熱器、高壓側(cè)氣液分離器、高壓級膨脹機、合流閥、低壓級膨脹機、發(fā)電機組、冷凝器、低壓換熱器以及低壓側(cè)氣液分離器。
[0006]有機工質(zhì)儲液罐儲存液態(tài)有機工質(zhì)。
[0007]壓縮分流機構(gòu)連通于有機工質(zhì)儲液罐，用于接收來自有機工質(zhì)儲液罐的液態(tài)有機工質(zhì)、對液態(tài)有機工質(zhì)進行壓縮并分流成低壓液態(tài)有機工質(zhì)和高壓液態(tài)有機工質(zhì)。
[0008]高壓換熱器具有:高壓換熱器用有機工質(zhì)入口，接收壓縮分流機構(gòu)分流出的高壓液態(tài)有機工質(zhì)；高壓換熱器用有機工質(zhì)出口 ；高壓換熱器用廢氣入口，連通于內(nèi)燃機的內(nèi)燃機用排氣口 ；以及高壓換熱器用廢氣出口。
[0009]高壓側(cè)氣液分離器具有:高壓側(cè)氣液分離器入口，連通于高壓換熱器用有機工質(zhì)出口 ；高壓側(cè)氣液分離器氣出口 ；以及高壓側(cè)氣液分離器液出口，連通于有機工質(zhì)儲液罐。
[0010]高壓級膨脹機具有:高壓級膨脹機入口，連通于高壓側(cè)氣液分離器氣出口 ；以及高壓級膨脹機出口。
[0011]合流閥具有:合流閥高壓側(cè)入口，連通于高壓級膨脹機出口 ；合流閥低壓側(cè)入口 ；以及合流閥出口。
[0012]低壓級膨脹機具有:低壓級膨脹機入口，連通于合流閥出口 ；以及低壓級膨脹機出口。
[0013]發(fā)電機組連接于高壓級膨脹機以及低壓級膨脹機，且連接于外部的供電或儲能裝置。
[0014]冷凝器具有:冷凝器入口，連通于低壓級膨脹機出口 ；以及冷凝器出口，連通于有機工質(zhì)儲液罐。
[0015]低壓換熱器具有:低壓換熱器用有機工質(zhì)入口，接收壓縮分流機構(gòu)分流出的低壓液態(tài)有機工質(zhì)；低壓換熱器用有機工質(zhì)出口 ；低壓換熱器用冷卻水入口，連通于內(nèi)燃機的內(nèi)燃機用冷卻水出口 ；以及低壓換熱器用冷卻水出口，連通于內(nèi)燃機的內(nèi)燃機用冷卻水入
□ O
[0016]低壓側(cè)氣液分離器具有:低壓側(cè)氣液分離器入口，連通于低壓換熱器用有機工質(zhì)出口 ；低壓側(cè)氣液分離器氣出口，連通于合流閥低壓側(cè)入口 ；以及低壓側(cè)氣液分離器液出口，連通于有機工質(zhì)儲液罐。
[0017]其中，
[0018]有機工質(zhì)儲液罐、壓縮分流機構(gòu)、高壓換熱器、高壓側(cè)氣液分離器、高壓級膨脹機、合流閥、低壓級膨脹機以及冷凝器構(gòu)成用于內(nèi)燃機廢氣回收的兩級膨脹有機朗肯循環(huán)回路；
[0019]有機工質(zhì)儲液罐、壓縮分流機構(gòu)、低壓換熱器、低壓側(cè)氣液分離器、合流閥、低壓級膨脹機以及冷凝器構(gòu)成用于內(nèi)燃機冷卻水回收的單級膨脹有機朗肯循環(huán)回路；
[0020]用于內(nèi)燃機廢氣回收的兩級膨脹有機朗肯循環(huán)回路和用于內(nèi)燃機冷卻水回收的單級膨脹有機朗肯循環(huán)回路共用低壓級膨脹機、冷凝器以及有機工質(zhì)儲液罐，以實現(xiàn)用于內(nèi)燃機廢氣回收的兩級膨脹有機朗肯循環(huán)回路和用于內(nèi)燃機冷卻水回收的單級膨脹有機朗肯循環(huán)回路之間的耦合；
[0021]有機工質(zhì)從有機工質(zhì)儲液罐中流出并進入壓縮分流機構(gòu)，壓縮分流機構(gòu)對接收的液態(tài)有機工質(zhì)進行壓縮并分流成低壓液態(tài)有機工質(zhì)和高壓液態(tài)有機工質(zhì)；
[0022]內(nèi)燃機排出的廢氣通過高壓換熱器用廢氣入口進入高壓換熱器，壓縮分流機構(gòu)分流出的高壓液態(tài)有機工質(zhì)經(jīng)由高壓換熱器用有機工質(zhì)入口進入高壓換熱器；在高壓換熱器中，廢氣與高壓液態(tài)有機工質(zhì)進行換熱，廢氣放熱降溫并經(jīng)由高壓換熱器用廢氣出口排出，高壓液態(tài)有機工質(zhì)吸熱升溫而變?yōu)楦邏赫羝麘B(tài)有機工質(zhì)，高壓蒸汽態(tài)有機工質(zhì)包含通過高壓液態(tài)有機工質(zhì)蒸發(fā)而變成的高壓氣態(tài)有機工質(zhì)以及未蒸發(fā)的高壓液態(tài)有機工質(zhì)；高壓蒸汽態(tài)有機工質(zhì)通過高壓換熱器用有機工質(zhì)出口以及高壓側(cè)氣液分離器入口進入高壓側(cè)氣液分離器，以分離出未蒸發(fā)的高壓液態(tài)有機工質(zhì)，分離出的高壓液態(tài)有機工質(zhì)通過高壓側(cè)氣液分離器液出口進入有機工質(zhì)儲液罐，高壓蒸汽態(tài)有機工質(zhì)中的高壓氣態(tài)有機工質(zhì)通過高壓側(cè)氣液分離器氣出口以及高壓級膨脹機入口進入高壓級膨脹機，以帶動高壓級膨脹機進行第一級膨脹做功，驅(qū)動發(fā)電機組發(fā)電；做功后的高壓液態(tài)有機工質(zhì)變?yōu)閴毫档偷母邏簜?cè)乏氣，高壓側(cè)乏氣通過高壓級膨脹機出口以及合流閥高壓側(cè)入口進入合流閥；
