一種數(shù)據(jù)中心液態(tài)空氣制冷發(fā)電裝置及工作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種數(shù)據(jù)中心液態(tài)空氣工質(zhì)制冷發(fā)電裝置及工作方法，其中的一種數(shù)據(jù)中心液態(tài)空氣工質(zhì)制冷發(fā)電裝置，包括：超低溫儲(chǔ)液罐、高壓超低溫液體泵、高壓超低溫管路、射流引流器、低溫?fù)Q熱器、低溫高壓氣管路、氣體混合引流器、由氣體擴(kuò)張段、中溫?fù)Q熱器、氣體收縮段組成的升溫增壓補(bǔ)熵?fù)Q熱器、常溫工作氣體管路、氣輪機(jī)輸入閥、工作氣路、氣輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、乏氣氣路、氣輪機(jī)輸出閥、回氣管路、制冷回水輸入管路、中低溫?fù)Q熱器連接管路、制冷回水輸出管路、余氣排放口、液態(tài)空氣加注口、檢修短路管路、檢修短路氣閥及引流回氣管路。本發(fā)明可以降低制冷機(jī)組采購成本、降低備用發(fā)電機(jī)組采購成本，通過減免數(shù)據(jù)中心制冷機(jī)組電耗，低溫發(fā)電機(jī)組發(fā)電自用等方式，可以使得數(shù)據(jù)中心電耗大幅度降低。
【專利說明】一種數(shù)據(jù)中心液態(tài)空氣制冷發(fā)電裝置及工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于液態(tài)空氣發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種數(shù)據(jù)中心液態(tài)空氣制冷發(fā)電裝置及工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，數(shù)據(jù)中心都擁有大量服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，耗能巨大，一個(gè)數(shù)據(jù)中心耗電有時(shí)可以達(dá)到上百萬千瓦。全國所有數(shù)據(jù)中心耗電總和相當(dāng)于天津市的全部耗電量。數(shù)據(jù)中心設(shè)備工作時(shí)發(fā)出大量熱量，需要大功率制冷系統(tǒng)維持適宜環(huán)境溫度。長(zhǎng)期以來多采用空調(diào)制冷系統(tǒng)和自然冷源冷卻配合實(shí)施，所有的熱量均屬于搬出數(shù)據(jù)中心“扔”到大氣層、自然環(huán)境中了，不同的地方往往只是盡可能采用更低成本的手段實(shí)現(xiàn)“扔”熱量的辦法。數(shù)據(jù)中心本身是高耗電系統(tǒng)，用大功率制冷系統(tǒng)制冷，綜合耗電量將更高。
[0003]現(xiàn)有用熱泵，將機(jī)房空調(diào)冷卻水中熱能回收利用，產(chǎn)生熱水，供采暖、生活、生產(chǎn)使用。數(shù)據(jù)中心每I萬千瓦能耗，回收得到的熱水可以供10萬平米住宅采暖，現(xiàn)實(shí)中很多情況下回收的大量熱水無法得到利用。
[0004]目前已有的低溫?zé)嵩窗l(fā)電技術(shù)多是是在熱泵回收熱量，產(chǎn)生80°C以上高溫?zé)崴螅捎玫蜏匕l(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)電效率很低，熱能轉(zhuǎn)換為電能的效率只有1飛％，沒有使用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的是提出一個(gè)采用液態(tài)空氣作為工作介質(zhì)，高效率吸收數(shù)據(jù)中心機(jī)房設(shè)備產(chǎn)生的大量熱量，將熱能轉(zhuǎn)化為電能自用的解決方案，減少電能消耗、減少冷卻水資源消耗、減少對(duì)環(huán)境的熱排放，實(shí)現(xiàn)環(huán)保、節(jié)能、減排、資源循環(huán)利用。
