一种内燃机冷热电联产与有机朗肯循环耦合系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种内燃机冷热电联产与有机朗肯循环耦合系统，包括燃料动力转换装置和与燃料动力转换装置连接的动力发电装置；还包括与燃料动力转换装置形成换热循环的余热回收换热装置和与余热回收换热装置形成换热循环的制冷供热装置和有机朗肯循环发电装置。燃料动力转换装置的高温缸套水Ⅰ进入到余热回收换热装置进行换热后，成为低温缸套水Ⅱ重新进入到燃料动力转换装置，形成换热循环。本实用新型专利技术专利优化了内燃机变负荷运行性能，实现内燃机余热高效利用，提高了冷热电联产系统的能源利用效率。

A coupled system of cooling, heating and power and organic Rankine cycle for internal combustion engine

The utility model provides a coupled cooling, heating, cogeneration and organic Rankine cycle system of an internal combustion engine, including a fuel power conversion device and a power generation device connected with a fuel power conversion device, a waste heat recovery heat exchange device forming a heat exchange cycle with a fuel power conversion device, and a waste heat recovery heat exchange device forming a replacement with a waste heat recovery heat exchange device. A refrigeration and heating device with thermal circulation and an organic Rankine cycle generator. The high temperature liner water I of the fuel power conversion unit enters the waste heat recovery heat exchanger for heat exchange and becomes the low temperature liner water II re-enters the fuel power conversion unit to form a heat exchange cycle. The patent of the utility model optimizes the variable load operation performance of the internal combustion engine, realizes the high efficiency utilization of the residual heat of the internal combustion engine, and improves the energy utilization efficiency of the combined cooling, heating and power generation system.

