專利名稱:一種高效的氨水發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種高效的氨水發(fā)電系統(tǒng)，工質(zhì)泵12的出口連接回熱器10的入口，回熱器10的出口連接一級蒸發(fā)器1的入口，一級蒸發(fā)器1的出口連接氣液分離器2的入口，氣液分離器2的氣相輸出口連接一級膨脹機3的入口驅(qū)動一級發(fā)電機4，氣液分離器2的液相出口連接二級蒸發(fā)器5的入口，一級膨脹機3的出口連接二級蒸發(fā)器5的入口，二級蒸發(fā)器5的出口連接二級膨脹機7的入口，二級膨脹機7的出口連接混合器9的入口，二級蒸發(fā)器5的出口連接混合器9的入口，接混合器9的出口連接回熱器10的入口，回熱器10的出口連接冷凝器11的入口，冷凝器11的出口連接工質(zhì)泵12的入口，二級膨脹機7的驅(qū)動輸出端連接二級發(fā)電機8。本實用新型，提高了循環(huán)效率和系統(tǒng)做功效率。
【專利說明】一種高效的氨水發(fā)電系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種氨水發(fā)電系統(tǒng)。特別是涉及一種高效的氨水發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]在能源形勢異常嚴重的今天，中低溫能源越來越受到重視，研宄中是指溫度低于350°C的低品位能源，而太陽能、地熱能、生物質(zhì)能等新型能源以及鍋爐排煙、沖渣水等工業(yè)余熱均屬于中低溫能源范疇。而卡琳娜循環(huán)作為一種適用于中低溫熱源的發(fā)電技術也被廣泛研宄。
[0003]卡琳娜循環(huán)是一種以氨水混合物作為介質(zhì)的動力循環(huán)，由于氨水變溫蒸發(fā)特點，可以使得其氣化過程與熱源的放熱過程更好地匹配，降低換熱過程中不可逆損失，提高熱源利用率，并且氨水在較低的溫度下就可以氣化，同時，由于氨水屬于自然工質(zhì)，其對環(huán)境破壞程度較小，因此在中低溫余熱利用方面有很好的應用前景。
[0004]而就傳統(tǒng)卡琳娜循環(huán)而言，其熱效率較低，如果將分離器出來的高溫富水溶液用于對膨脹機出口乏汽的再加熱升溫，然后高溫蒸汽在進入下一級膨脹機膨脹做功，這樣就能在充分利用系統(tǒng)自身熱量的情況下，提高其做功能力，使系統(tǒng)效率得到提高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種在原卡琳娜循環(huán)的基礎上提高其做功能力、熱能利用率的高效的氨水發(fā)電系統(tǒng)。
[0006]本實用新型所采用的技術方案是:一種高效的氨水發(fā)電系統(tǒng)，包括有一級膨脹機3和連接在所述一級膨脹機3驅(qū)動輸出端的一級發(fā)電機4以及用于驅(qū)動發(fā)電系統(tǒng)中工質(zhì)的工質(zhì)泵12，所述的工質(zhì)泵12的工質(zhì)出口端通過管路連接回熱器10的冷工質(zhì)入口端，所述回熱器10的冷工質(zhì)出口端通過管路連接與熱源13相連的一級蒸發(fā)器I的工質(zhì)入口端，所述一級蒸發(fā)器I的工質(zhì)出口端通過管路連接氣液分離器2的工質(zhì)入口端，所述氣液分離器2的氣相輸出端口通過管路連接所述一級膨脹機3的入口端，所述氣液分離器2的液相輸出端口通過管路連接二級蒸發(fā)器5的熱工質(zhì)入口端，所述一級膨脹機3的出口端通過管路連接所述二級蒸發(fā)器5的冷工質(zhì)入口端，所述二級蒸發(fā)器5的冷工質(zhì)出口端通過管路連接二級膨脹機7的入口端，所述二級膨脹機7的出口端通過管路連接混合器9的入口端，所述二級蒸發(fā)器5的熱工質(zhì)出口通過管路連接混合器9的入口端，所述接混合器9的出口端通過管路連接回熱器10的熱工質(zhì)入口端，所述回熱器10的熱工質(zhì)出口端通過管路連接與冷源14相連的冷凝器11的工質(zhì)入口端，所述冷凝器11的工質(zhì)出口端通過管路連接所述工質(zhì)泵12的工質(zhì)入口端，所述二級膨脹機7的驅(qū)動輸出端連接二級發(fā)電機8。
