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一種低溫?zé)嵩打?qū)動的有機工質(zhì)吸收式發(fā)電方法及其系統(tǒng)與流程

文檔序號:12781369閱讀:200來源:國知局

本發(fā)明屬于低品位熱能利用技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種低溫?zé)嵩打?qū)動的有機工質(zhì)吸收式發(fā)電方法及其系統(tǒng)。



背景技術(shù):

吸收式發(fā)電技術(shù)是一種利用低品位熱能的有效方法。目前吸收式發(fā)電系統(tǒng)大多采用NH3/H2O溶液為工質(zhì),如卡林那(Kalina)循環(huán)系統(tǒng)(1989年由A.卡林那(Alexander Kalina)提出的一種以水與氨的非共沸混合液為工質(zhì)的熱力循環(huán)),在余熱鍋爐型燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)中,用它取代以水為工質(zhì)的蘭金循環(huán),可以提高聯(lián)合循環(huán)的單機功率和供電效率。但是,卡林那(Kalina)循環(huán)系統(tǒng)的缺點相當明顯:NH3有毒,易對人體造成傷害;系統(tǒng)運行壓力大,致使系統(tǒng)設(shè)備龐大,且NH3易泄露,一旦空氣中的NH3含量介于15~28%vol時,遇明火則會爆炸,不利于安全運行;NH3/H2O吸收式發(fā)電系統(tǒng)對驅(qū)動熱源溫度的要求相對較高,不利于低品位能源的開發(fā)利用。此外,現(xiàn)有的吸收式發(fā)電系統(tǒng)通常在低壓(冷凝壓力)側(cè)采用制冷劑貧溶液(以下簡稱“稀溶液”,對應(yīng)的制冷劑富溶液簡稱為“濃溶液”)吸收膨脹機乏氣,如發(fā)明專利ZL200910193870.4,稀溶液的顯熱以及吸收過程產(chǎn)生的熱量被冷卻介質(zhì)帶走,造成一定的能量浪費,以致系統(tǒng)熱效率不高,且常規(guī)的吸收式系統(tǒng)為了平衡壓力必須配置節(jié)流裝置,這也增加了發(fā)電系統(tǒng)的不可逆損失。另一方面,常規(guī)的吸收式發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)生器出口為氣液兩相流態(tài),運行控制較為復(fù)雜。

因此,現(xiàn)有技術(shù)有待改進和發(fā)展。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的在于提供一種低溫?zé)嵩打?qū)動的有機工質(zhì)吸收式發(fā)電方法及其系統(tǒng),其針對不同的應(yīng)用場所,其溶液循環(huán)流量以及吸收過程的運行壓力可以根據(jù)熱源溫度和溶液濃度進行調(diào)節(jié),且采用有機工質(zhì)混合物作為循環(huán)工質(zhì),發(fā)電系統(tǒng)可以在較低的溫度下運行(≥70℃),并具有較高的熱力性能。

本發(fā)明的第一個目的是提供一種低溫?zé)嵩打?qū)動的有機工質(zhì)吸收式發(fā)電方法,包括如下步驟:

1)將有機工質(zhì)加熱成飽和溶液后通入第一渦流管中,經(jīng)第一渦流管膨脹降壓后,低沸點的有機工質(zhì)汽化,生成氣液兩相混合物,分離出第一過熱蒸汽、第一飽和蒸汽以及第一溶液;

2)從第一渦流管中流出的第一過熱蒸汽與第一飽和蒸汽混合進入第一膨脹機中膨脹做功;從第一渦流管中流出的第一溶液在重力的作用下進入第二渦流管,經(jīng)第二渦流管膨脹降壓,低沸點的有機工質(zhì)進一步汽化,生成氣液兩相混合物,分離出第二過熱蒸汽、第二飽和蒸汽以及第二溶液,從第二渦流管中流出的第二過熱蒸汽與第二飽和蒸汽混合進入第二膨脹機中膨脹做功;

