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)有兩個回熱支路，其中貧氨溶液回熱支路設(shè)有兩臺回熱器，抽氣回熱支路中設(shè)有一臺回熱器。貧氨溶液回熱支路開始于氣液分離器，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)器之前的第三回熱器預(yù)熱進入蒸發(fā)器的氨工質(zhì)，后又通過第一回熱器預(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；抽氣回熱支路開始于第一級氨透平和第二級氨透平之間，終止于吸收器，通過該回熱支路中的第二回熱器充分吸收第一級透平做功后被抽出的乏汽的熱量。因此通過三臺回熱器對貧氨溶液熱量及抽氣乏汽熱量的回收再利用，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)，即一種適用于地熱、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)及回收低溫熱能資源，不僅能夠為人類提供寶貴的能源，且有利于保護環(huán)境，具有促進人類社會可持續(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。而對于地熱、工業(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熱、工業(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)和兩個回熱支路，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、回熱器、蒸發(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]所述的回熱器安裝在氨儲液筒和蒸發(fā)器之間；
[0009]回熱器由第一回熱器、第二回熱器和第三回熱器組成。
[0010]在氨儲液筒和第一回熱器之間還安裝有氨泵。
[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熱支路和/或抽氣乏汽回熱支路；
[0012]所述的貧氨溶液回熱支路從分離器進入第三回熱器和第一回熱器，最后進入吸收器。
[0013]所述的抽氣乏汽回熱支路從第一級透平進入第二回熱器，最后進入吸收器。
[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)通過氨泵依次進入第一回熱器、第二回熱器、第三回熱器，在回熱器中氨水部分被汽化，部分被汽化后的氨水工質(zhì)進入蒸發(fā)器再次汽化，汽化后的氨水工質(zhì)進入分離器，在分離器中被分離為貧氨溶液和氨氣兩種，其中貧氨溶液進入貧氨溶液回熱支路，氨氣進入第一級透平做功，做功后的部分乏汽被抽離進入抽氣乏汽回熱支路，大部分做功后的乏汽進入第二級透平做功，做功后的乏汽進入吸收器，和兩回熱支路的工質(zhì)混合，然后進入冷凝器，被冷凝為液態(tài)的氨水工質(zhì)進入氨儲液罐。
[0015]本發(fā)明的熱力循環(huán)系統(tǒng)通過第一回熱器、第二回熱器后，采用的第三回熱器能更好的充分回收貧氨溶液中的熱量，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、第一回熱器4、第二回熱器5、第三回熱器6、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進入第一回熱器3，完成循環(huán)。
[0021]3、回熱器，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、地熱、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、地熱、海洋溫差等小溫差冷源與氨水工質(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)進行詳細描述。
[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、回熱器、蒸發(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進入第一回熱器3，其中部分氨水工質(zhì)被汽化，部分汽化后的氨水工質(zhì)隨即進入第二回熱器4，在第二回熱器4內(nèi)部分被汽化，再次部分被汽化后的氨水溶液進入第三回熱器5，部分氨水工質(zhì)被第三回熱器5中的貧氨溶液汽化,部分被汽化后的氨水工質(zhì)進入蒸發(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入其中一回熱支路中循環(huán)，氨氣進入第一級透平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入另一回熱支路，大部分氣體進入第二級透平10做功，帶動第二級發(fā)電機11發(fā)電，做功后的乏汽進入吸收器12，和兩回熱支路中的氨水工質(zhì)混合，然后進入冷凝器13，被冷凝為液態(tài)進入氨儲液罐I。
[0030]貧氨溶液回熱支路為從分離器7中分離出的貧氨工質(zhì)先后進入第三回熱器5和第一回熱器3，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)，最后進入吸收器12進入主循環(huán)。
[0031]抽氣乏汽回熱支路為在第一級透平8做功后被抽離出的乏汽進入第二回熱器4，利用乏汽的熱量來加熱主循環(huán)中的氨水工質(zhì)，最后進入吸收器12進入主循環(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依次進入第一回熱器3、第二回熱器4、第三回熱器5，在回熱器中氨水部分被汽化，部分被汽化后的氨水工質(zhì)進入蒸發(fā)器6再次汽化，汽化后的氨水工質(zhì)進入分離器7，在分離器7中被分離為貧氨溶液和氨氣兩種，其中貧氨溶液進入貧氨溶液回熱支路，氨氣進入第一級透平8做功，做功后的部分乏汽被抽離進入抽氣乏汽回熱支路，大部分做功后的乏汽進入第二級透平做功10，做功后的乏汽進入吸收器12，和兩回熱支路的工質(zhì)混合，然后進入冷凝器13，被冷凝為液態(tài)的氨水工質(zhì)進入氨儲液罐。
【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)、回熱器、蒸發(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熱器安裝在氨儲液筒(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熱器由第一回熱器(3)、第二回熱器⑷和第三回熱器(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)和第一回熱器(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熱支路和/或抽氣乏汽回熱支路。
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熱支路從分離器(7)進入第三回熱器(5)和第一回熱器(3)，最后進入吸收器(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熱支路從第一級透平(8)進入第二回熱器(4)，最后進入吸收器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)依次進入第一回熱器(3)、第二回熱器(4)、第三回熱器(5)，在回熱器中氨水部分被汽化，部分被汽化后的氨水工質(zhì)進入蒸發(fā)器(6)再次汽化，汽化后的氨水工質(zhì)進入分離器(7)，在分離器(7)中被分離為貧氨溶液和氨氣兩種，其中貧氨溶液進入貧氨溶液回熱支路，氨氣進入第一級透平(8)做功，做功后的部分乏汽被抽離進入抽氣乏汽回熱支路，大部分做功后的乏汽進入第二級透平(9)做功，做功后的乏汽進入吸收器(12)，和兩回熱支路的工質(zhì)混合，然后進入冷凝器(13)，被冷凝為液態(tài)的氨水工質(zhì)進入氨儲液罐(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