[0007]在連接所述的二級蒸發(fā)器5的熱工質(zhì)出口端與混合器9的入口端的管路上設置有用于控制流量的節(jié)流閥6。
[0008]所述的工質(zhì)為氨水。
[0009]所述的一級蒸發(fā)器I的熱源13采用太陽能，或地熱能，或煙氣余熱，或工業(yè)余熱沖渣水。
[0010]所述的冷凝器11的冷源采用冷卻水系統(tǒng)。
[0011]本實用新型的一種高效的氨水發(fā)電系統(tǒng)，具有如下有益效果:
[0012](I)系統(tǒng)設置二級蒸發(fā)器和二級膨脹機，能充分吸收系統(tǒng)本身的高溫富水溶液熱量，并將其在二級膨脹機中轉化為有用功，即在不增加外部換熱的情況下，增大了系統(tǒng)的膨脹做功能力，提高了系統(tǒng)效率。
[0013](2)第二蒸發(fā)器的設置，提高了膨脹機乏汽干度，有利于膨脹機的運行。
[0014](3)系統(tǒng)設置回熱器，工質(zhì)通過回熱加熱，充分利用了二級膨脹機乏汽和富水溶液余熱，提高了循環(huán)效率。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的整體結構示意圖。
[0016]圖中
[0017]I: 一級蒸發(fā)器2:氣液分離器
[0018]3:一級膨脹機4:一級發(fā)電機
[0019]5:二級蒸發(fā)器6:節(jié)流閥
[0020]7: 二級膨脹機8: 二級發(fā)電機
[0021]9:混合器10:回熱器
[0022]11:冷凝器12:工質(zhì)泵
[0023]13:熱源14:冷源
【具體實施方式】
[0024]下面結合實施例和附圖對本實用新型的一種高效的氨水發(fā)電系統(tǒng)做出詳細說明。
[0025]如圖1所示，本實用新型的一種高效的氨水發(fā)電系統(tǒng)，包括有一級蒸發(fā)器1、氣液分離器2、一級膨脹機3和連接在所述一級膨脹機3驅(qū)動輸出端的一級發(fā)電機4以及用于驅(qū)動發(fā)電系統(tǒng)中工質(zhì)的工質(zhì)泵12，還包括二級蒸發(fā)器5，二級膨脹機7和連接在所述二級膨脹機7驅(qū)動輸出端的二級發(fā)電機8。所述的工質(zhì)泵12的工質(zhì)出口端通過管路連接回熱器10的冷工質(zhì)入口端，所述回熱器10的冷工質(zhì)出口端通過管路連接與熱源13相連的一級蒸發(fā)器I的工質(zhì)入口端，所述的一級蒸發(fā)器I的熱源13采用太陽能，或地熱能，或煙氣余熱，或工業(yè)余熱沖渣水。所述一級蒸發(fā)器I的工質(zhì)出口端通過管路連接氣液分離器2的工質(zhì)入口端，所述氣液分離器2的氣相輸出端口通過管路連接所述一級膨脹機3的入口端，所述氣液分離器2的液相輸出端口通過管路連接二級蒸發(fā)器5的熱工質(zhì)入口端，所述一級膨脹機3的出口端通過管路連接所述二級蒸發(fā)器5的冷工質(zhì)入口端，所述二級蒸發(fā)器5的冷工質(zhì)出口端通過管路連接二級膨脹機7的入口端，所述二級膨脹機7的出口端通過管路連接混合器9的入口端，所述二級蒸發(fā)器5的熱工質(zhì)出口通過管路連接混合器9的入口端，在連接所述的二級蒸發(fā)器5的熱工質(zhì)出口端與混合器9的入口端的管路上設置有用于控制流量的節(jié)流閥6。所述接混合器9的出口端通過管路連接回熱器10的熱工質(zhì)入口端，所述回熱器10的熱工質(zhì)出口端通過管路連接與冷源14相連的冷凝器11的工質(zhì)入口端，所述的冷凝器11的冷源采用冷卻水系統(tǒng)。所述冷凝器11的工質(zhì)出口端通過管路連接所述工質(zhì)泵12的工質(zhì)入口端，所述二級膨脹機7的驅(qū)動輸出端連接二級發(fā)電機8。
[0026]所述發(fā)電系統(tǒng)采用的工質(zhì)為氨水。氨水經(jīng)氣液分離器2的兩個出口后，氣相出口進入一級膨脹機3的是高濃度的富氨蒸汽，液相出口進入二級蒸發(fā)器5的是低濃度的富水溶液，富氨蒸汽和富水溶液在混合器9中混合為基本氨水工質(zhì)。
[0027]本實用新型的一種高效的氨水發(fā)電系統(tǒng)，在所述二級蒸發(fā)器中一級膨脹器出口乏汽充分吸收系統(tǒng)自身熱量(氣液分離器液相出口高溫富水溶液熱量)，使一級膨脹機乏汽溫度升高，進一步進入二級膨脹機膨脹做功，使系統(tǒng)自身做功能力得到提高，提高系統(tǒng)效率。