3)從第二渦流管中流出的第二溶液在重力的作用下流經(jīng)回?zé)嵴舭l(fā)器放熱后進入吸收器;第一膨脹機與第二膨脹機做功帶動與其通過聯(lián)軸器相連的發(fā)電機運轉(zhuǎn)發(fā)電;第一膨脹機中的第一過熱蒸汽與第一飽和蒸汽的混合蒸汽膨脹至第二膨脹機的進口壓力后進入吸收器被來自第二渦流管的第二溶液吸收;第二膨脹機中的第二過熱蒸汽與第二飽和蒸汽的混合蒸汽膨脹至冷凝壓力后進入冷凝器,該混合蒸汽被冷凝器外部的冷卻介質(zhì)冷卻成液態(tài);

4)被冷凝器冷卻成液態(tài)的第三溶液經(jīng)冷劑泵升壓至一定壓力后流經(jīng)預(yù)熱器吸收部分熱量,隨后進入吸收器中,在吸收器中第三溶液被吸收過程產(chǎn)生的熱量加熱至對應(yīng)壓力下的飽和液態(tài)后流進回?zé)嵴舭l(fā)器中被進一步加熱,生成飽和蒸汽;吸收器中吸收終了的第四溶液在第一溶液泵的升壓作用下,流經(jīng)預(yù)熱器,在預(yù)熱器中釋放出部分熱量后變?yōu)檫^冷態(tài)溶液后作為工作流體進入噴射絕熱吸收器,在噴射絕熱吸收器中膨脹形成低壓或真空,與其相連的回?zé)嵴舭l(fā)器中產(chǎn)生的蒸汽被吸入,工作流體與飽和蒸汽在噴射絕熱吸收器內(nèi)充分混合,最終形成居中壓力的溶液,隨后經(jīng)第二溶液泵升壓后進入加熱器,形成系統(tǒng)循環(huán)。

本發(fā)明提出的低溫?zé)嵩打?qū)動的有機工質(zhì)吸收式發(fā)電方法中,加熱器出口飽和溶液的分離產(chǎn)汽過程分兩級進行,第一級分離產(chǎn)汽過程在第一渦流管內(nèi)進行,第二級分離產(chǎn)汽過程在第二渦流管內(nèi)進行。渦流管采用逆流型渦流管,利用其能量分離效應(yīng),高壓的飽和濃溶液從渦流管進口進入后,通過膨脹降壓,部分制冷劑汽化,產(chǎn)生氣液兩相混合物,在其中高速旋轉(zhuǎn)流動,分離出飽和稀溶液、過熱冷劑蒸汽和飽和冷劑蒸汽,稀溶液由渦流管底部的液體出口流出,過熱冷劑蒸汽與飽和冷劑蒸汽分別從渦流管的熱氣出口與冷氣出口流出。

吸收過程在中間壓力條件下分兩級進行,第一級吸收過程在吸收器內(nèi)進行,第二級吸收過程在噴射絕熱吸收器內(nèi)進行。吸收器可以采用橫管降膜式吸收器、豎管降膜式吸收器或鼓泡式吸收器,由預(yù)熱器來的冷劑液走管程進入吸收器被吸收過程產(chǎn)生的熱量加熱至飽和液態(tài)。噴射絕熱吸收器采用氣液兩相流噴射器,高壓過冷態(tài)稀溶液作為工作流體進入噴射器,在其中迅速膨脹形成低壓或真空,與其引射流體進口相連的回?zé)嵴舭l(fā)器內(nèi)產(chǎn)生的低壓冷劑蒸汽被吸入,稀溶液與冷劑蒸汽在噴射器內(nèi)充分混合并伴隨著動量與能量交換,最終形成居中壓力的濃溶液從混合流體出口流出;整個吸收過程噴射器與外界無熱量交換。此外,噴射絕熱吸收器中產(chǎn)生的引射作用還有助于促進回?zé)嵴舭l(fā)器中的冷劑液吸熱汽化。

本發(fā)明采用渦流管替代閃蒸器,利用渦流管的能量分離效應(yīng),將高壓的有機工質(zhì)飽和濃溶液進行兩級分離,產(chǎn)生的冷劑蒸汽用于膨脹做功發(fā)電,同時用循環(huán)泵對吸收過程的壓力進行調(diào)節(jié),在中間壓力條件下分兩級吸收,實現(xiàn)稀溶液顯熱與吸收熱的最大化回收,降低冷凝器的熱負荷,從而提高發(fā)電系統(tǒng)的熱效率,具有較高的技術(shù)經(jīng)濟性。