[0006]本發(fā)明針對(duì)上述問題，提供一種數(shù)據(jù)中心液態(tài)空氣工質(zhì)制冷發(fā)電裝置及工作方法。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種數(shù)據(jù)中心液態(tài)空氣工質(zhì)制冷發(fā)電裝置，包括:超低溫儲(chǔ)液罐、高壓超低溫液體泵、高壓超低溫管路、射流引流器、低溫?fù)Q熱器、低溫高壓氣管路、氣體混合引流器、由氣體擴(kuò)張段、中溫?fù)Q熱器、氣體收縮段組成的升溫增壓補(bǔ)熵?fù)Q熱器、常溫工作氣體管路、氣輪機(jī)輸入閥、工作氣路、氣輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、乏氣氣路、氣輪機(jī)輸出閥、回氣管路、制冷回水輸入管路、中低溫?fù)Q熱器連接管路、制冷回水輸出管路、余氣排放口、液態(tài)空氣加注口、檢修短路管路、檢修短路氣閥及引流回氣管路；所述超低溫儲(chǔ)液罐輸出端連接高壓超低溫液體泵；所述高壓超低溫液體泵的輸出端通過高壓超低溫管路連接射流引流器；所述射流引流器連接低溫?fù)Q熱器；所述低溫?fù)Q熱器的輸出端通過低溫高壓氣管路連接氣體混合引流器；所述氣體擴(kuò)張段設(shè)置在氣體混合引流器上方(輸出方)；所述中溫?fù)Q熱器設(shè)置在氣體擴(kuò)張段上方(輸出方);所述氣體收縮段設(shè)置在中溫?fù)Q熱器上方(輸出方)；所述中低溫?fù)Q熱器連接管路連接低溫?fù)Q熱器和中溫?fù)Q熱器；所述制冷回水輸入管路連接中溫?fù)Q熱器；所述引流回氣管路連接射流引流器和氣體收縮段；所述余氣排放口連接氣體收縮段；所述常溫工作氣體管路輸出端分別連接檢修短路管路和氣輪機(jī)輸入閥；所述檢修短路管路輸出端連接檢修短路氣閥；所述檢修短路氣閥通過回氣管路連接氣體混合引流器；所述氣輪機(jī)輸入閥通過工作氣路連接氣輪機(jī)；所述氣輪機(jī)連接發(fā)電機(jī)；所述氣輪機(jī)通過乏氣氣路連接氣輪機(jī)輸出閥；所述氣輪機(jī)輸出閥通過回氣管路連接氣體混合引流器。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種數(shù)據(jù)中心液態(tài)空氣工質(zhì)制冷發(fā)電裝置工作方法，包括以下步驟:
SI，高壓超低溫液體泵把超低溫儲(chǔ)液罐中的液態(tài)空氣抽出，以30MPa以上的壓力輸送；S2，高壓的超低溫的液體通過高壓超低溫管路到達(dá)射流引流器，吸入從引流回氣管路輸送來的氣態(tài)空氣，混合后形成較低溫度的汽液混合物；
S3，30MPa以上的高壓的較低溫的氣液混合物通過超低溫氣液管路進(jìn)入到低溫?fù)Q熱器，和從中低溫?fù)Q熱器連接管路輸入到低溫?fù)Q熱器的回水進(jìn)行換熱，液態(tài)空氣的高壓氣液混合物吸熱氣化，成為高壓低溫氣體，然后再通過低溫高壓氣管路進(jìn)入到氣體混合引流器；
S4,在氣體混合引流器，少量高壓氣流帶動(dòng)10倍?100倍大量低壓乏氣氣流一起流動(dòng)，熱量、壓力混合交流，成為較低壓力的，較大氣流量的氣流，這個(gè)氣流氣壓在IMPa到5MPa之間；
S5，較低壓力的，較大氣流量的氣流進(jìn)入到由氣體擴(kuò)張段、中溫?fù)Q熱器、氣體收縮段組成的升溫增壓補(bǔ)熵?fù)Q熱器，在氣體擴(kuò)張段，由于容器橫截面積增加，氣流壓力減小，流速減小，溫度降低，更有利于吸收熱量；進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)的初步增壓的工作氣體在中溫?fù)Q熱器部分，和由制冷回水輸入管路輸入的溫度在18-25攝氏度的制冷回水繼續(xù)升溫、升壓、補(bǔ)熵；然后制冷回水通過中低溫?fù)Q熱器連接管路輸入到低溫?fù)Q熱器和從射流引流器輸入的高壓超低溫的液體進(jìn)行換熱，再通過制冷回水輸出管路輸出4-18攝氏度的制冷水；
