一種中低溫熱源發(fā)電系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于中低溫熱源發(fā)電技術領域，具體涉及一種中低溫熱源發(fā)電系統。
【背景技術】
[0002]在鋼鐵、化工、有色等工業(yè)領域，在生產過程中會產生中低溫余熱，中低溫余熱具有分布散、品位低等特點而難以回收利用。以鋼鐵廠為例，2014年我國鋼鐵工業(yè)的余熱回收利用率僅有25.8%，其中，中溫余熱利用率為30.2%，低溫余熱利用率僅有1%，中低溫余熱資源占鋼鐵廠未被利用余熱資源的71%左右，可見，鋼鐵企業(yè)有大量的中低溫余熱可以回收。而鋼鐵廠可回收利用的中低溫余熱資源主要有:燒結環(huán)冷機低溫段煙氣、焦爐煙道氣、高爐熱風爐煙氣、高爐沖渣水、乳鋼加熱爐煙氣、飽和蒸汽等，若將鋼鐵廠未被利用的中低溫余熱中約有30%加以回收利用，則可將鋼鐵廠生產成本降低約4%，對鋼鐵廠節(jié)能增效具有重要意義。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供中一種熱效率高且結構簡單、布置緊湊的中低溫熱源發(fā)電系統，充分利用生產中產生的中低溫余熱，達到節(jié)能增效的目的。
[0004]本發(fā)明的技術方案是提供了一種中低溫熱源發(fā)電系統，包括蒸發(fā)器、工質分配器、蒸汽集中器、膨脹機和發(fā)電機;所述蒸發(fā)器包括蒸發(fā)器殼體，以及在蒸發(fā)器殼體內由上至下依次設置的蒸發(fā)器儲液器、蒸發(fā)器毛細芯和蒸發(fā)器受熱壁面，蒸發(fā)器毛細芯和蒸發(fā)器受熱壁面之間設有蒸汽通道，所述蒸發(fā)器受熱壁面下方裝配熱源流體通道;所述工質分配器與蒸發(fā)器儲液器進液口連接，蒸汽集中器的進口與蒸發(fā)器的蒸汽通道連通，蒸汽集中器的出口連接膨脹機，所述發(fā)電機與膨脹機相連接。
[0005]進一步地，上述蒸汽通道為鋸齒結構。
[0006]進一步地，上述膨脹機出口連接冷凝器進口，該冷凝器外接冷卻水。
[0007]進一步地，上述蒸發(fā)器儲液器出液口連接稀釋溶液集中器，該稀釋溶液集中器通過管路連接冷凝器進口。
[0008]進一步地，上述稀釋溶液集中器與冷凝器之間的管路上設置有節(jié)流閥。
[0009]進一步地，上述節(jié)流閥為電磁閥。
[0010]進一步地，上述冷凝器出口通過循環(huán)栗連接工質分配器。
[0011 ]進一步地，上述循環(huán)栗為變頻栗。
[0012]進一步地，上述工質分配器上設有多個進液口。
[0013]進一步地，上述熱源流體通道的進液口與工質分配器設置在蒸發(fā)器殼體的左右不同側。
[0014]本發(fā)明的有益效果:
(1)本發(fā)明提供的這種中低溫熱源發(fā)電系統結構簡單、布置緊湊，充分利用生產過程中產生的中低溫熱源進行發(fā)電，且熱效率高，實現了節(jié)能增效的目的。
[0015](2)本發(fā)明提供的這種中低溫熱源發(fā)電系統通過冷凝器回收工質的稀溶液和膨脹機的乏汽，混合后循環(huán)利用，節(jié)約資源，節(jié)省成本。
[0016](3)本發(fā)明提供的這種中低溫熱源發(fā)電系統在工業(yè)余熱利用及地熱、太陽能等領域都有廣闊的應用前景。
[0017]以下將結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明中低溫熱源發(fā)電系統的結構示意圖。
[0019]圖2是圖1中A向的結構示意圖。
[0020]圖3是圖1中B向的結構示意圖。
[0021]附圖標記說明:1、蒸發(fā)器受熱壁面;2、蒸發(fā)器毛細芯；3、蒸發(fā)器儲液器;4、蒸發(fā)器殼體;5、工質分配器;6、稀溶液集中器;7、蒸汽集中器;8、節(jié)流閥;9、膨脹機;10、冷凝器;11、循環(huán)栗;12、發(fā)電機。
【具體實施方式】
[0022]實施例1:
為了能充分利用生產過程中產生的中低溫余熱，以達到節(jié)能增效的目的，本實施例提供了一種如圖1、圖2和圖3所示的中低溫熱源發(fā)電系統，包括蒸發(fā)器、工質分配器5、蒸汽集中器7、膨脹機9和發(fā)電機12;所述蒸發(fā)器包括蒸發(fā)器殼體4，以及在蒸發(fā)器殼體4內由上至下依次設置的蒸發(fā)器儲液器3、蒸發(fā)器毛細芯2和蒸發(fā)器受熱壁面1，蒸發(fā)器毛細芯2和蒸發(fā)器受熱壁面1之間設有蒸汽通道，所述蒸發(fā)器受熱壁面1下方裝配熱源流體通道;所述工質分配器5與蒸發(fā)器儲液器3進液口連接，蒸汽集中器7的進口與蒸發(fā)器的蒸汽通道連通，蒸汽集中器7的出口連接膨脹機9，所述發(fā)電機12與膨脹機9相連接。
[0023]其中，根據生產實際需求，該發(fā)電系統可選用不同的工質，本發(fā)明以采用濃氨水作為發(fā)電系統工質為例，其具體工作過程如下:
將工質分配器5的進液口外接濃氨水輸送系統，濃度為70%左右的濃氨水通過工質分配器5進入蒸發(fā)器儲液器3，蒸發(fā)器毛細芯2通過毛細力使蒸發(fā)器儲液器3中的濃氨水充滿整個蒸發(fā)器毛細芯2。中低溫熱源在蒸發(fā)器受熱壁面1下方的熱源流體通道中流動，中低溫熱源通過蒸發(fā)器受熱壁面1將熱量傳到蒸發(fā)器毛細芯2，而由于濃氨水中的氨沸點低于水沸點，因此，蒸發(fā)器毛細芯2中濃氨水的氨組份先相變成氨蒸汽，同時，氨和水是極易相溶的物質，蒸發(fā)器儲液器3中的濃氨水將通過擴散快速補充到蒸發(fā)器毛細芯2內，以保持蒸發(fā)器毛細芯2中氨水的濃度，當蒸發(fā)器內達到穩(wěn)定狀態(tài)時，蒸發(fā)器將穩(wěn)定產出濃度為95%左右的富氨蒸汽。富氨蒸汽通過蒸汽集中器7收集后送往膨脹機9做功并帶動發(fā)電機12對外發(fā)電。
[0024]其中，濃氨水工質和熱源流體可以從蒸發(fā)器殼體4的同側進入該蒸發(fā)器;也可從兩側分別進入，優(yōu)選濃氨水工質和熱源流體從蒸發(fā)器殼體4兩側分別進入，即熱源流體通道的進液口與工質分配器5設置在蒸發(fā)器殼體4的左右不同側，這樣可以保證富氨蒸汽有更加穩(wěn)定的過熱度。
[0025]其中，上述的工質分配器5上設有多個進液口，濃氨水可以通過多根管路進入蒸發(fā)器儲液器3。
[0026]為了使蒸發(fā)器中的富氨蒸汽加熱更加均勻且有效，保證富氨蒸汽有穩(wěn)定的過熱度，本實施例中蒸發(fā)器毛細芯2和蒸發(fā)器受熱壁面1之間的蒸汽通道為鋸齒結構，鋸齒狀結構會對富氨蒸汽氣流產生一定的擾動作用，使氣流受熱更加均勻；同時，鋸齒狀結構增加了換熱面積，從而使氣流溫度更高。
[0027]本實施例提供的這種中低溫熱源發(fā)電系統結構簡單、布置緊湊，充分利用生產過程中產生的中低溫熱源進行發(fā)電，且熱效率高，實現了節(jié)能增效的目的。
[0028]實施例2:
在實施例1的基礎上，本實施例提供的中低溫熱源發(fā)電系統還包括膨脹機9出口連接冷凝器10進口，該冷凝器10外接冷卻水;蒸發(fā)器儲液器3出液口連接稀釋溶液集中器6，該稀釋溶液集中器6通過管路連接冷凝器10進口。蒸發(fā)器儲液器3內剩下的濃度約為50%左右的稀氨水送往稀溶液集中器6中收集，然后與膨脹機9出來的乏汽混合，混合后在冷凝器10中冷凝為液態(tài)，混合后的氨水濃度約為70%左右，將冷凝器10出口通過循環(huán)栗11連接至工質分配器5，冷凝后得到的濃氨水通過循環(huán)栗11再次輸送至工質分配器5中循環(huán)使用。
[0029]而為了能控制稀氨水流入冷凝器10的流量，所述稀釋溶液集中器6與冷凝器10之間的管路上設置有節(jié)流閥8，節(jié)流閥8優(yōu)選電磁閥，電磁閥能夠實時控制稀氨水的流量以及電磁閥前后壓差。
[0030]循環(huán)栗11選用變頻栗，實時控制流入工質分配器5的濃氨水流量。
[0031]本實施例提供的這種通過冷凝器回收工質的稀溶液和膨脹機的乏汽，混合后循環(huán)利用，節(jié)約資源，節(jié)省成本。
