一種相變熱發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種相變熱發(fā)電系統(tǒng)，主要由蒸發(fā)器、循環(huán)泵、儲液罐、膨脹機(jī)、冷凝裝置、連接管道和電路控制部分組成；所述蒸發(fā)器、膨脹機(jī)、儲液罐、環(huán)泵二以及連接管道組成一個蒸發(fā)做功循環(huán)回路；所述儲液罐、冷凝裝置、循環(huán)泵一以及連接管道組成一個冷凝換熱循環(huán)回路；所述電路控制部分控制著系統(tǒng)的運(yùn)行動作。這種相變熱發(fā)電能夠充分利用熱源進(jìn)行發(fā)電，實現(xiàn)100℃~300℃工質(zhì)區(qū)域的低溫發(fā)電，能夠使用銅鋁等高傳熱系數(shù)的金屬來傳熱，提高綜合發(fā)電效率。
【專利說明】一種相變熱發(fā)電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)電技術(shù)，具體涉及一種相變熱發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]化石能源日益銳減和化石燃料燃燒所引起的環(huán)境惡化等問題使人們意識到利用可再生能源和工業(yè)余熱廢熱的重要性。太陽能、地?zé)崮?、海洋溫差能、工業(yè)余熱廢熱等屬于低品位熱源，均可作為溫差熱發(fā)電裝置的高溫端的熱源。
[0003]溫差熱發(fā)電技術(shù)是一種利用高、低溫?zé)嵩粗g的溫差，采用低沸點工作流體作為循環(huán)工質(zhì)，在朗肯循環(huán)(Rankine Cycle, RC)基礎(chǔ)上,用高溫?zé)嵩醇訜岵⒄舭l(fā)循環(huán)工質(zhì)產(chǎn)生的蒸汽推動透平發(fā)電的技術(shù)，其主要組件包括蒸發(fā)器、冷凝器、渦輪機(jī)以及工作流體泵。通過高溫?zé)嵩醇訜嵴舭l(fā)器內(nèi)的工作流體并使其蒸發(fā)，蒸發(fā)后的工作流體在渦輪機(jī)內(nèi)絕熱膨脹，推動渦輪機(jī)的葉片而達(dá)到發(fā)電的目的，發(fā)電后的工作流體被導(dǎo)入冷凝器，并將其熱量傳給低溫?zé)嵩矗蚨鋮s并再恢復(fù)成液體，然后經(jīng)循環(huán)泵送入蒸發(fā)器，形成一個循環(huán)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在提供一種相變熱發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用低沸點氟利昂作為循環(huán)介質(zhì)，實現(xiàn)100°C ?300°c的低溫發(fā)電，能夠使用銅鋁等高傳熱系數(shù)的金屬來傳熱，提高綜合發(fā)電效率。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
一種相變熱發(fā)電系統(tǒng)，主要包括蒸發(fā)器(I)、冷凝裝置(2)、儲液罐(3)、循環(huán)泵一(4)、循環(huán)泵二(5)、膨脹機(jī)(6)、發(fā)電機(jī)(7)、連接管道和電路控制幾個部分；所述儲液罐(3)有四個外接接口，分別為接口一(31)、接口二(32)、接口三(33)和接口四(34);所述儲液罐(3)的接口一( 31)和接口二( 32 )位于儲液罐內(nèi)液態(tài)工質(zhì)的上部；所述儲液罐(3 )的接口三(33 )和接口四(34)位于儲液罐內(nèi)液態(tài)工質(zhì)的下部；所述膨脹機(jī)(6)連接于所述蒸發(fā)器(I)的循環(huán)工質(zhì)的輸出端與所述儲液罐(3)的接口一(31)之間；所述膨脹機(jī)(6)的動子連接于發(fā)電機(jī)(7);所述循環(huán)泵二(5)連接于所述蒸發(fā)器(I)的循環(huán)工質(zhì)的輸入端與所述儲液罐(3)的接口四(34)之間；所述循環(huán)泵一(4)連接于所述冷凝裝置(2)的循環(huán)工質(zhì)的輸出端與所述儲液罐(3)的接口三(33)之間；所述儲液罐(3)的接口二(32)連接于所述冷凝裝置(2)的循環(huán)工質(zhì)的輸入端；這樣所述蒸發(fā)器(I)、膨脹機(jī)(6)、儲液罐(3)、循環(huán)泵二(5)以及連接管道組成一個蒸發(fā)做功循環(huán)回路；所述儲液罐(3)、冷凝裝置(2)、循環(huán)泵一(4)以及連接管道組成一個冷凝換熱循環(huán)回路；所述電路控制部分控制著系統(tǒng)的運(yùn)行動作。
[0006]以上所述蒸發(fā)器(I)采用換熱效率比較好的微通道換熱器。
[0007]以上所述膨脹機(jī)(6)是一個只有輸入/輸出端的全封閉發(fā)動機(jī)。