S6，氣體到氣體收縮段后，容器橫截面積減小，壓力、溫度上升，形成更高溫度的氣體；該氣體一小部分通過引流回氣管路被射流引流器吸入，與超低溫高壓液態(tài)空氣混合后得到利用，另外大部分將通過常溫工作氣體管路、氣輪機(jī)輸入閥及工作氣路進(jìn)入到氣輪機(jī)做功輸出，并通過共軸輸出，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電；
S7，氣輪機(jī)排出的低溫低壓氣體經(jīng)過乏氣氣路、氣輪機(jī)輸出閥及回氣管路輸入到氣體混合引流器，然后再重復(fù)進(jìn)入到由氣體擴(kuò)張段、中溫?fù)Q熱器、氣體收縮段組成的升溫增壓補(bǔ)熵?fù)Q熱器；
S8，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。
[0009]所述的數(shù)據(jù)中心液態(tài)空氣工質(zhì)制冷發(fā)電裝置工作方法，還包括所述由氣體擴(kuò)張段、中溫?fù)Q熱器、氣體收縮段組成的升溫增壓補(bǔ)熵?fù)Q熱器中的壓力達(dá)到0.1MPa到5MPa的任意設(shè)定值時(shí)，可以通過余氣排放口將氣體排放氣體到大氣中。
[0010]所述的數(shù)據(jù)中心液態(tài)空氣工質(zhì)制冷發(fā)電裝置工作方法，還包括所述氣輪機(jī)或發(fā)電機(jī)突然出現(xiàn)故障的時(shí)候，可以關(guān)閉氣輪機(jī)輸入閥和氣輪機(jī)輸出閥，打開檢修短路氣閥，氣體通過檢修短路管路、檢修短路氣閥及回氣管路進(jìn)入到由氣體擴(kuò)張段、中溫?fù)Q熱器、氣體收縮段組成的升溫增壓補(bǔ)熵?fù)Q熱器中，多余氣體從余氣排放口排放到大氣，此時(shí)進(jìn)入檢修狀態(tài)，不影響裝置制冷運(yùn)行。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
1、通過節(jié)約制冷機(jī)組電耗，數(shù)據(jù)中心電耗大幅度降低；還可以降低制冷機(jī)組采購成本、降低備用發(fā)電機(jī)組采購成本；
2、可以自發(fā)電自用，耗電進(jìn)一步減少，甚至完全實(shí)現(xiàn)自我供應(yīng)；
3、制冷效果好，和環(huán)境溫度無關(guān)；
4、氣輪機(jī)可靠性高，發(fā)電可用性強(qiáng)，能長(zhǎng)期穩(wěn)定工作；
5、備份多種模式，液態(tài)空氣可以直接制冷，保障機(jī)房應(yīng)急制冷；
6、省去了冷卻散熱系統(tǒng)，沒有冷卻塔水耗，節(jié)約了環(huán)境水資源；
7、排氣潔凈、低溫、無水，通過機(jī)房加濕后，可以做新風(fēng)，進(jìn)一步提高吸收熱量的能力；
8、減少了對(duì)環(huán)境的熱排放，實(shí)現(xiàn)低碳、減排、循環(huán)利用能源；
9、數(shù)據(jù)中心運(yùn)營成本降低；如增加系統(tǒng)，錯(cuò)峰時(shí)使用“垃圾電”制作液態(tài)空氣，運(yùn)營成本還可以進(jìn)一步下降。
[0012]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0013]【專利附圖】

【附圖說明】
構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。
[0014]圖1是本發(fā)明的一種數(shù)據(jù)中心液態(tài)空氣工質(zhì)制冷發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的一種數(shù)據(jù)中心液態(tài)空氣工質(zhì)制冷發(fā)電裝置工作方法流程圖；