渦流管是能量分離裝置,它是由噴嘴、渦流室、分離孔板和冷熱兩端管組成。工作時壓縮氣體在噴嘴內(nèi)膨脹,然后以很高的速度沿切線方向進入渦流管。氣流在渦流管內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)時,經(jīng)過渦流變換后分離成總溫不相等的兩部分氣流,處于中心部位的氣流溫度低,而處于外層部位的氣流溫度高,調(diào)節(jié)冷熱流比例,可以得到最佳的分離效果。

步驟(1)中所述的有機工質(zhì)包括作為制冷劑的低沸點有機物和作為吸收劑的高沸點有機物,所述的低沸點有機物選自R1234yf(2,3,3,3-四氟丙烯)、R1233zd(E)(反式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯)、R1336mzz(Z)(順式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯)、R1234ze(E)(反式-1,3,3,3-四氟丙烯)和R1234ze(Z)(順式-1,3,3,3-四氟丙烯)中的一種或幾種,所述的高沸點有機物選自TrEGDME(三乙二醇二甲醚)、TEGDME(四乙二醇二甲醚)和NMP(N-甲基吡咯烷酮)中的一種。

在本發(fā)明中,低沸點有機物采用安全性較好的環(huán)保型有機物R1234yf、R1233zd(E)、R1336mzz(Z)、R1234ze(E)和R1234ze(Z)中的一種或幾種,高沸點有機物采用TrEGDME、TEGDME和NMP中的一種。上述低沸點有機物與高沸點有機物的沸點差較大,第一渦流管與第二渦流管出口的過熱蒸汽與飽和蒸汽主要為冷劑蒸汽。

本發(fā)明的另一目的是提出一種低溫?zé)嵩打?qū)動的有機工質(zhì)吸收式發(fā)電系統(tǒng),包括將有機工質(zhì)加熱為飽和溶液的加熱器、第一渦流管、第一膨脹機、第二渦流管、第二膨脹機、發(fā)電機、冷凝器、冷劑泵、預(yù)熱器、吸收器、回?zé)嵴舭l(fā)器、第一溶液泵、噴射絕熱吸收器和第二溶液泵,所述的加熱器的飽和溶液出口與第一渦流管的第二進口相連,所述的第一渦流管的第一熱氣出口與第一冷氣出口并聯(lián)后連接至第一膨脹機的第三進口,所述的第一渦流管的第一液體出口與第二渦流管的第四進口相連,所述的第二渦流管的第二熱氣出口與第二冷氣出口并聯(lián)后連接至第二膨脹機的第五進口,所述的第二渦流管的第二液體出口通過回?zé)嵴舭l(fā)器后連接至吸收器的稀溶液進口,所述的第一膨脹機的第一出口與吸收器的冷劑蒸汽進口相連,所述的第二膨脹機的第二出口依次通過冷凝器、冷劑泵、預(yù)熱器、吸收器、回?zé)嵴舭l(fā)器后連接至噴射絕熱吸收器的引射流體進口;所述的吸收器的濃溶液出口依次通過第一溶液泵、預(yù)熱器后連接至噴射絕熱吸收器的工作流體進口,所述的噴射絕熱吸收器的混合流體出口通過第二溶液泵后連接至加熱器的第一進口,所述的第一膨脹機和第二膨脹機通過聯(lián)軸器與發(fā)電機相連。

在本發(fā)明中,吸收器可以采用橫管降膜式吸收器、豎管降膜式吸收器或鼓泡式吸收器,由預(yù)熱器來的冷劑液走管程進入吸收器被吸收過程產(chǎn)生的熱量加熱至飽和液態(tài)。噴射絕熱吸收器采用氣液兩相流噴射器,高壓過冷態(tài)稀溶液作為工作流體進入噴射器,在其中迅速膨脹形成低壓或真空,與其引射流體進口相連的回?zé)嵴舭l(fā)器內(nèi)產(chǎn)生的低壓冷劑蒸汽被吸入,稀溶液與冷劑蒸汽在噴射器內(nèi)充分混合并伴隨著動量與能量交換,最終形成居中壓力的濃溶液從混合流體出口流出;整個吸收過程噴射器與外界無熱量交換。此外,噴射絕熱吸收器中產(chǎn)生的引射作用還有助于促進回?zé)嵴舭l(fā)器中的冷劑液吸熱汽化。

