專利名稱：相變蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種相變蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著國家出臺電カ負荷需求管理(DSM)和電カ差價政策，鼓勵用戶開發(fā)低谷電力，最大程度地利用好現(xiàn)有的電カ設(shè)備，實現(xiàn)“移峰填谷”，蓄冷技術(shù)就顯得越來越重要。目前的蓄冷技術(shù)大多采用低溫蓄冷技術(shù)，用作蓄冷儲存的物質(zhì)稱為“相變物質(zhì)(PCM) ”，與顯熱儲存物質(zhì)比較，它的優(yōu)點是體積細小、相變時溫度不變、備用時的損耗較少。目前最普遍使用的相變是固態(tài)與液態(tài)之間的溶解，雖然三態(tài)間的各樣相變都可以應(yīng)用。低溫蓄冷系統(tǒng)由于水的冰點溫度是0度，制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度必須在零下8度以下，所以它是ー種耗電技木。它造價高，一次性投資大，投資回本期長，而且技術(shù)復(fù)雜，設(shè)計和控制的困難，同時也降低系統(tǒng)日后運行的穩(wěn)定性及増加設(shè)備的故障率和增加設(shè)備維修率等等。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種攜帶方便、運行穩(wěn)定、維護容易的相變蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案ー種相變蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)，包括箱體，所述箱體內(nèi)設(shè)有發(fā)電機，所述箱體內(nèi)設(shè)有相變蓄能裝置，所述相變蓄能裝置連接螺桿膨脹機，螺桿膨脹機通過聯(lián)軸器連接發(fā)電機。本實用新型所述相變蓄能裝置內(nèi)設(shè)有相變換熱器。本實用新型所述相變換熱器為U形管換熱器。本實用新型所述箱體內(nèi)還設(shè)有控制器。本實用新型所述控制器為微處理控制器。本實用新型所述箱體上設(shè)有頂蓋。本實用新型所述螺桿膨脹機由進汽設(shè)備調(diào)節(jié)閥、螺桿機本體及排出管閥組成。本實用新型所述螺桿膨脹機上還設(shè)有潤滑油系統(tǒng)、密封裝置、冷卻水系統(tǒng)、調(diào)速與保安控制系統(tǒng)和減速機。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用低溫相變技術(shù)和便攜式結(jié)構(gòu)，可以大大提高蓄能效率，并且降低使用和維護成本。

圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型螺桿膨脹機的工作原理示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進ー步的描述。[0016]如圖I所示，本實用新型相變蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)，包括箱體1，在箱體I內(nèi)設(shè)有發(fā)電機6，箱體I內(nèi)還設(shè)有相變蓄能裝置2，該相變蓄能裝置2連接螺桿膨脹機4，螺桿膨脹機4通過聯(lián)軸器5連接發(fā)電機6。其中，相變蓄能裝置2內(nèi)設(shè)有相變換熱器3，相變換熱器3為U形管換熱器，其內(nèi)部設(shè)有隔板。同時，箱體I內(nèi)還設(shè)有控制器7，控制器7可以采用微處理控制器，以節(jié)省體積和降低功耗。為方便檢修，箱體I上還設(shè)有頂蓋8。如圖2所示，本實用新型采用的螺桿膨脹機由進汽設(shè)備調(diào)節(jié)閥、螺桿機本體及排出管閥等組成，同時附屬系統(tǒng)有潤滑油系統(tǒng)、密封裝置、冷卻水系統(tǒng)、調(diào)速與保安控制系統(tǒng)和減速機(當負載機轉(zhuǎn)速較低時)，各部件(系統(tǒng))的具體組成是I、潤滑油系統(tǒng)潤滑油系統(tǒng)由油箱、油泵、溢流閥、濾油器、冷油器、減壓閥、分油器及儀表組成。 