圖3是本發(fā)明的射流引流器結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明的氣體混合引流器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]【專利附圖】

【附圖說明】:
I為超低溫儲(chǔ)液罐、2為高壓超低溫液體泵、3為高壓超低溫管路、4為射流引流器、5為低溫?fù)Q熱器、6為低溫高壓氣管路、7為氣體混合引流器、8為氣體擴(kuò)張段、9為中溫?fù)Q熱器、10為氣體收縮段、11為常溫工作氣體管路、12為氣輪機(jī)輸入閥、13為工作氣路、14為氣輪機(jī)、15為發(fā)電機(jī)、16為乏氣氣路、17為氣輪機(jī)輸出閥、18為回氣管路、19為制冷回水輸入管路、20為中低溫?fù)Q熱器連接管路、21為制冷回水輸出管路、22為余氣排放口、23為液態(tài)空氣加注口、24為檢修短路管路、25為檢修短路氣閥及26為引流回氣管路。
[0016]【具體實(shí)施方式】
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0017]實(shí)施例1
參考圖1，如圖1所示的一種數(shù)據(jù)中心液態(tài)空氣工質(zhì)制冷發(fā)電裝置，包括:超低溫儲(chǔ)液罐1、高壓超低溫液體泵2、高壓超低溫管路3、射流引流器4、低溫?fù)Q熱器5、低溫高壓氣管路6、氣體混合引流器7、由氣體擴(kuò)張段8、中溫?fù)Q熱器9、氣體收縮段10組成的升溫增壓補(bǔ)熵?fù)Q熱器、常溫工作氣體管路11、氣輪機(jī)輸入閥12、工作氣路13、氣輪機(jī)14、發(fā)電機(jī)15、乏氣氣路16、氣輪機(jī)輸出閥17、回氣管路18、制冷回水輸入管路19、中低溫?fù)Q熱器連接管路20、制冷回水輸出管路21、余氣排放口 22、液態(tài)空氣加注口 23、檢修短路管路24、檢修短路氣閥25及引流回氣管路26 ;所述超低溫儲(chǔ)液罐I輸出端連接高壓超低溫液體泵2 ;所述高壓超低溫液體泵的輸出端2通過高壓超低溫管路3連接射流引流器4 ;所述射流引流器4連接低溫?fù)Q熱器5 ;所述低溫?fù)Q熱器的輸出端5通過低溫高壓氣管路6連接氣體混合引流器7 ；所述氣體擴(kuò)張段8設(shè)置在氣體混合引流器7上方(輸出方)；所述中溫?fù)Q熱器9設(shè)置在氣體擴(kuò)張段8上方(輸出方)；所述氣體收縮段10設(shè)置在中溫?fù)Q熱器9上方(輸出方)；所述中低溫?fù)Q熱器連接管路20連接低溫?fù)Q熱器5和中溫?fù)Q熱器9 ;所述制冷回水輸入管路19連接中溫?fù)Q熱器9 ;所述引流回氣管路26連接射流引流器4和氣體收縮段10 ;所述余氣排放口22連接氣體收縮段10 ;所述常溫工作氣體管路11輸出端分別連接檢修短路管路24和氣輪機(jī)輸入閥12 ;所述檢修短路管路24輸出端連接檢修短路氣閥25 ;所述檢修短路氣閥25通過回氣管路18連接氣體混合引流器7 ;所述氣輪機(jī)輸入閥12通過工作氣路13連接氣輪機(jī)14 ;所述氣輪機(jī)14連接發(fā)電機(jī)15 ;所述氣輪機(jī)14通過乏氣氣路16連接氣輪機(jī)輸出閥17 ；所述氣輪機(jī)輸出閥17通過回氣管路18連接氣體混合引流器7。
[0018]所述的射流引流器4用來降低低溫?fù)Q熱器5的換熱技術(shù)復(fù)雜性。
[0019]所述低溫?fù)Q熱器5中的冷媒是乙二醇或冷凍水或防凍液或防凍油。
[0020]實(shí)施例2
參考圖2，如圖2所示的一種數(shù)據(jù)中心液態(tài)空氣工質(zhì)制冷發(fā)電裝置工作方法，包括以下步驟:
SI，高壓超低溫液體泵2把超低溫儲(chǔ)液罐I中的液態(tài)空氣抽出，以30MPa以上的壓力輸