在本發(fā)明中,冷劑泵、第一溶液泵和第二溶液泵可以采用屏蔽泵,也可以采用磁力泵。發(fā)電機可以采用同步發(fā)電機,也可以采用異步發(fā)電機。系統(tǒng)各部件之間的連接方式為金屬管道連接。

優(yōu)選地,所述的有機工質(zhì)包括作為制冷劑的低沸點有機物和作為吸收劑的高沸點有機物,所述的低沸點有機物選自R1234yf、R1233zd(E)、R1336mzz(Z)、R1234ze(E)和R1234ze(Z)中的一種或幾種,所述的高沸點有機物選自TrEGDME、TEGDME和NMP中的一種,其中低沸點有機物與高沸點有機物的質(zhì)量比約為0.3~0.7。

優(yōu)選地,所述的第二渦流管的第四進口的位置低于第一渦流管的第一液體出口的位置,所述的回?zé)嵴舭l(fā)器的第二溶液進口的位置低于第二渦流管的第二液體出口的位置,所述吸收器的稀溶液進口的位置低于回?zé)嵴舭l(fā)器的第二溶液出口的位置。第二渦流管的第四進口的位置低于第一渦流管的第一液體出口的位置,以保證第一渦流管出口的稀溶液能在重力作用下自行流入第二渦流管;回?zé)嵴舭l(fā)器的第二溶液進口的位置低于第二渦流管的第二液體出口的位置,以保證第二渦流管出口的稀溶液能在重力的作用下自行流入回?zé)嵴舭l(fā)器;吸收器的稀溶液進口的位置低于回?zé)嵴舭l(fā)器的第二溶液出口的位置,以保證回?zé)嵴舭l(fā)器出口的稀溶液能在重力的作用下自行流入吸收器。

優(yōu)選地,所述的加熱器、冷凝器、預(yù)熱器和回?zé)嵴舭l(fā)器選自管殼式換熱器、降膜式換熱器和板式換熱器中的一種。

優(yōu)選地,所述的第一渦流管為逆流型渦流管,所述的第二渦流管為逆流型渦流管。

第一膨脹機與第二膨脹機可以采用螺桿膨脹機、渦旋膨脹機或透平膨脹機,也可以是其它形式的膨脹機。

本發(fā)明的有益效果是:

1、系統(tǒng)以有機混合物作為循環(huán)工質(zhì),對比常規(guī)的NH3/H2O溶液,系統(tǒng)驅(qū)動熱源的溫度可以降低20℃左右,拓寬了吸收式發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用范圍;

2、加熱器出口溶液為飽和液態(tài),溶液的吸熱過程不涉及相變過程,傳熱系數(shù)高,且運行控制較為簡單;

3、系統(tǒng)的吸收過程在中間壓力條件下進行,稀溶液不進冷凝器,其蘊含的熱量全部予以回收,有效地降低了冷凝器的熱負荷并提高加熱器進口溶液的溫度,對比現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的熱效率可以提高約5~15%;

4、系統(tǒng)通過渦流管兩級膨脹與循環(huán)泵結(jié)合對吸收過程的運行壓力進行平衡調(diào)節(jié),不設(shè)置節(jié)流裝置,降低了系統(tǒng)的不可逆損失。

附圖說明:

圖1為本發(fā)明實施例1低溫?zé)嵩打?qū)動的有機工質(zhì)吸收式發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;