2、密封裝置螺桿膨脹機區(qū)別于其它如透平類蒸汽發(fā)動機，并受到螺旋轉(zhuǎn)子要有足夠的剛度、兩轉(zhuǎn)子軸線平行度、各垂直端面的垂直度、轉(zhuǎn)子扭矩、轉(zhuǎn)速以及高溫、高壓介質(zhì)的限制，也區(qū)別于空氣壓縮機的簡易密封。本密封裝置是采用特別設(shè)計帶有冷卻水套的浮動式雙向機械密封，以水作冷卻和潤滑，使螺桿膨脹機機的高溫、高壓介質(zhì)、油和冷卻水互不滲漏，抗振動，抗彎曲變形，高效密封，而且壽命長、拆裝及更換零部件簡易。3、冷卻水系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng)的作用是冷卻潤滑螺桿膨脹機的機械密封、潤滑油以及高低壓冷卻水套。4、調(diào)速保安與控制系統(tǒng)調(diào)速器是為螺桿膨脹機驅(qū)動發(fā)電機或給水泵、灰漿泵專門設(shè)計的配套的轉(zhuǎn)速控制器，它是一臺可編程控制器(PLC)，或稱電動調(diào)速器，它與電動調(diào)節(jié)閥配合，可對螺桿機泵組進行轉(zhuǎn)速調(diào)整和負荷調(diào)整，它可以采用手動操作方式，也可以采用自動運行方式，包括開機、正常運行、停機，以及當油水系統(tǒng)出現(xiàn)異常及機組超速時自動緊急停機，并發(fā)出聲光報警信號，確保機組安全。調(diào)速器的工作原理是通過轉(zhuǎn)速測量裝置對螺桿膨脹機轉(zhuǎn)速進行測量，并把測量的轉(zhuǎn)速值送到PLC的內(nèi)存單元，將螺桿的轉(zhuǎn)速值與機組額定轉(zhuǎn)速給定值相減，求出轉(zhuǎn)速偏差，再進行相應(yīng)的PID運算，并經(jīng)PLC的模擬量模塊輸出電動調(diào)節(jié)閥所需調(diào)整的開度，實現(xiàn)螺桿機泵組的轉(zhuǎn)速控制。當螺桿機泵組達到額定轉(zhuǎn)速后，給水泵或灰渣泵達到額定負荷，并進入自動調(diào)節(jié)，如欲改變轉(zhuǎn)速或負荷，可通過調(diào)速器功能鍵(開度增或開度減)實現(xiàn)機組轉(zhuǎn)速或負荷的人エ調(diào)節(jié)。5、電液調(diào)速器對于螺桿膨脹機發(fā)電機組，采用電液調(diào)速系統(tǒng)，以確保轉(zhuǎn)速和發(fā)電周波穩(wěn)定，以便發(fā)電機并網(wǎng)。6、減速裝置減速裝置是對用戶負載機轉(zhuǎn)速低于IOOOrpm情況時設(shè)置的，如鍋爐灰漿泵一般為低速泵(< IOOOrpm)。為獲得較高效率和結(jié)構(gòu)緊湊，螺桿膨脹機的轉(zhuǎn)速> 1500rpm。此時，螺桿膨脹機是通過減速機與發(fā)電機連接。螺桿膨脹機的工作過程大致可分為[0032]I、進氣過程高壓介質(zhì)經(jīng)進氣ロ進入轉(zhuǎn)子的齒間容積后，將推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，并使齒間容積不斷擴大，當齒間容積完全與進氣ロ脫離時，進氣過程結(jié)束。2、膨脹過程隨著齒間容積繼續(xù)増大，高壓介質(zhì)體積膨脹溫度降低，同時輸出動カ到轉(zhuǎn)子的伸出軸處。3、排氣過程當齒間容積與排氣ロ相通時，便開始排氣過程，直至齒間容積減少為零，完成ー個工作循環(huán)為止。螺桿膨脹機使用間隙密封，從而具有透平膨脹機和活塞膨脹機均不具有的獨特優(yōu)點，即對進氣為含有液滴的濕蒸汽有良好的適應(yīng)性。當進氣為濕蒸汽時，液滴有助于密封。螺桿膨脹機可作為全流膨脹機使用，即工作介質(zhì)的進氣ロ狀態(tài)不僅可為干蒸汽，也可為ニ相流體或全液體。在螺桿膨脹機中，高壓介質(zhì)直接作用在轉(zhuǎn)子齒面上，因而有近似于直流電機啟動時的轉(zhuǎn)矩特性，即能進行重負荷啟動。螺桿膨脹機轉(zhuǎn)速較低，一般約為同容量透平膨脹機的1/10左右，因而可不通過減速裝置而直接驅(qū)動發(fā)電機或其它低速耗能機械，且軸封 效果好，壽命長，其技術(shù)特點包括以下幾點I、它是ー種容積式的全流動カ設(shè)備，能適應(yīng)過熱蒸汽、飽和蒸汽、汽水兩相流體和熱水(包括高鹽分熱水)エ質(zhì)；2、無級調(diào)速，轉(zhuǎn)速一般設(shè)計為(1500 3000)r/min，相比同功率汽輪機，有較高的內(nèi)效率，一般在65%以上；3、在熱源參數(shù)、功率及熱負荷50%變化范圍內(nèi)，能保持平穩(wěn)工作且較高運行效 率;4、單機功率在(100 2000) Kw ；5、設(shè)備緊湊，占地少，工程施工量?。?