送；
S2，高壓的超低溫的液體通過高壓超低溫管路3到達(dá)射流引流器4，吸入從引流回氣管路26輸送來的氣態(tài)空氣，混合后形成較低溫度的汽液混合物；
S3，30MPa以上的高壓的較低溫的氣液混合物通過超低溫氣液管路4進(jìn)入到低溫?fù)Q熱器5，和從中低溫?fù)Q熱器連接管路20輸入到低溫?fù)Q熱器5的回水進(jìn)行換熱，液態(tài)空氣的高壓氣液混合物吸熱氣化，成為高壓低溫氣體，然后再通過低溫高壓氣管路6進(jìn)入到氣體混合引流器7;
S4，在氣體混合引流器7，少量高壓氣流帶動(dòng)10倍?100倍大量低壓乏氣氣流一起流動(dòng)，熱量、壓力混合交流，成為較低壓力的，較大氣流量的氣流，這個(gè)氣流氣壓在IMPa到5MPa之間；
S5，較低壓力的，較大氣流量的氣流進(jìn)入到由氣體擴(kuò)張段8、中溫?fù)Q熱器9、氣體收縮段10組成的升溫增壓補(bǔ)熵?fù)Q熱器，在氣體擴(kuò)張段8，由于容器橫截面積增加，氣流壓力減小，流速減小，溫度降低，更有利于吸收熱量；進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)的初步增壓的工作氣體在中溫?fù)Q熱器9部分，和由制冷回水輸入管路19輸入的溫度在18-25攝氏度的制冷回水繼續(xù)升溫、升壓、補(bǔ)熵；然后制冷回水通過中低溫?fù)Q熱器連接管路20輸入到低溫?fù)Q熱器5和從射流引流器4輸入的高壓超低溫的液體進(jìn)行換熱，再通過制冷回水輸出管路21輸出4-18攝氏度的制冷水；
S6，氣體到氣體收縮段10后，容器橫截面積減小，壓力、溫度上升，形成更高溫度的氣體；該氣體一小部分通過引流回氣管路26被射流引流器4吸入，與超低溫高壓液態(tài)空氣混合后得到利用，另外大部分將通過常溫工作氣體管路11、氣輪機(jī)輸入閥12及工作氣路13進(jìn)入到氣輪機(jī)14做功輸出，并通過共軸輸出，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)15發(fā)電；
S7，氣輪機(jī)排出的低溫低壓氣體經(jīng)過乏氣氣路16、氣輪機(jī)輸出閥17及回氣管路18輸入到氣體混合引流器7，然后再重復(fù)進(jìn)入到由氣體擴(kuò)張段8、中溫?fù)Q熱器9、氣體收縮段10組成的升溫增壓補(bǔ)熵?fù)Q熱器；
S8，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。
[0021]所述的數(shù)據(jù)中心液態(tài)空氣工質(zhì)制冷發(fā)電裝置工作方法，還包括所述由氣體擴(kuò)張段
8、中溫?fù)Q熱器9、氣體收縮段10組成的升溫增壓補(bǔ)熵?fù)Q熱器中的壓力達(dá)到0.1MPa到5MPa的任意設(shè)定值時(shí)，可以通過余氣排放口 22將氣體排放氣體到大氣中。
[0022]所述的數(shù)據(jù)中心液態(tài)空氣工質(zhì)制冷發(fā)電裝置工作方法，還包括所述氣輪機(jī)14或發(fā)電機(jī)15突然出現(xiàn)故障的時(shí)候，可以關(guān)閉氣輪機(jī)輸入閥12和氣輪機(jī)輸出閥17，打開檢修短路氣閥25，氣體通過檢修短路管路24、檢修短路氣閥25及回氣管路18進(jìn)入到由氣體擴(kuò)張段8、中溫?fù)Q熱器9、氣體收縮段10組成的升溫增壓補(bǔ)熵?fù)Q熱器中，多余氣體從余氣排放口22排放到大氣，此時(shí)進(jìn)入檢修狀態(tài)，不影響裝置制冷運(yùn)行。