附圖標記:100、加熱器;101、第一進口;101、飽和溶液出口;200、第一渦流管;201、第二進口;202、第一熱氣出口;203、第一液體出口;204、第一冷氣出口;300、第一膨脹機;301、第三進口;302、第一出口;400、第二渦流管;401、第四進口;402、第二熱氣出口;403、第二液體出口;404、第二冷氣出口;500、第二膨脹機;501、第五進口;502、第二出口;600、發(fā)電機;700、冷凝器;701、第六進口;702、第三出口;800、冷劑泵;801、第七進口;802、第四出口;900、預(yù)熱器;901、第一冷劑液進口;902、第一冷劑液出口;903、第一溶液進口;904、第一溶液出口;110、吸收器;111、第二冷劑液進口;112、冷劑蒸汽進口;113、稀溶液進口;114、第二冷劑液出口;115、濃溶液出口;120、回?zé)嵴舭l(fā)器;121、第三冷劑液進口;122、第二溶液出口;123、第二溶液進口;124、冷劑蒸汽出口;130、第一溶液泵;131、第八進口;132、第五出口;140、噴射絕熱吸收器;141、工作流體進口;142、引射流體進口;143、混合流體出口;150、第二溶液泵;151、第九進口;152、第六出口。

具體實施方式:

以下實施例是對本發(fā)明的進一步說明,而不是對本發(fā)明的限制。

除特別說明,本發(fā)明中的實驗材料和試劑均為本技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)市購產(chǎn)品。圖1中的箭頭表示蒸汽或液體的流動方向。

一種低溫?zé)嵩打?qū)動的有機工質(zhì)吸收式發(fā)電方法,包括如下步驟:

1)將有機工質(zhì)加熱成飽和溶液后通入第一渦流管200中,經(jīng)第一渦流管200膨脹降壓后,低沸點的有機工質(zhì)汽化,生成氣液兩相混合物,分離出第一過熱蒸汽、第一飽和蒸汽以及第一溶液;

2)從第一渦流管200中流出的第一過熱蒸汽與第一飽和蒸汽混合進入第一膨脹機3中膨脹做功;從第一渦流管200中流出的第一溶液在重力的作用下進入第二渦流管400,經(jīng)第二渦流管400膨脹降壓,低沸點的有機工質(zhì)進一步汽化,生成氣液兩相混合物,分離出第二過熱蒸汽、第二飽和蒸汽以及第二溶液,從第二渦流管400中流出的第二過熱蒸汽與第二飽和蒸汽混合進入第二膨脹機5中膨脹做功;

3)從第二渦流管400中流出的第二溶液在重力的作用下流經(jīng)回?zé)嵴舭l(fā)器120放熱后進入吸收器110;第一膨脹機300與第二膨脹機500做功帶動與其通過聯(lián)軸器相連的發(fā)電機600運轉(zhuǎn)發(fā)電;第一膨脹機300中的第一過熱蒸汽與第一飽和蒸汽的混合蒸汽膨脹至第二膨脹機500的進口壓力后進入吸收器110被來自第二渦流管400的第二溶液吸收;第二膨脹機500中的第二過熱蒸汽與第二飽和蒸汽的混合蒸汽膨脹至冷凝壓力后進入冷凝器700,該混合蒸汽被冷凝器外部的冷卻介質(zhì)冷卻成液態(tài);

4)被冷凝器700冷卻成液態(tài)的第三溶液經(jīng)冷劑泵800升壓至一定壓力后流經(jīng)預(yù)熱器900吸收部分熱量,隨后進入吸收器110中,在吸收器110中第三溶液被吸收過程產(chǎn)生的熱量加熱至對應(yīng)壓力下的飽和液態(tài)后流進回?zé)嵴舭l(fā)器120中被進一步加熱,生成飽和蒸汽;吸收器110中吸收終了的第四溶液在第一溶液泵130的升壓作用下,流經(jīng)預(yù)熱器900,在預(yù)熱器900中釋放出部分熱量后變?yōu)檫^冷態(tài)溶液后作為工作流體進入噴射絕熱吸收器140,在噴射絕熱吸收器140中膨脹形成低壓或真空,與其相連的回?zé)嵴舭l(fā)器120中產(chǎn)生的蒸汽被吸入,工作流體與飽和飽和蒸汽在噴射絕熱吸收器140內(nèi)充分混合,最終形成居中壓力的溶液,隨后經(jīng)第二溶液泵150升壓后進入加熱器100,形成系統(tǒng)循環(huán)。