[0023]內(nèi)燃機排出的冷卻水通過低壓換熱器用冷卻水入口進入低壓換熱器，壓縮分流機構(gòu)分流出的低壓液態(tài)有機工質(zhì)經(jīng)由低壓換熱器用有機工質(zhì)入口進入低壓換熱器；在低壓換熱器內(nèi)，低壓液態(tài)有機工質(zhì)與冷卻水進行換熱，冷卻水放熱降溫、之后經(jīng)由低壓換熱器用冷卻水出口以及內(nèi)燃機用冷卻水入口進入內(nèi)燃機中進行循環(huán)使用，低壓液態(tài)有機工質(zhì)吸熱升溫而變?yōu)榈蛪赫羝麘B(tài)有機工質(zhì)，低壓蒸汽態(tài)有機工質(zhì)包含通過低壓液態(tài)有機工質(zhì)蒸發(fā)而變成的低壓氣態(tài)有機工質(zhì)以及未蒸發(fā)的低壓液態(tài)有機工質(zhì)；低壓蒸汽態(tài)有機工質(zhì)通過低壓換熱器用有機工質(zhì)出口以及低壓側(cè)氣液分離器入口進入低壓側(cè)氣液分離器，以分離出未蒸發(fā)的低壓液態(tài)有機工質(zhì)，分離出的低壓液態(tài)有機工質(zhì)通過低壓側(cè)氣液分離器液出口進入有機工質(zhì)儲液罐，低壓蒸汽態(tài)有機工質(zhì)中的低壓氣態(tài)有機工質(zhì)通過低壓側(cè)氣液分離器氣出口以及合流閥低壓側(cè)入口進入合流閥；
[0024]在合流閥中，高壓側(cè)乏氣和低壓氣態(tài)有機工質(zhì)合流形成混合有機工質(zhì)，混合有機工質(zhì)通過合流閥出口以及低壓級膨脹機入口進入低壓級膨脹機，帶動低壓級膨脹機進行第二級膨脹做功，驅(qū)動發(fā)電機組發(fā)電，做功后的混合有機工質(zhì)變?yōu)榈蛪簜?cè)乏氣，低壓側(cè)乏氣通過低壓級膨脹機出口以及冷凝器入口進入冷凝器并冷凝為液態(tài)有機工質(zhì)，然后經(jīng)由冷凝器出口排出并輸送到有機工質(zhì)儲液罐內(nèi)。
[0025]本發(fā)明的有益效果如下:
[0026]在根據(jù)本發(fā)明所述的內(nèi)燃機兩級有機朗肯循環(huán)余熱回收系統(tǒng)中，采用一種有機工質(zhì)通過內(nèi)燃機廢氣回收的兩級膨脹有機朗肯循環(huán)回路和用于內(nèi)燃機冷卻水回收的單級膨脹有機朗肯循環(huán)回路之間的耦合同時將內(nèi)燃機排出的冷卻水和廢氣進行的余熱回收發(fā)電，既能充分利用內(nèi)燃機的廢氣及冷卻水又能提高內(nèi)燃機兩級有機朗肯循環(huán)余熱回收系統(tǒng)的空間緊湊性。
【附圖說明】
[0027]圖1是根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機兩級有機朗肯循環(huán)余熱回收系統(tǒng)的一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2是根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機兩級有機朗肯循環(huán)余熱回收系統(tǒng)的另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3是根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機兩級有機朗肯循環(huán)余熱回收系統(tǒng)的再一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖4是根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機兩級有機朗肯循環(huán)余熱回收系統(tǒng)的又一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0032]E內(nèi)燃機
[0033]Gl內(nèi)燃機用進氣口
[0034]G2內(nèi)燃機用排氣口
[0035]Wl內(nèi)燃機用冷卻水出口
[0036]W2內(nèi)燃機用冷卻水入口
[0037]11有機工質(zhì)儲液罐
[0038]111有機工質(zhì)儲液罐第一入口
[0039]112機工質(zhì)儲液罐第二入口
[0040]113機工質(zhì)儲液罐出口<