[0023]本發(fā)明通過節(jié)約制冷機(jī)組電耗，數(shù)據(jù)中心電耗大幅度降低；還可以降低制冷機(jī)組采購成本、降低備用發(fā)電機(jī)組采購成本；可以自發(fā)電自用，耗電進(jìn)一步減少，甚至完全實(shí)現(xiàn)自我供應(yīng)；制冷效果好，和環(huán)境溫度無關(guān)；氣輪機(jī)可靠性高，發(fā)電可用性強(qiáng)，能長(zhǎng)期穩(wěn)定工作；備份多種模式，液態(tài)空氣可以直接制冷，保障機(jī)房應(yīng)急制冷；省去了冷卻散熱系統(tǒng)，沒有冷卻塔水耗，節(jié)約了環(huán)境水資源；排氣潔凈、低溫、無水，通過機(jī)房加濕后，可以做新風(fēng)，進(jìn)一步提高吸收熱量的能力；減少了對(duì)環(huán)境的熱排放，實(shí)現(xiàn)低碳、減排、循環(huán)利用能源；數(shù)據(jù)中心運(yùn)營成本降低；如增加系統(tǒng)，錯(cuò)峰時(shí)使用“垃圾電”制作液態(tài)空氣，運(yùn)營成本還可以進(jìn)一步下降。
[0024]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)據(jù)中心液態(tài)空氣工質(zhì)制冷發(fā)電裝置，其特征在于，包括:超低溫儲(chǔ)液罐(I)、高壓超低溫液體泵(2)、高壓超低溫管路(3)、射流引流器(4)、低溫?fù)Q熱器(5)、低溫高壓氣管路(6)、氣體混合引流器(7)、由氣體擴(kuò)張段(8)、中溫?fù)Q熱器(9)、氣體收縮段(10)組成的升溫增壓補(bǔ)熵?fù)Q熱器、常溫工作氣體管路(11)、氣輪機(jī)輸入閥(12)、工作氣路(13)、氣輪機(jī)(14)、發(fā)電機(jī)(15)、乏氣氣路(16)、氣輪機(jī)輸出閥(17)、回氣管路(18)、制冷回水輸入管路(19)、中低溫?fù)Q熱器連接管路(20)、制冷回水輸出管路(21)、余氣排放口(22)、液態(tài)空氣加注口(23)、檢修短路管路(24)、檢修短路氣閥(25)及引流回氣管路(26);所述超低溫儲(chǔ)液罐(I)輸出端連接高壓超低溫液體泵(2);所述高壓超低溫液體泵的輸出端(2)通過高壓超低溫管路(3)連接射流引流器(4);所述射流引流器(4)連接低溫?fù)Q熱器(5);所述低溫?fù)Q熱器的輸出端(5)通過低溫高壓氣管路(6)連接氣體混合引流器(7);所述氣體擴(kuò)張段(8)設(shè)置在氣體混合引流器(7)上方；所述中溫?fù)Q熱器(9)設(shè)置在氣體擴(kuò)張段(8)上方；所述氣體收縮段(10)設(shè)置在中溫?fù)Q熱器(9)上方；所述中低溫?fù)Q熱器連接管路(20)連接低溫?fù)Q熱器(5)和中溫?fù)Q熱器(9);所述制冷回水輸入管路(19)連接中溫?fù)Q熱器(9);所述引流回氣管路(26)連接射流引流器(4)和氣體收縮段(10);所述余氣排放口(22)連接氣體收縮段(10);所述常溫工作氣體管路(11)輸出端分別連接檢修短路管路(24)和氣輪機(jī)輸入閥(12);所述檢修短路管路(24)輸出端連接檢修短路氣閥(25);所述檢修短路氣閥(25)通過回氣管路(18 )連接氣體混合引流器(7 );所述氣輪機(jī)輸入閥(12 )通過工作氣路(13)連接氣輪機(jī)(14);所述氣輪機(jī)(14)連接發(fā)電機(jī)(15 );所述氣輪機(jī)(14)通過乏氣氣路(16 )連接氣輪機(jī)輸出閥(17 );所述氣輪機(jī)輸出閥(17 )通過回氣管路(18 )連接氣體混合引流器(7 )。
2.一種數(shù)據(jù)中心液態(tài)空氣工質(zhì)制冷發(fā)電裝置工作方法，其特征在于，包括以下步驟: SI，高壓超低溫液體泵(2)把超低溫儲(chǔ)液罐(I)中的液態(tài)空氣抽出，以30MPa以上的壓力輸送； S2，高壓的超低溫的液體通過高壓超低溫管路(3)到達(dá)射流引流器(4)，吸入從引流回氣管路(26)輸送來的氣態(tài)空氣，混合后形成較低溫度的汽液混合物； S3，30MPa以上的高壓的較低溫的氣液混合物通過超低溫氣液管路(4)進(jìn)入到低溫?fù)Q熱器(5)，和從中低溫?fù)Q熱器連接管路(20)輸入到低溫?fù)Q熱器(5)的回水進(jìn)行換熱，液態(tài)空氣的高壓氣液混合物吸熱氣化，成為高壓低溫氣體，然后再通過低溫高壓氣管路(6)進(jìn)入到氣體混合引流器(7); S4,在氣體混合引流器(7)，少量高壓氣流帶動(dòng)10倍~100倍大量低壓乏氣氣流一起流動(dòng)，熱量、壓力混合交流，成為較低壓力的，較大氣流量的氣流，這個(gè)氣流氣壓在IMPa到5MPa之間； S5，較低壓力的，較大氣流量的氣流進(jìn)入到由氣體擴(kuò)張段(8)、中溫?fù)Q熱器(9)、氣體收縮段(10)組成的升溫增壓補(bǔ)熵?fù)Q熱器，在氣體擴(kuò)張段(8)，由于容器橫截面積增加，氣流壓力減小，流速減小，溫度降低，更有利于吸收熱量；進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)的初步增壓的工作氣體在中溫?fù)Q熱器(9 )部分，和由制冷回水輸入管路(19 )輸入的溫度在18-25攝氏度的制冷回水繼續(xù)升溫、升壓、補(bǔ)熵；然后制冷回水通過中低溫?fù)Q熱器連接管路(20)輸入到低溫?fù)Q熱器(5)和從射流引流器(4)輸入的高壓超低溫的液體進(jìn)行換熱，再通過制冷回水輸出管路(21)輸出4-18攝氏度的制冷水； S6，氣體到氣體收縮段(10)后，容器橫截面積減小，壓力、溫度上升，形成更高溫度的氣體；該氣體一小部分通過引流回氣管路(26)被射流引流器(4)吸入，與超低溫高壓液態(tài)空氣混合后得到利用，另外大部分將通過常溫工作氣體管路(11)、氣輪機(jī)輸入閥(12)及工作氣路(13)進(jìn)入到氣輪機(jī)(14)做功輸出，并通過共軸輸出，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)(15)發(fā)電； S7，氣輪機(jī)排出的低溫低壓氣體經(jīng)過乏氣氣路(16)、氣輪機(jī)輸出閥(17)及回氣管路(18)輸入到氣體混合引流器(7)，然后再重復(fù)進(jìn)入到由氣體擴(kuò)張段(8)、中溫?fù)Q熱器(9)、氣體收縮段(10)組成的升溫增壓補(bǔ)熵?fù)Q熱器； S8，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)中心液態(tài)空氣工質(zhì)制冷發(fā)電裝置工作方法，其特征在于，還包括所述由氣體擴(kuò)張段(8)、中溫?fù)Q熱器(9)、氣體收縮段(10)組成的升溫增壓補(bǔ)熵?fù)Q熱器中的壓力達(dá)到0.1MPa到5MPa的任意設(shè)定值時(shí)，可以通過余氣排放口(22)將氣體排放氣體到大氣中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)中心液態(tài)空氣工質(zhì)制冷發(fā)電裝置工作方法，其特征在于，還包括所述氣輪機(jī)(14)或發(fā)電機(jī)(15)突然出現(xiàn)故障的時(shí)候，可以關(guān)閉氣輪機(jī)輸入閥(12)和氣輪機(jī)輸出閥(17)，打開檢修短路氣閥(25)，氣體通過檢修短路管路(24)、檢修短路氣閥(25)及回氣管路(18)進(jìn)入到由氣體擴(kuò)張段(8)、中溫?fù)Q熱器(9)、氣體收縮段(10)組成的升溫增壓補(bǔ)熵?fù)Q熱器中，多余氣體從余氣排放口( 22)排放到大氣，此時(shí)進(jìn)入檢修狀態(tài)，不影響裝置制冷 運(yùn)行。
【文檔編號(hào)】F02C1/10GK103883398SQ201410157141
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年4月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月20日
【發(fā)明者】茍仲武 申請(qǐng)人:茍仲武