[0028]本實用新型的一種高效的氨水發(fā)電系統(tǒng)的工作過如下:
[0029]如圖1所示，中低溫熱源經(jīng)過一級蒸發(fā)器I對基本氨水工質(zhì)進行加熱，加熱后的工質(zhì)進入氣液分離器2分離為兩路流體(高濃度的富氨蒸汽和低濃度的富水溶液)。
[0030]富氨蒸汽在一級膨脹機3中膨脹做功帶動一級發(fā)電機4發(fā)電，其乏汽進入二級蒸發(fā)器5經(jīng)高溫富水溶液加熱后，富氨蒸汽又進入二級膨脹機7進行膨脹做功帶動二級發(fā)電機8發(fā)電，富水溶液經(jīng)二級蒸發(fā)器5降溫后經(jīng)節(jié)流閥6節(jié)流降壓，與二級膨脹機7的乏汽在混合器9中混合又形成基本氨水工質(zhì)。
[0031]在混合器7中形成的基本氨水工質(zhì)進入回熱器10對經(jīng)過工質(zhì)泵12的低溫基本溶液進行預熱，預熱后的基本溶液進入一級蒸發(fā)器I進一步被加熱。
[0032]循環(huán)冷卻水進入冷凝器11，將經(jīng)過回熱器10的混合器9出口的基本氨水工質(zhì)冷凝至飽和液，然后進入工質(zhì)泵12從而完成整個循環(huán)。
【權利要求】
1.一種高效的氨水發(fā)電系統(tǒng)，包括有一級膨脹機(3)和連接在所述一級膨脹機(3)驅(qū)動輸出端的一級發(fā)電機⑷以及用于驅(qū)動發(fā)電系統(tǒng)中工質(zhì)的工質(zhì)泵(12)，其特征在于，所述的工質(zhì)泵(12)的工質(zhì)出口端通過管路連接回熱器(10)的冷工質(zhì)入口端，所述回熱器(10)的冷工質(zhì)出口端通過管路連接與熱源(13)相連的一級蒸發(fā)器(I)的工質(zhì)入口端，所述一級蒸發(fā)器(I)的工質(zhì)出口端通過管路連接氣液分離器(2)的工質(zhì)入口端，所述氣液分離器(2)的氣相輸出端口通過管路連接所述一級膨脹機(3)的入口端，所述氣液分離器(2)的液相輸出端口通過管路連接二級蒸發(fā)器(5)的熱工質(zhì)入口端，所述一級膨脹機(3)的出口端通過管路連接所述二級蒸發(fā)器(5)的冷工質(zhì)入口端，所述二級蒸發(fā)器(5)的冷工質(zhì)出口端通過管路連接二級膨脹機(7)的入口端，所述二級膨脹機(7)的出口端通過管路連接混合器(9)的入口端，所述二級蒸發(fā)器(5)的熱工質(zhì)出口通過管路連接混合器(9)的入口端，所述接混合器(9)的出口端通過管路連接回熱器(10)的熱工質(zhì)入口端，所述回熱器(10)的熱工質(zhì)出口端通過管路連接與冷源(14)相連的冷凝器(11)的工質(zhì)入口端，所述冷凝器(11)的工質(zhì)出口端通過管路連接所述工質(zhì)泵(12)的工質(zhì)入口端，所述二級膨脹機(7)的驅(qū)動輸出端連接二級發(fā)電機(8)。2.根據(jù)權利要求1所述的一種高效的氨水發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，在連接所述的二級蒸發(fā)器(5)的熱工質(zhì)出口端與混合器(9)的入口端的管路上設置有用于控制流量的節(jié)流閥(6)。3.根據(jù)權利要求1所述的一種高效的氨水發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述的工質(zhì)為氨水。4.根據(jù)權利要求1所述的一種高效的氨水發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述的一級蒸發(fā)器(I)的熱源(13)采用太陽能，或地熱能，或煙氣余熱，或工業(yè)余熱沖渣水。5.根據(jù)權利要求1所述的一種高效的氨水發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述的冷凝器(11)的冷源采用冷卻水系統(tǒng)。
【文檔編號】F01K25-10GK204267117SQ201420739021
【發(fā)明者】李惟毅, 李子申, 孟金英, 趙巖, 賈向東 [申請人]天津大學