【技术实现步骤摘要】
一种内燃机冷热电联产与有机朗肯循环耦合系统
本技术涉及冷热电联产
，更具体地说，涉及一种提高冷热电联产效率的系统。
技术介绍
能源是国民经济和社会发展的基础，我国人均能源资源储量严重不足，主要一次能源以煤炭为主，污染严重。在能源利用方面，我国正处在由粗放型向集约型转变的阶段，能源利用效率仍然较低，提高能源利用效率是我国能源工作的重点。内燃机驱动的多联供系统被认为是高效利用天然气能源的有效途径，其中，冷热电三联产系统是一种代表性的利用方式，通过设立在用户或建筑物附近，直接向用户供应冷、热、电。然而，用户对于冷热的需求通常是不稳定的，且冷、热不便于长期储存、长距离运输，所以用户用能需求的不断变化将引起机组变工况运行或者内燃机组余热的浪费，二者均会导致系统能源利用效率的下降。因此，如何综合利用内燃机组的余热，避免内燃机变负荷运行，同时避免余热的浪费是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
（一）要解决的技术问题有鉴于此，本技术提供一种内燃机冷热电联产与有机朗肯循环耦合系统，其能够实现内燃机余热的高效利用，并最终提高能源利用效率。（二）技术方案为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种内燃机冷热电联产与有机朗肯循环耦合系统，包括燃料动力转换装置1和与燃料动力转换装置1连接的动力发电装置2；还包括与燃料动力转换装置1形成换热循环的余热回收换热装置3，和与余热回收换热装置3形成换热循环的制冷供热装置4和有机朗肯循环发电装置5。所述燃料动力转换装置1的高温缸套水ⅠG1进入到余热回收换热装置3进行换热后，成为低温缸套水ⅡG2重新进入到燃料动力转换装置1，形成换热循环。所述燃料动力转换装置释放的高温烟气ⅠS1进入到余热回收换热装置3换热后，变为低温烟气ⅡS2排出。从余热回收换热装置3高温加热形成的高温蒸汽L2分别进入制冷供热装置4和有机朗肯循环发电装置5后，降温为循环水L1再次进入余热回收换热装置3，形成换热循环。所述制冷供热装置4的蒸汽进气管道靠近余热回收换热装置3。所述燃料动力转换装置1为内燃机组。所述余热回收换热装置3为换热器，回收燃料动力转换装置的排烟余热和缸套余热产生高温蒸汽L2。所述制冷供热装置4为蒸汽驱动的吸收式热泵。（三）有益效果：运行过程中，天然气等燃料稳定通入燃料动力转换装置，使其运行于额定工况；动力发电装置产生的电能优先供给用户，当电能的供应量大于用户需求时，多余的电能并入电网；一部分余热通过余热制冷供热装置产生的冷与热供给用户，并且设计使得其最大供冷与供热量总是高于用户负荷，因此余热制冷供热装置产生的冷与热可以满足用户需求，实际运行中，余热制冷供热装置利用余热量与其供热供冷量根据用户冷热需求确定；剩余部分余热通过余热有机朗肯发电装置利用，被转换为电能，电能供给用户或并入电网。本技术专利优化了内燃机变负荷运行性能，实现内燃机余热高效利用，提高了冷热电联产系统的能源利用效率。附图说明图1为本技术的结构图。1-燃料动力转换装置；2-动力发电装置；3-余热回收换热装置；4-制冷制热装置；5-有机朗肯循环发电装置。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细说明。本技术提供一种内燃机冷热电联产与有机朗肯循环耦合系统，包括燃料动力转换装置1、动力发电装置2、余热回收换热装置3、制冷供热装置4、有机朗肯循环发电装置5。其中，燃料动力转换装置1选用内燃机组，用来驱动动力发电装置2发电，以供应电能，电能供给用户或者并入电网。余热回收换热装置3用于回收燃料动力转换装置1的缸套水的热量和烟气的热量，为制冷供热装置4和有机朗肯循环发电装置5供应高温蒸汽L2。具体来说，燃料动力转换装置1的高温缸套水ⅠG1进入到余热回收换热装置3进行换热后，成为低温缸套水ⅡG2重新进入到燃料动力转换装置1，形成燃料动力转换装置1的缸套水和余热回收换热装置3之间的换热循环。而上述燃料动力转换装置1工作过程中，会产生余热，即高温烟气S1，为了提高能量的利用率，燃料动力转换装置1释放的高温烟气ⅠS1进入到余热回收换热装置3换热后，变为低温烟气ⅡS2再排出。余热回收换热装置3和制冷供热装置4、有机朗肯循环发电装置5之间通过管道连接换热循环，管道内部装有循环水L1，循环水L1连接制冷供热装置4、有机朗肯循环发电装置5的出水口，且循环水L1通过管道进入到余热回收换热装置3，吸热蒸发为蒸汽L2排出余热回收换热装置3，高温蒸汽L2通过分支分路分别进入到制冷供热装置4和有机朗肯循环发电装置5，制冷供热装置4以蒸汽L3为驱动产生冷能和热能，与用户空调循环连接进行供冷或者供热，有机朗肯循环发电装置5以蒸汽L4为驱动产生电能，制冷供热装置4和有机朗肯循环发电装置5降温后的循环水L1再次进入余热回收换热装置3，形成换热循环。制冷供热装置4的蒸汽进气管道靠近余热回收换热装置3，使得蒸汽L2优先进入制冷供热装置4满足用户冷热需求，多余的蒸汽进入到有机朗肯循环发电装置5进行发电。也可在制冷供热装置4和有机朗肯循环发电装置5的蒸汽入口处设置开关，通过开关进行进气与否的设置。余热回收换热装置3为换热器，回收燃料动力转换装置的排烟余热和缸套水余热产生高温蒸汽L2。余热回收换热装置3可通过现有技术实现，由一个液-液换热器和一个气-气换热器组成，高温缸套水通过液-液换热器对循环水L1进行第一次加热，而后高温烟气通过气-气换热器对循环水进行第二次加热，形成高温蒸汽L2。制冷供热装置4为蒸汽驱动的吸收式热泵，可通过现有技术实现，如一体化蒸汽机。以上所述的仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本技术整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内燃机冷热电联产与有机朗肯循环耦合系统，其特征在于：包括燃料动力转换装置（1）和与燃料动力转换装置（1）连接的动力发电装置（2）；还包括与燃料动力转换装置（1）形成换热循环的余热回收换热装置（3），和与余热回收换热装置（3）形成换热循环的制冷供热装置（4）和有机朗肯循环发电装置（5）。

【技术特征摘要】
1.一种内燃机冷热电联产与有机朗肯循环耦合系统，其特征在于：包括燃料动力转换装置（1）和与燃料动力转换装置（1）连接的动力发电装置（2）；还包括与燃料动力转换装置（1）形成换热循环的余热回收换热装置（3），和与余热回收换热装置（3）形成换热循环的制冷供热装置（4）和有机朗肯循环发电装置（5）。2.根据权利要求1所述的一种内燃机冷热电联产与有机朗肯循环耦合系统，其特征在于：所述燃料动力转换装置（1）的高温缸套水Ⅰ（G1）进入到余热回收换热装置（3）进行换热后，成为低温缸套水Ⅱ（G2）重新进入到燃料动力转换装置（1），形成换热循环。3.根据权利要求2所述的一种内燃机冷热电联产与有机朗肯循环耦合系统，其特征在于：所述燃料动力转换装置（1）释放的高温烟气Ⅰ（S1）进入到余热回收换热装置（3）换热后，变为低温烟气Ⅱ（S2）排出。4.根据权利要求1所述的一种内燃机冷热电联产与有机...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘媛媛，丁五洲，曾庆仪，姚俊威，陆华，李芳，
申请(专利权)人：华电郑州机械设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41