一种模块化低温余热发电系统技术方案

技术编号:13609036 阅读:82 留言:0更新日期:2016-08-29 02:09
本实用新型专利技术提供了一种模块化低温余热发电系统,其包括:过热器,设置有过热进口和过热出口,配置成将低温液态工质由过热进口引入,使工质在其内部与热源进行热交换以转化为高压气态,再由过热出口排出过热器;发电主机,设置有进气口和排气口,进气口与过热出口相连接,配置成利用由过热器排出的高压气态工质进行发电,并将做功后的气态工质由排气口排出;凝汽器,设置有凝汽进口和凝汽出口,凝汽进口与排气口相连接,凝汽出口与过热进口相连接,配置成将做功后的气态工质由凝汽进口引入,使工质在其内部与冷却介质进行热交换转化为低温液态,再由凝汽出口排出,以进行下一次做功循环。从而充分利用了热源的热量,提高了能源利用率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及发电领域,特别涉及一种模块化低温余热发电系统
技术介绍
当今能源严重短缺,因此提高能源的开发利用率已经成为重要课题。目前某些低温热源,如工业过程废热、太阳能、海洋温差、地热等清洁能源存储量大,来源广泛,具有很高的利用价值。然而,由于这些热源温度较低(90℃至150℃),始终不能得到合理的利用,造成能源的浪费。另外,现有的热泵发电机大多采用螺杆式膨胀机为发电机组,该发电机采用物理接触式轴承,润滑油路系统以及变速箱,系统结构存在摩擦损耗,影响到机组效率,轴承、变速箱以及油路系统保养和维护复杂,长期运行后磨损减少机组整体使用寿命。并且螺杆式膨胀机体积大,重量大,结构复杂,难以实现低温余热发电的小型化模块化的要求。
技术实现思路
鉴于上述问题,提出了本技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种模块化低温余热发电系统。本技术一个进一步的目的是要提高能源利用率。本技术的另一个进一步目的是要降低能量损耗。本技术的另一个进一步目的是要简化发电系统。根据本技术的一个方面,本技术提供了一种模块化低温余热发电系统,其包括:过热器,设置有过热进口和过热出口,配置成将低温液态工质由过热进口引入,使工质在其内部与热源进行热交换以转化为高压气态,再由过热出口排出过热器;发电主机,设置有进气口和排气口,进气口与过热出口相连接,配置成利用由过热器排出的高压气态工质进行发电,并将做功后的气态工质由排气口排出;凝汽器,设置有凝汽进口和凝汽出口,凝汽进口与排气口相连接,凝汽出口与过热进口相连接,配置成将做功后的气态工质由凝汽进口引入,使工质在其内部与冷却介质进行热交换转化为低温液态,再由凝汽出
口排出,以进行下一次做功循环。可选地,上述模块化低温余热发电系统还包括:储液箱,设置于凝汽出口与过热进口之间,配置成存储低温液态工质;以及工质加压泵,与储液箱相连接,配置成将储液箱内部的低温液态工质加压,使其达到蒸发压力。可选地,工质加压泵为立式离心管道泵。可选地,上述模块化低温余热发电系统还包括:经济器,其内部设置有相互独立的回冷管道和回热管道,并且回冷管道串接于排气口以及凝汽进口之间,回热管道串接于储液箱的出口以及过热进口之间,以利用从排气口排出的气态工质对从凝汽出口排出的液态工质进行预热。可选地,过热器、凝汽器以及经济器均为板式热交换器。可选地,发电主机包括:磁悬浮轴承透平,配置成在气态工质的膨胀压力的推动下旋转;永磁同步发电机,永磁同步发电机转子的转轴与磁悬浮轴承透平的转轴相连接,并配置成将磁悬浮轴承透平旋转的机械能转化为电能;以及功率模块,与永磁同步发电机相连,配置成将永磁同步发电机产生的电能转化为设定的电压和频率。可选地,发电主机还包括:径向传感器,配置成检测磁悬浮轴承透平的轴承与永磁同步发电机转子主轴的径向间隙;以及控制器,与径向传感器连接,并配置成根据径向传感器的检测结果调控磁悬浮轴承的磁场,以使得径向间隙始终保持在预设范围值内。可选地,工质为氟利昂。可选地,上述模块化低温余热发电系统还包括:箱体,用于容纳过热器、发电主机以及凝汽器,并且箱体上设置有热源接口、冷却接口以及电能输出口,其中热源接口,与过热器相连,并配置成将热源导入过热器;冷却接口,与凝汽器相连,并配置成将冷却介质导入凝汽器;以及电能输出口,与发电主机相连,并配置成输出电能。可选地,上述模块化低温余热发电系统还包括:热源阀门,设置于热源接口与过热器之间,配置成控制热源的导入;以及冷却阀门,设置于冷却接口与凝汽器之间,配置成控制冷却介质的导入。本技术提供了一种模块化低温余热发电系统。该模块化低温余热发电系统包括:过热器、发电主机以及凝汽器。工质进入过热器后,在其内部与热源进行热交换以转化为高压气态。发电主机利用由过热器排出的高压气态工质进行发电,并将做功后的气态工质导入凝汽器,做功后的气态工质在凝汽器内
部与冷却介质进行热交换转化为低温液态,再由凝汽出口排出,并进行下一次做功循环。本技术的模块化低温余热发电系统通过工质与过热器内部的热源进行热交换,有效地利用了热源的热量,提高了能源利用率。进一步地,经济器内部设置有相互独立的回冷管道和回热管道,并且回冷管道串接于排气口以及凝汽进口之间,回热管道串接于储液箱的出口以及过热进口之间。利用从排气口排出的气态工质对从凝汽出口排出的液态工质进行预热,充分利用了气态工质剩余的热量,提高了能源利用率,同时降低了气态工质的温度,有利于后续的冷却过程。并且,过热器、凝汽器以及经济器均为板式热交换器。利用板式热交换器的热交换面积大的特点,有利于热量的传递,提高了能源利用率。更进一步地,上述磁悬浮轴承透平的转子轴承为磁悬浮轴承,轴承之间旋转无摩擦,减少了能量的损失,提高了能源利用率。根据下文结合附图对本技术具体实施例的详细描述,本领域技术人员将会更加明了本技术的上述以及其他目的、优点和特征。附图说明后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解,这些附图未必是按比例绘制的。附图中:图1是根据本技术一个实施例的一种模块化低温余热发电系统的示意图;以及图2是根据本技术另一个实施例的一种模块化低温余热发电系统的示意图。具体实施方式本实施例首先提供了一种模块化低温余热发电系统,图1是根据本技术一个实施例的一种模块化低温余热发电系统的示意图,该模块化低温余热发电系统包括:过热器10、发电主机30以及凝汽器20。过热器10设置有过热进口和过热出口,配置成将低温液态工质由过热进口引入,使工质在其内部与热源进行热交换以转化为高压气态,再由过热出口排出过热器10。发电主机30设置有进气口和排气口,进气口与过热出口相连接,配置成利用由过热器10排出的高压气态工质进行发电,并将做功后的气
态工质由排气口排出。凝汽器20设置有凝汽进口和凝汽出口,凝汽进口与排气口相连接,凝汽出口与过热进口相连接,配置成将做功后的气态工质由凝汽进口引入,使工质在其内部与冷却介质进行热交换转化为低温液态,再由凝汽出口排出,以进行下一次做功循环。本实施例的模块化低温余热发电系统通过工质与过热器10内部的热源进行热交换,有效地利用了热源的热量,提高了能源利用率。热源可以使用低温热源,有效利用低温热源以避免能源浪费。图2是根据本技术另一个实施例的一种模块化低温余热发电系统的示意图,本实施例的模块化低温余热发电系统在图1所示的模块化低温余热发电系统的基础上还增加设置:经济器40、储液箱50、工质加压泵60、箱体70以及阀门。储液箱50设置于凝汽出口与过热进口之间,配置成存储低温液态工质。工质加压泵60与储液箱50相连接,配置成将储液箱50内部的低温液态工质加压,使其达到蒸发压力,以便于进入过热器10进行蒸发。在本实施例中,工质加压泵60为立式离心管道泵。经济器40内部设置有相互独立的回冷管道41和回热管道42,并且回冷管道41串接于排气口以及凝汽进口之间,回热管道42串接于储液箱50的出口以及过热进口之间,并配置成利用从排气口排出的气态工质对从凝汽出口排出的液态工质进本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种模块化低温余热发电系统,其特征在于包括:过热器,设置有过热进口和过热出口,配置成将低温液态工质由所述过热进口引入,使所述工质在其内部与热源进行热交换以转化为高压气态,再由所述过热出口排出所述过热器;发电主机,设置有进气口和排气口,所述进气口与所述过热出口相连接,配置成利用由所述过热器排出的高压气态工质进行发电,并将做功后的气态工质由所述排气口排出;凝汽器,设置有凝汽进口和凝汽出口,所述凝汽进口与所述排气口相连接,所述凝汽出口与所述过热进口相连接,配置成将做功后的气态工质由所述凝汽进口引入,使所述工质在其内部与冷却介质进行热交换转化为低温液态,再由所述凝汽出口排出,以进行下一次做功循环。