實施例1

使用如圖1所示的低溫?zé)嵩打?qū)動的有機工質(zhì)吸收式發(fā)電系統(tǒng),包括將有機工質(zhì)加熱的加熱器100、第一渦流管200、第一膨脹機300、第二渦流管400、第二膨脹機500、發(fā)電機600、冷凝器700、冷劑泵800、預(yù)熱器900、吸收器110、回?zé)嵴舭l(fā)器120、第一溶液泵130、噴射絕熱吸收器140和第二溶液泵150。加熱器100的飽和溶液出口102與第一渦流管200的第二進口201相連,第一渦流管200的第一熱氣出口202與第一冷氣出口204并聯(lián)后與第一膨脹機300的第三進口301連接,第一渦流管200的第一液體出口203與第二渦流管400的第四進口401相連,第二渦流管400的第二熱氣出口402與第二冷氣出口404并聯(lián)后與第二膨脹機500的第五進口501連接,第二渦流管400的第二液體出口403與回?zé)嵴舭l(fā)器120的第二溶液進口123相連,回?zé)嵴舭l(fā)器120的第二溶液出口122與吸收器110的稀溶液進口113相連,第一膨脹機300的第一出口302與吸收器110的冷劑蒸汽進口112相連,第二膨脹機500的第二出口502與冷凝器700的第六進口701相連,冷凝器700的第三出口702與冷劑泵800的第七進口801相連,冷劑泵800的第四出口802與預(yù)熱器900的第一冷劑液進口901相連,預(yù)熱器900的第一冷劑液出口902與吸收器110的第二冷劑液進口111相連,吸收器110的第二冷劑液出口114與回?zé)嵴舭l(fā)器120的第三冷劑液進口121相連,回?zé)嵴舭l(fā)器120的冷劑蒸汽出口124與噴射絕熱吸收器140的引射流體進口142相連,吸收器110的濃溶液出口115與第一溶液泵130的第八進口131相連,第一溶液泵130的第五出口132與預(yù)熱器900的第一溶液進口903,預(yù)熱器900的第一溶液出口904與噴射絕熱吸收器140的工作流體進口141相連,噴射絕熱吸收器140的混合流體出口143與第二溶液泵150的第九進口151相連,第二溶液泵150的第六出口152與加熱器100的第一進口101相連,第一膨脹機300通過聯(lián)軸器與第二膨脹機500和發(fā)電機600相連。

系統(tǒng)各部件之間的連接方式為金屬管道連接。第二渦流管400的第四進口401的位置低于第一渦流管200的第一液體出口203的位置,回?zé)嵴舭l(fā)器120的第二溶液進口123的位置低于第二渦流管400的第二液體出口403的位置,吸收器110的稀溶液進口113的位置低于回?zé)嵴舭l(fā)器120的第二溶液出口122的位置。第二渦流管400的第四進口401的位置低于第一渦流管200的第一液體出口203的位置,以保證第一渦流管200出口的稀溶液能在重力作用下自行流入第二渦流管400;回?zé)嵴舭l(fā)器120的第二溶液進口123的位置低于第二渦流管400的第二液體出口403的位置,以保證第二渦流管400出口的稀溶液能在重力的作用下自行流入回?zé)嵴舭l(fā)器120;吸收器110的稀溶液進口113的位置低于回?zé)嵴舭l(fā)器120的第二溶液出口122的位置,以保證回?zé)嵴舭l(fā)器120出口的稀溶液能在重力的作用下自行流入吸收器110。

系統(tǒng)的工作流體可以為R1234yf、R1233zd(E)、R1336mzz(Z)、R1234ze(E)或R1234ze(Z)中的一種或幾種作為制冷劑與高沸點有機物TrEGDME、TEGDME或NMP中的一種作為吸收劑組成的混合物。在實際選擇工作流體時,可以選擇R1234yf、R1233zd(E)、R1336mzz(Z)、R1234ze(E)或R1234ze(Z)中的一種或幾種和TrEGDME、TEGDME或NMP中的一種混合作為發(fā)電系統(tǒng)的工作流體,本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實際需要選擇,在本實施例中以R1233zd(E)/TEGDME溶液為工作流體,其中R1233zd(E)與TEGDME的質(zhì)量比為0.3~0.7,對比現(xiàn)有技術(shù),本實施例中發(fā)電系統(tǒng)驅(qū)動熱源的溫度可以降低20℃左右,拓寬了吸收式發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用范圍,本實施利用90℃左右的低品位熱源,發(fā)電系統(tǒng)的熱效率可以提高約5%~15%。