、操作方便，運行維護簡單，而且具有除垢自潔能力，大修周期長；7、起動不需要盤車、暖機。噪音低、平穩(wěn)、安全、可靠，全自動無人值守運行；螺桿膨脹機的熱源范圍是—、直接驅(qū)動螺桿膨脹機的熱源應(yīng)用范圍如下蒸汽參數(shù)0.15MPa-3. OMPa，溫度< 300°C熱水參數(shù)壓カ0. 8MPa以上的熱水，溫度> 170°Cニ、間接應(yīng)用的熱源范圍如下蒸汽參數(shù)壓力く 0. IMPa以下的各種蒸汽——雙循環(huán)發(fā)電熱水參數(shù)壓カ< 0. 8MPa以下，溫度> 65°C的熱水——雙循環(huán)發(fā)電煙氣參數(shù)溫度〉200°C的各種煙氣——配余熱鍋爐發(fā)電螺桿膨脹機主要是利用エ業(yè)中的蒸汽、熱水、熱液或汽液兩相流體等動カ源，將熱能轉(zhuǎn)換為動力，驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電，或直接驅(qū)動風(fēng)機、水泵、壓縮機、攪拌機、磨煤機、制粉機等機械設(shè)備，替代電動機，或替代大型制冷機的膨脹閥等回收動力，廣泛應(yīng)用于電力、化工、石油、冶金、礦山、輕エ等エ業(yè)領(lǐng)域?？苫厥榨I(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的余熱、廢熱和能量梯級變化中的節(jié)流損失，沒有燃燒一次能源發(fā)電所帯來的粉塵污染和其他環(huán)境污染，有顯著改善環(huán)境質(zhì)量、提高社會整體環(huán)保水平的重要作用。本實用新型通過相變材料的蓄能和螺桿膨脹機的轉(zhuǎn)化帶動發(fā)電機發(fā)電。發(fā)電機主要由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋、電刷、機座及軸承等部件構(gòu)成。其中，定子由機座、定子鐵芯、線包繞組以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成；轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子磁極(有磁扼、磁極繞組)、滑環(huán)(又稱銅環(huán)、集電環(huán))、風(fēng)扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成。螺桿膨脹機經(jīng)過聯(lián)軸器連接發(fā)電機的軸承，使轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn)，通過滑環(huán)通入一定勵磁電流，使轉(zhuǎn)子成為ー個旋轉(zhuǎn)磁場，定子線圈做切割磁力線的運動，從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢，通過接線端子引出，接在回路中，便產(chǎn)生了電流。所產(chǎn)生交變電流可以應(yīng)用于小型電網(wǎng)、家庭電路及應(yīng)急電路等電路中。本實用新型為了克服低溫蓄冷系統(tǒng)的缺點，相變蓄能裝置采用了低溫(零下冰)共晶鹽相變材料，這種相變材料的冰點低于零度可達-114度，可以應(yīng)用于冷凍、冷藏、急凍等領(lǐng)域，如冷庫、凍庫，醫(yī)用急凍等。該共晶鹽(正溫度的相變物質(zhì))是利用兩種以上的化學(xué)物質(zhì)按一定比例混合而成的無毒的共晶鹽(相變物質(zhì))，使其凝固點或溶點比水高。這種共晶鹽相變材料裝在換熱容器內(nèi)，適用于大型商業(yè)、エ業(yè)或其它機構(gòu)的供熱、空調(diào)、制冷等系統(tǒng)，其發(fā)電效率也高于普通相變材料。其次，共晶鹽相變材料熱蓄能技術(shù)具有自行冷凍的功能，在日間與晚間的環(huán)境溫度變化高于攝氏10-15度吋，就可提供自行冷凍的TES儲存而無需運行冰水機。由于共晶鹽相變材料(PCM)組合無毒性，不燃燒、不產(chǎn)生氣體及無機物，因此大部分的氫氧化物都不會隨相變而產(chǎn)生體積的變化，即膨脹或收縮，而且不會因相變而發(fā)生“分離層化”現(xiàn)象使熱蓄存量衰減。同時，共晶鹽具有高可靠性和穩(wěn)定性及耐久性， 而且具有經(jīng)濟性和商用價值。共晶鹽放置在不銹鋼球及高密度聚こ烯板容器中，可以通過壽命周期15至20年的測試。這些共晶鹽相變材料(PCM)均有可靠的表現(xiàn)，沒有出現(xiàn)“層化現(xiàn)象”及容器的漲縮現(xiàn)象。應(yīng)用于本實用新型中不僅穩(wěn)定可靠，可以適合臨時供電和應(yīng)急供電使用，其儲存起來的冷/熱能可以有效補償日間的峰值電カ消耗。