[0008]以上所述相變熱發(fā)電系統(tǒng)是一個全封閉的循環(huán)系統(tǒng)。
[0009]以上所述相變熱發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)的工作介質(zhì)是氟利昂。
[0010]以上所述冷凝裝置(2)是風(fēng)冷裝置或者水冷裝置。[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)勢:
本相變熱發(fā)電系統(tǒng)是采用真空焊接的全封閉系統(tǒng)，使用低溫傳熱介質(zhì)，在IOO0C ~30(TC工作區(qū)域的熱發(fā)電，相對于現(xiàn)存熱發(fā)電工作溫度400°C，循環(huán)介質(zhì)溫度降低很多，能夠使用銅鋁等高傳熱系數(shù)的金屬來傳熱，進(jìn)一步又提高發(fā)電效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的第一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明的第二種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中編號:(1)蒸發(fā)器；(2)冷凝裝置；(3)儲液罐；(31)儲液罐的外接接口一 ；
(32)儲液罐的外接接口二；(33)儲液罐的外接接口三；(34)儲液罐的外接接口四；(4)循環(huán)泵一 ；(5)循環(huán)泵二 ；(6)膨脹機(jī)；(7)發(fā)電機(jī)。
【具體實施方式】
[0015]下面通過實施例并結(jié)合附圖做進(jìn)一步說明。
[0016]實施例一
如圖1所示的為本發(fā)明第一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，包括蒸發(fā)器(I)、冷凝裝置(2)、儲液罐(3)、儲液罐的外接接口一(31)、儲液罐的外接接口二(32)、儲液罐的外接接口三
(33)、儲液罐的外接接口四(34)、循環(huán)泵一(4)、循環(huán)泵二(5)、膨脹機(jī)(6)、發(fā)電機(jī)(7)以及連接管道。所述儲液罐(3)的接口一(31)和接口二(32)位于儲液罐內(nèi)液態(tài)工質(zhì)的上部；所述儲液罐(3)的接口三(33)和接口四(34)位于儲液罐內(nèi)液態(tài)工質(zhì)的下部；所述膨脹機(jī)
(6)連接于所述蒸發(fā)器(I)的循環(huán)工質(zhì)的輸出端與所述儲液罐(3)的接口一(31)之間；所述膨脹機(jī)(6)的動子連接于發(fā)電機(jī)(7);所述循環(huán)泵二(5)連接于所述蒸發(fā)器(I)的循環(huán)工質(zhì)的輸入端與所述儲液罐(3)的接口四(34)之間；所述循環(huán)泵一(4)連接于所述冷凝裝置
(2)的循環(huán)工質(zhì)的輸出端與所述儲液罐(3)的接口三(33)之間；所述儲液罐(3)的接口二
(32)連接于所述冷凝裝置(2)的循環(huán)工質(zhì)的輸入端；這樣所述蒸發(fā)器(I)、膨脹機(jī)(6)、儲液罐(3)、循環(huán)泵二(5)以及連接管道組成一個蒸發(fā)做功循環(huán)回路；所述儲液罐(3)、冷凝裝置
(2)、循環(huán)泵一(4)以及連接管道組成一個冷凝換熱循環(huán)回路。
[0017]該系統(tǒng)工作時，儲液罐(3)內(nèi)的低溫液態(tài)工質(zhì)經(jīng)循環(huán)泵二(5)的抽壓力送入到蒸發(fā)器(1)，蒸發(fā)器(1)與高溫?zé)嵩唇佑|，低溫液態(tài)工作介質(zhì)在蒸發(fā)器(I)內(nèi)吸收熱量蒸發(fā)為高溫氣體,蒸發(fā)形成的高溫氣體和部分沒有蒸發(fā)的高溫液體在高速流動中相互混合形成高溫氣液二相流體，它們從蒸發(fā)器(1)流出進(jìn)入膨脹機(jī)(6)，由膨脹機(jī)(6)將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而使膨脹機(jī)(6 )動子旋轉(zhuǎn)，膨脹機(jī)(6 )在帶動發(fā)電機(jī)(7 )旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)(7 )經(jīng)過控制發(fā)出穩(wěn)定的工頻電力，提供為用戶使用。由膨脹機(jī)(6)排出的做功后的低溫氣液二相流工質(zhì)經(jīng)儲液te的接口一( 31)進(jìn)入儲液罐(3)內(nèi)，并在儲液-- (3)中完成氣液分尚，然后做功后的氣態(tài)工質(zhì)通過儲液罐的接口二( 32 )進(jìn)入冷凝裝置(2 )進(jìn)行冷卻，做功后的低溫氣態(tài)工質(zhì)經(jīng)冷卻相變?yōu)榈蜏匾簯B(tài)工質(zhì)，冷凝后的低溫液態(tài)工質(zhì)在循環(huán)泵一(4)的抽壓力下經(jīng)儲液罐的接口三(33 )送入儲液罐(3 )，等待進(jìn)入下一次循環(huán)過程。