[0032]綜上所述，本發(fā)明提供的這種中低溫熱源發(fā)電系統結構簡單、布置緊湊，充分利用生產過程中產生的中低溫熱源進行發(fā)電，且熱效率高，實現了節(jié)能增效的目的;該中低溫熱源發(fā)電系統在工業(yè)余熱利用及地熱、太陽能等領域都具有廣闊的應用前景。
[0033]以上例舉僅僅是對本發(fā)明的舉例說明，并不構成對本發(fā)明的保護范圍的限制，凡是與本發(fā)明相同或相似的設計均屬于本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種中低溫熱源發(fā)電系統，其特征在于:包括蒸發(fā)器、工質分配器(5)、蒸汽集中器(7)、膨脹機(9)和發(fā)電機(12);所述蒸發(fā)器包括蒸發(fā)器殼體(4)，以及在蒸發(fā)器殼體(4)內由上至下依次設置的蒸發(fā)器儲液器(3)、蒸發(fā)器毛細芯(2)和蒸發(fā)器受熱壁面(1)，蒸發(fā)器毛細芯(2)和蒸發(fā)器受熱壁面(1)之間設有蒸汽通道，所述蒸發(fā)器受熱壁面(1)下方裝配熱源流體通道； 所述工質分配器(5)與蒸發(fā)器儲液器(3)進液口連接，蒸汽集中器(7)的進口與蒸發(fā)器的蒸汽通道連通，蒸汽集中器(7)的出口連接膨脹機(9)，所述發(fā)電機(12)與膨脹機(9)相連接。2.如權利要求1所述的中低溫熱源發(fā)電系統，其特征在于:所述蒸汽通道為鋸齒結構。3.如權利要求1所述的中低溫熱源發(fā)電系統，其特征在于:所述膨脹機(9)出口連接冷凝器(10)進口，該冷凝器(10)外接冷卻水。4.如權利要求3所述的中低溫熱源發(fā)電系統，其特征在于:所述蒸發(fā)器儲液器(3)出液口連接稀釋溶液集中器(6)，該稀釋溶液集中器(6)通過管路連接冷凝器(10)進口。5.如權利要求4所述的中低溫熱源發(fā)電系統，其特征在于:所述稀釋溶液集中器(6)與冷凝器(10)之間的管路上設置有節(jié)流閥(8)。6.如權利要求5所述的中低溫熱源發(fā)電系統，其特征在于:所述節(jié)流閥(8)為電磁閥。7.如權利要求3?6任一項所述的中低溫熱源發(fā)電系統，其特征在于:所述冷凝器(10)出口通過循環(huán)栗(11)連接工質分配器(5)。8.如權利要求7所述的中低溫熱源發(fā)電系統，其特征在于:所述循環(huán)栗(11)為變頻栗。9.如權利要求1所述的中低溫熱源發(fā)電系統，其特征在于:所述工質分配器(5)上設有多個進液口。10.如權利要求1所述的中低溫熱源發(fā)電系統，其特征在于:所述熱源流體通道的進液口與工質分配器(5)設置在蒸發(fā)器殼體(4)的左右不同側。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種中低溫熱源發(fā)電系統，包括蒸發(fā)器、工質分配器、蒸汽集中器、膨脹機和發(fā)電機；蒸發(fā)器包括蒸發(fā)器殼體，以及在蒸發(fā)器殼體內由上至下依次設置的蒸發(fā)器儲液器、蒸發(fā)器毛細芯和蒸發(fā)器受熱壁面，蒸發(fā)器毛細芯和蒸發(fā)器受熱壁面之間設有蒸汽通道，蒸發(fā)器受熱壁面下方裝配熱源流體通道；工質分配器與蒸發(fā)器儲液器進液口連接，蒸汽集中器的進口與蒸發(fā)器的蒸汽通道連通，蒸汽集中器的出口連接膨脹機，發(fā)電機與膨脹機相連接。該發(fā)明結構簡單、布置緊湊，充分利用生產過程中產生的中低溫熱源進行發(fā)電，且熱效率高，實現了節(jié)能增效的目的，在工業(yè)余熱利用及地熱、太陽能等領域都具有廣闊的應用前景。
【IPC分類】F01K25/10, F01K25/00
【公開號】CN105422199
【申請?zhí)枴緾N201511011278
【發(fā)明人】蓋東興
【申請人】中冶南方工程技術有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月30日