以R1233zd(E)/TEGDME溶液作為循環(huán)工質(zhì),低溫?zé)嵩打?qū)動的有機工質(zhì)吸收式發(fā)電系統(tǒng)的工作原理為:

過冷態(tài)的R1233zd(E)/TEGDME基本(濃)溶液在加熱器100中被外部低品位熱源加熱至飽和溶液后進入第一渦流管200,經(jīng)第一渦流管200的膨脹降壓,低沸點的有機工質(zhì)R1233zd(E)汽化,生成氣液兩相混合物,在第一渦流管200中經(jīng)過高速旋轉(zhuǎn)流動,分離出過熱氣體、飽和氣體以及飽和溶液,從第一渦流管200中流出的R1233zd(E)過熱蒸汽與飽和蒸汽混合進入第一膨脹機300中膨脹做功;從第一渦流管200中流出的R1233zd(E)/TEGDME稀溶液在重力的作用下進入第二渦流管400,再次經(jīng)膨脹降壓,低沸點的有機工質(zhì)R1233zd(E)汽化,生成氣液兩相混合物,在其中經(jīng)過高速旋轉(zhuǎn)流動,分離出過熱氣體、飽和氣體以及飽和溶液,從第二渦流管400中流出的R1233zd(E)過熱蒸汽與飽和蒸汽混合進入第二膨脹機500中膨脹做功;從第二渦流管400中流出的R1233zd(E)/TEGDME稀溶液在重力的作用下流經(jīng)回?zé)嵴舭l(fā)器120放熱后進入吸收器110;第一膨脹機300與第二膨脹機500做功帶動通過聯(lián)軸器與第一膨脹機300和第二膨脹機500相連的發(fā)電機600運轉(zhuǎn)發(fā)電;第一膨脹機300中的R1233zd(E)蒸汽膨脹至第二膨脹機500的進口壓力后進入吸收器110,被來自第二渦流管400的R1233zd(E)/TEGDME稀溶液吸收;第二膨脹機500中的R1233zd(E)蒸汽膨脹至冷凝壓力后進入冷凝器700,在冷凝器700中被冷凝器的外部冷卻介質(zhì)冷卻成液態(tài);R1233zd(E)冷劑液經(jīng)冷劑泵800升壓至一定壓力后流經(jīng)預(yù)熱器900吸收部分熱量,隨后進入吸收器110中,在其中被吸收過程產(chǎn)生的熱量加熱至對應(yīng)壓力下的飽和液態(tài)后流進回?zé)嵴舭l(fā)器120中,在回?zé)嵴舭l(fā)器120中被進一步加熱,生成R1233zd(E)飽和蒸汽;吸收器110中吸收終了的R1233zd(E)/TEGDME溶液在第一溶液泵130的升壓作用下,流經(jīng)預(yù)熱器900,在預(yù)熱器900中逆向流動釋放出部分熱量后變?yōu)檫^冷態(tài)溶液后作為工作流體進入噴射絕熱吸收器140,在其中迅速膨脹形成低壓或真空,與其相連的回?zé)嵴舭l(fā)器120中產(chǎn)生的R1233zd(E)冷劑蒸汽被吸入,稀溶液與冷劑蒸汽在噴射絕熱吸收器140內(nèi)充分混合并伴隨著動量與能量交換,最終形成居中壓力的R1233zd(E)/TEGDME基本溶液,隨后經(jīng)第二溶液泵150升壓后進入加熱器100,形成系統(tǒng)循環(huán)。

以上對本發(fā)明提供的低溫?zé)嵩打?qū)動的有機工質(zhì)吸收式發(fā)電方法及其系統(tǒng)進行了詳細的介紹,以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的技術(shù)方案及其核心思想,應(yīng)當指出,對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾,這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。

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