【技术特征摘要】
1.一种模块化低温余热发电系统,其特征在于包括:过热器,设置有过热进口和过热出口,配置成将低温液态工质由所述过热进口引入,使所述工质在其内部与热源进行热交换以转化为高压气态,再由所述过热出口排出所述过热器;发电主机,设置有进气口和排气口,所述进气口与所述过热出口相连接,配置成利用由所述过热器排出的高压气态工质进行发电,并将做功后的气态工质由所述排气口排出;凝汽器,设置有凝汽进口和凝汽出口,所述凝汽进口与所述排气口相连接,所述凝汽出口与所述过热进口相连接,配置成将做功后的气态工质由所述凝汽进口引入,使所述工质在其内部与冷却介质进行热交换转化为低温液态,再由所述凝汽出口排出,以进行下一次做功循环。2.根据权利要求1所述的模块化低温余热发电系统,其特征在于还包括:储液箱,设置于所述凝汽出口与所述过热进口之间,配置成存储所述低温液态工质;以及工质加压泵,与所述储液箱相连接,配置成将所述储液箱内部的所述低温液态工质加压,使其达到蒸发压力。3.根据权利要求2所述的模块化低温余热发电系统,其特征在于,所述工质加压泵为立式离心管道泵。4.根据权利要求3所述的模块化低温余热发电系统,其特征在于还包括:经济器,其内部设置有相互独立的回冷管道和回热管道,并且所述回冷管道串接于所述排气口以及所述凝汽进口之间,所述回热管道串接于所述储液箱的出口以及所述过热进口之间,以利用从所述排气口排出的所述气态工质对从所述凝汽出口排出的液态工质进行预热。5.根据权利要求4所述的模块化低温余热发电系统,其特征在于,所述过热器、所述凝汽器以及所述经济器均为板式热交换器。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员:俞涛
申请(专利权)人:上海冰核时代科技中心有限合伙
类型:新型
国别省市:上海;31

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