[0018]實施例二
如圖2所示的為本發(fā)明第二種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖，相比于實施例一中的圖1，實施例二中不需要循環(huán)泵一(4)，并且要求所述冷凝裝置(2)位于蒸發(fā)器(I)的上部，且蒸發(fā)器(O的頂部和冷凝裝置(2)的底部之間一定要有一個落差；這樣做功后的低溫氣態(tài)工質(zhì)經(jīng)在冷凝裝置(2)內(nèi)冷卻相變?yōu)榈蜏匾簯B(tài)工質(zhì)，由于重力的作用回到儲液罐，實施例二中其他部件的啟動和運(yùn)行與實施例一相同。
【權(quán)利要求】
1.一種相變熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，主要包括蒸發(fā)器(I)、冷凝裝置(2)、儲液罐(3)、循環(huán)泵一(4)、循環(huán)泵二(5)、膨脹機(jī)(6)、發(fā)電機(jī)(7)、連接管道和電路控制幾個部分；所述儲液罐(3)有四個外接接口，分別為接口一(31)、接口二(32)、接口三(33)和接口四(34)；所述儲液罐(3)的接口一(31)和接口二(32)位于儲液罐內(nèi)液態(tài)工質(zhì)的上部；所述儲液罐(3)的接口三(33)和接口四(34)位于儲液罐內(nèi)液態(tài)工質(zhì)的下部；所述膨脹機(jī)(6)連接于所述蒸發(fā)器(I)的循環(huán)工質(zhì)的輸出端與所述儲液罐(3)的接口一(31)之間；所述膨脹機(jī)(6)的動子連接于發(fā)電機(jī)(7 );所述循環(huán)泵二( 5 )連接于所述蒸發(fā)器(I)的循環(huán)工質(zhì)的輸入端與所述儲液罐(3)的接口四(34)之間；所述循環(huán)泵一(4)連接于所述冷凝裝置(2)的循環(huán)工質(zhì)的輸出端與所述儲液罐(3 )的接口三(33 )之間；所述儲液罐(3 )的接口二( 32 )連接于所述冷凝裝置(2)的循環(huán)工質(zhì)的輸入端；這樣所述蒸發(fā)器(I)、膨脹機(jī)(6)、儲液罐(3)、循環(huán)泵二(5)以及連接管道組成一個蒸發(fā)做功循環(huán)回路；所述儲液罐(3)、冷凝裝置(2)、循環(huán)泵一(4)以及連接管道組成一個冷凝換熱循環(huán)回路；所述電路控制部分控制著系統(tǒng)的運(yùn)行動作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種相變熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸發(fā)器(I)采用換熱效率比較好的微通道換熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種相變熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述膨脹機(jī)(6)是一個只有輸入/輸出端的全封閉發(fā)動機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種相變熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述相變熱發(fā)電系統(tǒng)是一個全封閉的循環(huán)系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種相變熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述相變熱發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)的工作介質(zhì)是氟利昂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種相變熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凝裝置(2)是風(fēng)冷裝置或者水冷裝置。
【文檔編號】F01K25/10GK103790661SQ201410034649
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月25日
【發(fā)明者】祝長宇, 丁式平, 何慧麗 申請人:青海德能新能源有限公司