權(quán)利要求1.ー種相變蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)，包括箱體(I)，所述箱體⑴內(nèi)設(shè)有發(fā)電機(6)，其特征在于所述箱體(I)內(nèi)設(shè)有相變蓄能裝置(2)，所述相變蓄能裝置(2)連接螺桿膨脹機(4)，螺桿膨脹機(4)通過聯(lián)軸器(5)連接發(fā)電機(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的相變蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述相變蓄能裝置(2)內(nèi)設(shè)有相變換熱器(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的相變蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)，其特征在干所述相變換熱器(3)為U形管換熱器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的相變蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述箱體⑴內(nèi)還設(shè)有控制器(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的相變蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述控制器(7)為微處理控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的相變蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述箱體(I)上設(shè)有頂蓋⑶。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的相變蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述螺桿膨脹機(4)由進汽設(shè)備調(diào)節(jié)閥、螺桿機本體及排出管閥組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的相變蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)，其特征在干所述螺桿膨脹機(4)上還設(shè)有潤滑油系統(tǒng)、密封裝置、冷卻水系統(tǒng)、調(diào)速與保安控制系統(tǒng)和減速機。
專利摘要本實用新型公開了一種相變蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)，要解決的技術(shù)問題是提供一種攜帶方便、運行穩(wěn)定、維護容易的相變蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案一種相變蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)，包括箱體，所述箱體內(nèi)設(shè)有發(fā)電機，所述箱體內(nèi)設(shè)有相變蓄能裝置，所述相變蓄能裝置連接螺桿膨脹機，螺桿膨脹機通過聯(lián)軸器連接發(fā)電機。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用低溫相變技術(shù)和便攜式結(jié)構(gòu)，可以大大提高蓄能效率，并且降低使用和維護成本。
文檔編號F01K27/02GK202520388SQ20122012992
公開日2012年11月7日 申請日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者鄭德強 申請人:鄭德強